本發(fā)明涉及視覺(jué)三維重建領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是一種跟隨觀察位置變化的變電站三維重現(xiàn)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前針對(duì)變電站這種體積或范圍過(guò)大的大型目標(biāo)的觀察，通常利用安裝在變電站內(nèi)的監(jiān)控?cái)z像頭采集實(shí)時(shí)圖像，并將采集的圖像展示在監(jiān)控室的顯示屏上進(jìn)行展示，這種方式采集的圖像的位置一般是固定的，在不同圖像之間切換會(huì)有割裂感，不能及時(shí)、順暢地觀察不同位置下的圖像，不便于觀察變電站的各局部信息。

2、如果利用三維建?；蛘呷S掃描等方式可以將獲取的變電站圖像融合后進(jìn)行三維展示，可以便于用戶觀察變電站的全貌和局部信息。然而，用戶的觀察位置也還是固定的，需要通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)、拖動(dòng)等方式來(lái)調(diào)整變電站的姿態(tài)，去觀察變電站的各局部信息。并且用戶也無(wú)法從變電站的三維圖像上感知到變電站內(nèi)各設(shè)施在真實(shí)環(huán)境中的實(shí)時(shí)信息。

3、以上這些圖像展示方式不太適合展示變電站這種體積或范圍過(guò)大的大型目標(biāo)的圖像信息，讓人們?cè)谟^察變電站內(nèi)的目標(biāo)對(duì)象時(shí)，缺乏現(xiàn)場(chǎng)感，不符合人在現(xiàn)場(chǎng)視察的習(xí)慣，讓人難以有現(xiàn)場(chǎng)觀察才有的身臨其境感和真實(shí)感。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)出一種跟隨觀察位置變化的變電站三維重現(xiàn)方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有圖像展示方式不符合人現(xiàn)場(chǎng)觀察變電站的習(xí)慣的問(wèn)題。

2、本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明公開(kāi)了一種跟隨觀察位置變化的變電站三維重現(xiàn)方法，該方法包括以下步驟：

4、在變電站內(nèi)的目標(biāo)對(duì)象的外圍布置多個(gè)采集設(shè)備；

5、獲取位于變電站內(nèi)的采集焦點(diǎn)；

6、控制所有采集設(shè)備獲取采集焦點(diǎn)處的圖像；

7、對(duì)獲取的圖像進(jìn)行時(shí)域處理，得到原時(shí)域文件；

8、實(shí)時(shí)獲取用戶的虛擬位置；

9、根據(jù)用戶的虛擬位置計(jì)算原時(shí)域文件中對(duì)應(yīng)的uvw，得到后時(shí)域文件；

10、融合后時(shí)域文件完成采集焦點(diǎn)處的三維重現(xiàn)。

11、采用上述方法時(shí)，使采集設(shè)備采集位于變電站內(nèi)的采集焦點(diǎn)，獲得以采集焦點(diǎn)為焦點(diǎn)的多個(gè)方位的圖像，通過(guò)實(shí)時(shí)獲取的用戶的虛擬位置計(jì)算出各原時(shí)域文件所對(duì)應(yīng)的uvw（uvw分別代表u軸、v軸、w軸，u軸和v軸是空間坐標(biāo)方位，w軸是時(shí)間軸），實(shí)現(xiàn)變電站以采集焦點(diǎn)為焦點(diǎn)的三維重現(xiàn)，使得三維重現(xiàn)結(jié)果可以跟隨用戶觀察位置的改變而相應(yīng)地改變，使得用戶能夠像在現(xiàn)場(chǎng)那樣，以自身位置作為觀察位置對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行自由的、全方位的觀察，這符合人的觀察習(xí)慣，能夠讓人有身臨其境的真實(shí)感，也能夠很好地去捕捉目標(biāo)對(duì)象上在特定角度下的更多信息。

12、進(jìn)一步的，獲取位于變電站內(nèi)的采集焦點(diǎn)包括：先后連續(xù)獲取多個(gè)采集焦點(diǎn)，先后兩次獲取的采集焦點(diǎn)位置不同或相同；

13、控制所有采集設(shè)備獲取采集焦點(diǎn)處的圖像包括：若后一采集焦點(diǎn)不同于前一采集焦點(diǎn)的位置時(shí)，控制所有的采集設(shè)備的焦點(diǎn)從前一采集焦點(diǎn)處分別朝向后一采集焦點(diǎn)處調(diào)節(jié)，之后，從所有采集視角同步獲取后一采集焦點(diǎn)處的圖像。

