發(fā)布時間：2017-10-29 00:25

  本文關(guān)鍵詞：應(yīng)用于變電站管理系統(tǒng)的三維全景視圖軟件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：變電站電壓高、危險性大,且經(jīng)常需要調(diào)試及更換設(shè)備,所以安全管理的措施十分嚴(yán)格。目前,變電站的安全管理通常采用專人值守的方式進(jìn)行,定期進(jìn)行巡視排查。近年來為了提高管理的可靠性和效率,各類針對變電站安全監(jiān)控的應(yīng)用方案已陸續(xù)投入實(shí)際使用。根據(jù)目的不同,主要分為對現(xiàn)場的圖像監(jiān)控(以架設(shè)攝像機(jī)為主)以及對設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控。在實(shí)際工作中,監(jiān)控人員需要重點(diǎn)關(guān)注的信息不僅包含現(xiàn)場設(shè)備的直觀空間位置,還期望能夠直接獲得對應(yīng)位置設(shè)備的各項運(yùn)行參數(shù)及安全指標(biāo)等。本次研究的出發(fā)點(diǎn)在于設(shè)計一個方案,使得變電站管理領(lǐng)域?qū)@兩類信息的需求能夠充分地結(jié)合并加以解決。針對上述變電站管理中現(xiàn)有的問題和思路,本文研究了虛擬現(xiàn)實(shí)中被廣泛應(yīng)用的全景視圖技術(shù)的現(xiàn)狀及在監(jiān)控領(lǐng)域的可行性,并最終提出了應(yīng)用于變電站管理系統(tǒng)的三維全景視圖軟件作為解決方案。全景視圖(Panorama)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個重要分支,是基于圖像渲染(IBR)技術(shù)的典型應(yīng)用。全景視圖能夠在計算機(jī)上高度還原一個固定視點(diǎn)下的全視角實(shí)景,使用戶產(chǎn)生身臨其境的真實(shí)感。全景視圖體積小,靈活度高,還原性強(qiáng),具備了互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的諸多特性與優(yōu)勢,適合在線架設(shè)及使用。目前主流的全景視圖分為圓柱形、方形和球形三種,本文所設(shè)計的軟件采用球形全景視圖。本軟件分為三大模塊：圖像采集拼接模塊、三維重建貼圖模塊和熱點(diǎn)數(shù)據(jù)庫模塊。其中,圖像采集主要采用相機(jī)或全景云臺等拍照硬件來完成,并用仿射變換將拼接好的平面圖片變形為適用于球面貼圖的全景圖。平臺方面,本文所設(shè)計的三維全景視圖軟件采用Adobe Flash制作,使用Flash內(nèi)部的ActionScript3.0腳本語言,其三維場景部分使用了Away 3D引擎編寫,全景貼圖的分辨率可達(dá)到8192×2048像素。為了實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備所在位置與對應(yīng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的結(jié)合,軟件需要添加針對變電站設(shè)備屬性定制的熱點(diǎn)。熱點(diǎn)是用于附著在場景某一特定位置,提供場景重要位置額外圖文信息的互動單元。本文所設(shè)計的三維全景視圖軟件將熱點(diǎn)拆分為三維定位單元和二維追蹤單元兩部分,利用三維坐標(biāo)與屏幕坐標(biāo)之間的映射關(guān)系來實(shí)現(xiàn)二維的可互動元件在三維場景外部的追蹤。同時,利用球面法矢量和定位單元的矢量之間的角度運(yùn)算來消除窗口外部不需要顯示的熱點(diǎn)。在本軟件中,性能參數(shù)信息通過XML格式存儲在外部,熱點(diǎn)會在加載時通過ActionScript的XML接口將相應(yīng)的屬性讀入并賦給熱點(diǎn)的二維追蹤單元,當(dāng)鼠標(biāo)懸停在熱點(diǎn)時,調(diào)出參數(shù)窗口并顯示對應(yīng)數(shù)據(jù)。XML除了記錄熱點(diǎn)的性能參數(shù)之外還保存了該熱點(diǎn)定位單元的坐標(biāo),每一對二維和三維單元享有相同的序號,在調(diào)用時一一對應(yīng)綁定。本文所設(shè)計的三維全景視圖軟件在目前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下具有很好的兼容性,可以直接在瀏覽器中進(jìn)行使用。本軟件開發(fā)過程主要針對變電站的管理,但經(jīng)過適當(dāng)?shù)男薷暮笃鋺?yīng)用范圍可以進(jìn)一步拓展。變電站通常為戶外環(huán)境,故使用球體建模,如果需要針對室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控,則采用立方體建模更為便利。除此之外,亦可通過更改熱點(diǎn)格式、熱點(diǎn)內(nèi)容自定義化、增設(shè)外部數(shù)據(jù)接口等性能拓展手段,使之可以用于其他各類監(jiān)控、展示、導(dǎo)航領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：變電站管理 虛擬現(xiàn)實(shí) 全景視圖
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM63;TP391.9
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 符號對照表12-13
• 縮略語對照表13-16
• 第一章 緒論16-22
• 1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念與應(yīng)用16-17
• 1.2 變電站目前的管理方案17-20
• 1.3 本文的研究內(nèi)容及特色20-22
• 第二章 全景視圖技術(shù)概況22-34
• 2.1 全景視圖簡介22-23
• 2.2 全景視圖的實(shí)現(xiàn)方法23-30
• 2.2.1 圓柱形全景視圖23-26
• 2.2.2 立方體全景視圖26
• 2.2.3 球形全景視圖26-30
• 2.3 全景視圖現(xiàn)狀及監(jiān)控的可行性30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-34
• 第三章 三維場景重建方案34-48
• 3.1 Adobe Flash及Away3D引擎簡介34-36
• 3.1.1 Adobe Flash簡介34-35
• 3.1.2 Away3D引擎簡介35-36
• 3.2 圖像的采集與拼接36-40
• 3.2.1 選景與拍攝前的工作37-38
• 3.2.2 拍攝方法38-39
• 3.2.3 拍攝注意事項39-40
• 3.4 三維重建方案及實(shí)現(xiàn)方法40-46
• 3.4.1 三維重建方案40-41
• 3.4.2 三維重建實(shí)現(xiàn)方法41-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第四章 熱點(diǎn)的功能與設(shè)計48-60
• 4.1 熱點(diǎn)的概念與功能48
• 4.2 熱點(diǎn)追蹤原理與實(shí)現(xiàn)48-55
• 4.2.1 定位單元和追蹤單元的設(shè)計49-50
• 4.2.2 三維坐標(biāo)的確定50-51
• 4.2.3 熱點(diǎn)的生成與追蹤51-55
• 4.3 熱點(diǎn)數(shù)據(jù)庫的交互與維護(hù)55-59
• 4.3.1 XML簡介55-56
• 4.3.2 熱點(diǎn)的XML結(jié)構(gòu)56-57
• 4.3.3 XML的數(shù)據(jù)交互57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第五章 軟件的實(shí)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)及測試60-72
• 5.1 軟件的組成與流程60-62
• 5.2 測試詳情62-70
• 5.2.1 圖像與建模測試62-66
• 5.2.2 熱點(diǎn)編輯功能測試66-68
• 5.2.3 運(yùn)行能力測試68-70
• 5.3 實(shí)驗中的問題及總結(jié)70-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72
• 6.2 展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 作者簡介80

【參考文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊艷偉;基于SIFT特征點(diǎn)的圖像拼接技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

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本文編號：1110622