(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 202211273991.1 (22)申请日 2022.10.18 (71)申请人 中国人民解 放军63796部队 地址 615000 四川省凉山彝族自治州西昌 市16信箱1组 (72)发明人 杨文　庄轲　张小波　付云伟　 徐绯燃　郭棒　 (74)专利代理 机构 中国兵器 工业集团公司专利 中心 11011 专利代理师 刘瑞东 (51)Int.Cl. G06T 17/10(2006.01) G06V 10/80(2022.01) G06V 10/82(2022.01) (54)发明名称 一种基于3D扫描的监控系统模型构建方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于3D扫描的监控系统模 型构建方法， 属于监控系统构建领域。 本发明的 方法包括以下步骤： S101： 采用3D扫描设备同时 获取被监测设备所在空间三维点云数据和图像 数据； S102： 通过图像分析， 识别图像中的被监测 设备对象； S103： 将三维点云数据和图像数据进 行融合， 计算得到设备对象在三维空间中的坐 标； S104： 根据设备对象空间坐标自动连接设备 对象模型得到被监测系统拓扑模型。 S105： 识别 传感器对象， 为其叠加空间位置信息， 建立传感 器空间关联模 型。 采用此方法可以在无需人工建 模的情况下， 自动建立与被监控对象一致的拓扑 模型和传感器关联模型。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115527001 A 2022.12.27 CN 115527001 A 1.一种基于 3D扫描的监控系统模型构建方法， 其特 征在于， 该 方法包括如下步骤： S101： 采用3D扫描设备同时获取 管网所在空间三维点云数据和图像数据； S102： 通过图像分析， 识别图像中的管网对象； S103： 将三维点云数据和图像数据进行融合， 计算得到管网对象在三维空间中的坐标； S104： 依次连接所获得的管网对象空间坐标 得到管网的拓扑模型； S105： 利用传感器的空间坐标和 测量数据建立传感器关联模型。 2.如权利要求1所述的基于3D扫描的监控系统模型构建方法， 其特征在于， 所述S101 中， 管网为 通过设备和物理管线连接的网络系统。 3.如权利要求2所述的基于3D扫描的监控系统模型构建方法， 其特征在于， 所述S101 中， 管网为供电网络、 供 水管网、 燃气管网或通讯网络 。 4.如权利要求1所述的基于3D扫描的监控系统模型构建方法， 其特征在于， 所述监控系 统模型包括管网的拓扑模型和传感器关联模型。 5.如权利 要求1所述的基于3D扫 描的监控系统模型构 建方法， 其特征在于， 所述S102具 体包括： 通过计算机 视觉目标检测算法和软件， 识别图像中的管网对象。 6.如权利要求5所述的基于3D扫描的监控系统模型构建方法， 其特征在于， 所述目标检 测算法包括： YOLO、 RCN N和Transformer。 7.如权利要求5所述的基于3D扫描的监控系统模型构建方法， 其特征在于， 所述S102， 识别图像中的管网对象包括管路、 设备及管路和设备上的传感器， 传感器包括流量计、 温湿 度计、 电压表和电流表。 8.如权利要求1 ‑7任一项所述的基于3D扫描的监控系统模型构建方法， 其特征在于， 所 步骤S103具体包括： 利用特征匹配技术将三维点云数据和图像数据进行融合， 利用识别的 对象的几何位置和基准坐标得到管网对 象在三维空间中的坐标， 基准坐标任意选取， 但必 须唯一。 9.如权利要求8所述的基于3D扫描的监控系统模型构建方法， 其特征在于， 所述S103 中， 管网对象在三维空间中的坐标， 包括设备坐标、 管路坐标及其传感器的空间坐标。 10.如权利要求9所述的基于3D扫描 的监控系统模型构建方法， 其特征在于， 所述S105 中， 利用传感器的空间坐标， 获得传感器之 间的空间位置 关系， 通过传感器与管路的关系建 立传感器之间的关联模型。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115527001 A 2一种基于3D扫描的监控系统模型构建 方法 技术领域 [0001]本发明属于监控系统构建领域， 具体涉及一种基于3D扫描的监控系统模型构建方 法。 背景技术 [0002]监控系统广泛应用于电力、 能源、 交通、 生产制造等领域， 主要功能是实时获取传 感器、 设备、 控制系统的运行状态， 为操作人员提供现场设备运行信息。 然而， 长期以来， 监 控系统的构建主要依靠人工设计监控软件， 手工设计被监控对象的3D模型， 其构建过程不 仅复杂， 且构建的3D模型与实际被监控对象难以保持一致。 此外， 由于生产工艺的调整， 实 际被监控对象的空间位置和结构可能经常变动， 传统监控软件建模方法需要人工调整软 件， 导致监控软件的维护工作量大。 发明内容 [0003](一)要解决的技 术问题 [0004]本发明要解决的技术问题是如何提供一种基于3D扫描的监控系统模型构建方法， 以解决现有的监控系统构建过程不仅复杂， 且构建的3D模型与实际被监控对象难以保持一 致， 且需要人工调整软件， 导 致监控软件的维护工作量大的问题。 [0005](二)技术方案 [0006]为了解决上述技术问题， 本发明提出一种基于3D扫描的监控系统模型构建方法， 该方法包括如下步骤： [0007]S101： 采用3D扫描设备同时获取 管网所在空间三维点云数据和图像数据； [0008]S102： 通过图像分析， 识别图像中的管网对象； [0009]S103： 将三维点云数据和图像数据进行融合， 计算得到管网对象在三维空间中的 坐标； [0010]S104： 依次连接所获得的管网对象空间坐标 得到管网的拓扑模型； [0011]S105： 利用传感器的空间坐标和 测量数据建立传感器关联模型。 [0012]进一步地， 所述S101中， 管网为 通过设备和物理管线连接的网络系统。 [0013]进一步地， 所述S101中， 管网为供电网络、 供 水管网、 燃气管网或通讯网络 。 [0014]进一步地， 所述监控系统模型包括管网的拓扑模型和传感器关联模型。 [0015]进一步地， 所述S102 具体包括： 通过计算机视觉目标检测算法和软件， 识别图像中 的管网对象。 [0016]进一步地， 所述目标检测算法包括： YOLO、 RCN N和Transformer。 [0017]进一步地， 所述S102， 识别图像中的管 网对象包括管路、 设备及管路和设备上的传 感器， 传感器包括 流量计、 温湿度计、 电压表和电流表。 [0018]进一步地， 所步骤S103具体包括： 利用特征匹配技术将三维点云数据和图像数据 进行融合， 利用识别的对 象的几何位置和基准坐标得到管网对 象在三维空间中的坐标， 基说　明　书 1/4 页 3 CN 115527001 A 3