14、采用上述方法時(shí)，采集設(shè)備的焦點(diǎn)跟隨著采集焦點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，在用戶的虛擬位置固定情況下，可以看到以不同采集焦點(diǎn)為焦點(diǎn)的三維重現(xiàn)結(jié)果，類似于人站在原地通過(guò)轉(zhuǎn)頭的方式觀察變電站不同位置，可以使三維重現(xiàn)結(jié)果更加真實(shí)，符合人的現(xiàn)場(chǎng)觀察習(xí)慣。

15、進(jìn)一步的，該方法還包括：標(biāo)定用戶的視察范圍，使用戶的虛擬位置處有至少兩個(gè)采集設(shè)備落在視察范圍內(nèi)，并將所有落在視察范圍內(nèi)的采集設(shè)備進(jìn)行綁定；

16、對(duì)獲取的圖像進(jìn)行時(shí)域處理，得到原時(shí)域文件包括：僅對(duì)來(lái)自綁定在一起的所有采集設(shè)備所獲取的圖像進(jìn)行時(shí)域處理。

17、采用上述方法時(shí)，標(biāo)定用戶的視察范圍，每個(gè)用戶的虛擬位置則會(huì)綁定對(duì)應(yīng)的采集設(shè)備，在對(duì)圖像進(jìn)行時(shí)域處理時(shí)，僅將綁定的采集設(shè)備獲取的圖像進(jìn)行時(shí)域處理，無(wú)需將其他位置的采集設(shè)備獲取的圖像進(jìn)行時(shí)域處理，這樣可以在符合人的現(xiàn)場(chǎng)觀察習(xí)慣的情況下，節(jié)省算力。

18、進(jìn)一步的，該方法還包括：將鄰近用戶的虛擬位置且落在視察范圍外的若干個(gè)采集設(shè)備與落在視察范圍內(nèi)的采集設(shè)備進(jìn)行綁定。

19、采用上述方法時(shí)，將落在視察范圍內(nèi)的采集設(shè)備與鄰近的其他采集設(shè)備綁定在一起，對(duì)綁定的采集設(shè)備獲取的圖像進(jìn)行時(shí)域處理，這樣可以在節(jié)省算力的同時(shí)，避免因用戶沿視察方向移動(dòng)用戶的虛擬位置而可能因計(jì)算不及時(shí)導(dǎo)致顯示三維重現(xiàn)結(jié)果出現(xiàn)臨時(shí)卡頓的情況。

20、進(jìn)一步的，該方法還包括：在任意兩采集設(shè)備間移動(dòng)用戶的虛擬位置；

21、在變電站內(nèi)的目標(biāo)對(duì)象的外圍布置多個(gè)采集設(shè)備還包括：將至少部分的采集設(shè)備沿變電站外圍邊界和/或沿變電站內(nèi)設(shè)置的道路依序布置。

22、采用上述方法時(shí)，可以讓用戶沿著采集設(shè)備的布置方向?qū)ψ冸娬镜那闆r進(jìn)行觀察。

23、進(jìn)一步的，該方法還包括：將沿變電站外圍邊界和/或沿變電站內(nèi)設(shè)置的道路依序布置的采集設(shè)備之外的至少一個(gè)采集設(shè)備設(shè)置于道路上設(shè)置的自動(dòng)導(dǎo)向車上；控制自動(dòng)導(dǎo)向車沿道路移動(dòng)。

24、采用上述方法時(shí)，讓變電站內(nèi)道路設(shè)置配備有采集設(shè)備的自動(dòng)導(dǎo)向車，可以讓用戶的觀察視野落在自動(dòng)導(dǎo)向車，沿道路進(jìn)行視察，符合人對(duì)變電站進(jìn)行視察的習(xí)慣。

25、進(jìn)一步的，該方法還包括：獲取自動(dòng)導(dǎo)向車在未來(lái)某刻將會(huì)移動(dòng)到的車輛虛擬位置；將用戶的虛擬位置對(duì)應(yīng)移動(dòng)到車輛虛擬位置處，顯示車輛虛擬位置周圍預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的布置在變電站外圍邊界和/或變電站內(nèi)設(shè)置的道路處的采集設(shè)備所獲取的圖像或?qū)囕v虛擬位置周圍預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的布置在變電站外圍邊界和/或變電站內(nèi)設(shè)置的道路處的采集設(shè)備所獲取的圖像進(jìn)行時(shí)域處理；在自動(dòng)導(dǎo)向車移動(dòng)到車輛虛擬位置時(shí)，將用戶的虛擬位置對(duì)應(yīng)移動(dòng)到自動(dòng)導(dǎo)向車上。

