發(fā)布時間：2017-10-29 00:25

  本文關(guān)鍵詞：應用于變電站管理系統(tǒng)的三維全景視圖軟件設計與實現(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)試及更換設備,所以安全管理的措施十分嚴格。目前,變電站的安全管理通常采用專人值守的方式進行,定期進行巡視排查。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)控的應用方案已陸續(xù)投入實際使用。根據(jù)目的不同,主要分為對現(xiàn)場的圖像監(jiān)控(以架設攝像機為主)以及對設備運行參數(shù)的監(jiān)控。在實際工作中,監(jiān)控人員需要重點關(guān)注的信息不僅包含現(xiàn)場設備的直觀空間位置,還期望能夠直接獲得對應位置設備的各項運行參數(shù)及安全指標等。本次研究的出發(fā)點在于設計一個方案,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)實中被廣泛應用的全景視圖技術(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)的典型應用。全景視圖能夠在計算機上高度還原一個固定視點下的全視角實景,使用戶產(chǎn)生身臨其境的真實感。全景視圖體積小,靈活度高,還原性強,具備了互聯(lián)網(wǎng)應用的諸多特性與優(yōu)勢,適合在線架設及使用。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數(shù)據(jù)庫模塊。其中,圖像采集主要采用相機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到8192×2048像素。為了實現(xiàn)變電站設備所在位置與對應運行數(shù)據(jù)的結(jié)合,軟件需要添加針對變電站設備屬性定制的熱點。熱點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。本文所設計的三維全景視圖軟件將熱點拆分為三維定位單元和二維追蹤單元兩部分,利用三維坐標與屏幕坐標之間的映射關(guān)系來實現(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算來消除窗口外部不需要顯示的熱點。在本軟件中,性能參數(shù)信息通過XML格式存儲在外部,熱點會在加載時通過ActionScript的XML接口將相應的屬性讀入并賦給熱點的二維追蹤單元,當鼠標懸停在熱點時,調(diào)出參數(shù)窗口并顯示對應數(shù)據(jù)。XML除了記錄熱點的性能參數(shù)之外還保存了該熱點定位單元的坐標,每一對二維和三維單元享有相同的序號,在調(diào)用時一一對應綁定。本文所設計的三維全景視圖軟件在目前的網(wǎng)絡環(huán)境下具有很好的兼容性,可以直接在瀏覽器中進行使用。本軟件開發(fā)過程主要針對變電站的管理,但經(jīng)過適當?shù)男薷暮笃鋺梅秶梢赃M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,亦可通過更改熱點格式、熱點內(nèi)容自定義化、增設外部數(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、導航領(lǐng)域。
【關(guān)鍵詞】：變電站管理 虛擬現(xiàn)實 全景視圖
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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)實技術(shù)的概念與應用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 三維重建實現(xiàn)方法41-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第四章 熱點的功能與設計48-60
• 4.1 熱點的概念與功能48
• 4.2 熱點追蹤原理與實現(xiàn)48-55
• 4.2.1 定位單元和追蹤單元的設計49-50
• 4.2.2 三維坐標的確定50-51
• 4.2.3 熱點的生成與追蹤51-55
• 4.3 熱點數(shù)據(jù)庫的交互與維護55-59
• 4.3.1 XML簡介55-56
• 4.3.2 熱點的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 熱點編輯功能測試66-68
• 5.2.3 運行能力測試68-70
• 5.3 實驗中的問題及總結(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74-78
• 致謝78-80
• 作者簡介80

【參考文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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

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本文編號：1110622