(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221025416 3.7 (22)申请日 2022.03.15 (71)申请人 济南大学 地址 250022 山东省济南市 市中区南 辛庄 西路336号 (72)发明人 张梦华　孙富强　黄伟杰　徐凌峰　 俞健明　张长乐　何浩天　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 杨琪 (51)Int.Cl. G06Q 50/06(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 17/10(2006.01)G06T 7/55(2017.01) G06V 20/40(2022.01) G06V 10/46(2022.01) G06V 10/80(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种变电站 精益管控数字 孪生系统 (57)摘要 本发明提出了一种变电站精益管控数字孪 生系统， 包括： 三维可视化模块， 用于获取变电站 中的建筑物的三维信息， 生 成不同施工阶段的建 筑物的标准模型； 以及， 获取施工过程中变电站 中的建筑物的多幅不同视角的图像， 得到建筑物 的重建模型； 三维测量模块， 用于获取输电线路 和输电塔的原始点云， 并将输电线点云和输电塔 点云单独分离出来后， 计算输电线的弧垂和输电 塔的倾斜角； 异常检测模块， 用于将待检测输电 线图像或待检测电力设备图像作为原图像， 输入 基于注意力机制的深度神经网络， 得到原图像中 目标的预测边界框和类别； 远程协助模块， 用于 得到全息标注场景。 实现了对变电站建设数字全 息研判智慧联动。 权利要求书2页 说明书7页 附图10页 CN 115082254 A 2022.09.20 CN 115082254 A 1.一种变电站 精益管控数字 孪生系统， 其特 征是， 包括： 三维可视化模块， 用于获取变电站中的建筑物的三维信息， 生成不同施工阶段的建筑 物的标准模型； 以及， 获取施工过程中变电站中的建筑物的多幅不同视角的图像， 得到 建筑 物的重建模型， 并与同一施工阶段的所述标准模型比对， 判断是否符合 规划的进度； 三维测量模块， 用于获取输电线路和输电塔的原始点云， 并将输电线点云和输电塔点 云单独分离出来后， 计算输电线的弧垂和输电塔的倾 斜角； 异常检测模块， 用于将待检测输电线图像或待检测电力设备图像作为原图像， 输入基 于注意力机制的深度神经网络， 得到原图像中目标的预测边界框和类别。 2.如权利要求1所述的一种变电站精益管控数字孪生系统， 其特征是， 还包括远程协助 模块， 用于将待标注视频并发送至指导方， 接收指导方返回的标记数据后， 将标记数据渲 染 至待标注视频， 得到全息标注场景。 3.如权利要求1所述的一种变电站精益管控数字孪生系统， 其特征是， 所述三维可视化 模块包括施工规划模块和重建模块； 所述施工规划模块， 用于读取变电站中的建筑物的三维信息， 在三维信息的基础上加 上时间信息， 形成四维施工规划信息； 所述重建模块， 用于获取施工过程中变电站中的建筑物的多幅不同视角的图像， 通过 多视图几何三维重建算法， 得到建筑物的重建模型。 4.如权利要求3所述的一种变电站精益管控数字孪生系统， 其特征是， 所述多视图几何 三维重建算法的具体步骤为： 基于所述建筑物的多幅不同视角的图像， 进行稀疏点云重建， 得到稀疏点云； 基于所述稀疏点云进行深度图估计， 根据深度图中每个像素的深度， 将深度像素投影 到三维空间， 得到稠密点云； 基于所述稠密点云， 进行表面重建， 得到所述建筑物的重建模型。 5.如权利要求1所述的一种变电站精益管控数字孪生系统， 其特征是， 所述基于注意力 机制的深度神经网络采用主干网络对所述原图像进行特征提取后， 将提取出的特征进 行数 据融合， 得到融合特 征， 并基于所述融合特 征， 得到原图像中目标的预测边界框和类别。 6.如权利要求1所述的一种变电站精益管控数字孪生系统， 其特征是， 所述三维测量模 块包括： 点云获取模块， 用于获取变电站中输电线路和输电塔的原 始点云； 交互测量模块， 用于剔除原始点云中的纯地物点点云， 得到目标点云； 将所述目标点云 划分为若干个子空间， 计算每个子空间的密度， 基于所述密度， 判断每个子空间属于输电线 点云还是属于包含树木和输电塔的点云； 并基于所述包含树木和输电塔的点云， 筛选分离 出输电塔点云； 弧垂测量模块， 用于基于所述输电线点云， 计算输电线的弧垂； 倾斜测量模块， 用于基于所述输电塔点云， 计算输电塔倾 斜角。 7.如权利要求6所述的一种变电站精益管控数字孪生系统， 其特征是， 所述筛选分离出 输电塔点云的方法为欧式聚类方法。 8.如权利要求6所述的一种变电站精益管控数字孪生系统， 其特征是， 所述剔除原始点 云中的纯地物点点云的具体方法为： 将原始点云划分为若干个子空间， 并计算每个子空间权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115082254 A 2的点云高程差， 基于所述点云高程差判断每个子空间是否为纯地物点点云， 并在所述原始 点云中剔除所述纯地物点点云后， 重新进 行子空间划分和纯地物点点云判断与纯地物点点 云剔除。 9.如权利要求6所述的一种变电站精益管控数字孪生系统， 其特征是， 所述输电塔倾斜 角的计算方法为： 任选输电塔点云中与地平面平行 的两个平面， 分别计算两个平面的重心 点， 将两重心点连接成一条直线， 所述 直线与地平面的夹角即为输电塔倾 斜角。 10.如权利要求6所述的一种变电站精益管控数字孪生系统， 其特征是， 所述输电线的 弧垂的计算方法为： 分别确定输电线的中点两侧的最高点， 连接两个最高点， 得到线段， 确 定输电线的最低点到所述线段的垂线的交点， 所述交点与所述最低点之间的距离即为输电 线的弧垂。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115082254 A 3