26、采用上述方法時(shí)，在期望立即移動(dòng)到車輛虛擬位置進(jìn)行觀察時(shí)，將車輛虛擬位置周圍的采集設(shè)備所采集的圖像進(jìn)行展示，可以增加監(jiān)控體驗(yàn)感，避免顯示斷檔，或者對(duì)車輛虛擬位置周圍的采集設(shè)備所采集的圖像進(jìn)行時(shí)域處理，以顯示三維重現(xiàn)結(jié)果，可降低等待自動(dòng)導(dǎo)向車移動(dòng)過(guò)程中的枯燥感。

27、本發(fā)明還提供了一種三維重現(xiàn)系統(tǒng)，包括：

28、采集設(shè)備，在變電站內(nèi)的目標(biāo)對(duì)象的外圍布置有多個(gè)，用于受控制地從不同視角獲取位于變電站內(nèi)的采集焦點(diǎn)處的圖像；

29、焦點(diǎn)確定模塊，用于獲取位于變電站內(nèi)的采集焦點(diǎn)；

30、處理模塊，用于對(duì)獲取的圖像進(jìn)行時(shí)域處理，得到原時(shí)域文件；

31、位置確定模塊，用于實(shí)時(shí)獲取用戶的虛擬位置；

32、計(jì)算模塊，用于根據(jù)用戶的虛擬位置計(jì)算原時(shí)域文件中對(duì)應(yīng)的uvw，得到后時(shí)域文件；

33、重現(xiàn)模塊，用于融合后時(shí)域文件完成采集焦點(diǎn)處的三維重現(xiàn)。

34、進(jìn)一步的，該三維重現(xiàn)系統(tǒng)還包括：調(diào)節(jié)模塊，用于在后一采集焦點(diǎn)不同于前一采集焦點(diǎn)的位置時(shí)，調(diào)節(jié)采集設(shè)備，使所有的采集設(shè)備的采集視角從前一采集焦點(diǎn)處分別朝向后一采集焦點(diǎn)處調(diào)節(jié)。

35、進(jìn)一步的，該三維重現(xiàn)系統(tǒng)還包括：至少部分的采集設(shè)備沿變電站外圍邊界和/或沿變電站內(nèi)設(shè)置的道路依序布置。

36、進(jìn)一步的，該三維重現(xiàn)系統(tǒng)還包括：自動(dòng)導(dǎo)向車，設(shè)置于變電站內(nèi)設(shè)置的道路上，用于受到控制沿道路移動(dòng)，自動(dòng)導(dǎo)向車設(shè)置有沿變電站外圍邊界和/或沿變電站內(nèi)設(shè)置的道路依序布置的采集設(shè)備之外的至少一個(gè)采集設(shè)備；位置確定模塊，還用于獲取自動(dòng)導(dǎo)向車在未來(lái)某刻將會(huì)移動(dòng)到的車輛虛擬位置，將用戶的虛擬位置對(duì)應(yīng)移動(dòng)到車輛虛擬位置處，在自動(dòng)導(dǎo)向車移動(dòng)到車輛虛擬位置時(shí)，將用戶的虛擬位置對(duì)應(yīng)移動(dòng)到自動(dòng)導(dǎo)向車上。

37、進(jìn)一步的，該三維重現(xiàn)系統(tǒng)還包括：標(biāo)定模塊，用于標(biāo)定用戶的視察范圍，使用戶的虛擬位置處有至少兩個(gè)采集設(shè)備落在視察范圍內(nèi)，并用于將所有落在視察范圍內(nèi)的采集設(shè)備進(jìn)行綁定；

38、標(biāo)定模塊，還用于將鄰近用戶的虛擬位置且落在視察范圍外的若干個(gè)采集設(shè)備與落在視察范圍內(nèi)的采集設(shè)備進(jìn)行綁定；

39、處理模塊，用于僅對(duì)來(lái)自綁定在一起的所有采集設(shè)備所獲取的圖像進(jìn)行時(shí)域處理。

40、本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

41、本發(fā)明中，使采集設(shè)備采集位于變電站內(nèi)的采集焦點(diǎn)，獲得以采集焦點(diǎn)為焦點(diǎn)的多個(gè)方位的圖像，通過(guò)實(shí)時(shí)獲取的用戶的虛擬位置計(jì)算出各原時(shí)域文件所對(duì)應(yīng)的uvw，實(shí)現(xiàn)變電站以采集焦點(diǎn)為焦點(diǎn)的三維重現(xiàn)，使得三維重現(xiàn)結(jié)果可以跟隨用戶觀察位置的改變而相應(yīng)地改變，使得用戶能夠像在現(xiàn)場(chǎng)那樣，以自身位置作為觀察位置對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行自由的、全方位的觀察，這符合人的觀察習(xí)慣，能夠讓人有身臨其境的真實(shí)感，也能夠很好地去捕捉目標(biāo)對(duì)象上在特定角度下的更多信息。