一種關(guān)于聯(lián)合站三維立體展示和工藝流程三維演示的方法
【專利摘要】一種關(guān)于聯(lián)合站三維立體展示和工藝流程三維演示的方法，通過對聯(lián)合站進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集、整理，在油田聯(lián)合站技術(shù)人員的配合下，收集工藝流程CAD圖和對聯(lián)合站內(nèi)部設(shè)備實施進(jìn)行非接觸掃描測量和拍照，再利用3D MAX軟件依據(jù)掃描的點云進(jìn)行建模；最后使用Unity 3D引擎進(jìn)行交互仿真的制作，用戶可以切換人物行走和高空飛行兩個漫游方式，可以對聯(lián)合站設(shè)施進(jìn)行無死角的查看和追蹤某個工藝的走向，本發(fā)明的有益效果是：依據(jù)三維掃描點云正確搭建虛擬聯(lián)合站和工藝流程動畫，利用Unity 3D引擎增加互動，直觀展示設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造和原理動畫。
【專利說明】
一種關(guān)于聯(lián)合站三維立體展示和工藝流程三維演示的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種聯(lián)合站三維立體展示技術(shù)領(lǐng)域，特別是基于三維激光掃描技術(shù)、3D MAX技術(shù)、PBR材質(zhì)和Unity 3D引擎，實現(xiàn)高仿真聯(lián)合站三維立體展示，適用于油田站庫仿真系統(tǒng)搭建和油田工作人員的培訓(xùn)，特別涉及一種關(guān)于聯(lián)合站三維立體展示和工藝流程二維演不的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)的一些聯(lián)合站三維仿真系統(tǒng)主要采用油田聯(lián)合站的CAD圖紙和現(xiàn)場照片建立虛擬場景，測量精度不高且建模用時較多。這樣的虛擬仿真聯(lián)合站對油田內(nèi)部人員作用甚小，有的模型還可能起到誤導(dǎo)作用。三維激光掃描技術(shù)又被稱為實景復(fù)制技術(shù)，是測繪領(lǐng)域繼GPS技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。它突破了傳統(tǒng)的單點測量方法，具有高效率、高精度的獨特優(yōu)勢.三維激光掃描技術(shù)能夠通過非接觸式高速激光掃描測量，以陣列式點云的形式獲取地形或復(fù)雜物體表面的三維空間數(shù)據(jù)，因此可以用于獲取高精度高分辨率的數(shù)字地形模型。三維激光掃描儀得到的點云，不僅包含了三維位置信息，也包含了 RGB信息，便于移植到其他系統(tǒng)處理和使用。通過三維激光掃描技術(shù)、3D MAX技術(shù)、PBR材質(zhì)相結(jié)合可以快速創(chuàng)建高保真的三維數(shù)字模型，給人一種身臨其境的感覺。常規(guī)的聯(lián)合站三維仿真主要是針對聯(lián)合站設(shè)備外觀展示或設(shè)備運行基本操作規(guī)程說明，運維人員對設(shè)備在整個工藝流程中起到的作用只能通過文字或者二維流程圖理解，無法直觀的查看設(shè)備流程。本發(fā)明技能完美的展示設(shè)備外觀，又能生動利用三維動畫展示設(shè)備運行原理和整個工藝流程走向，用戶還可以通過鼠標(biāo)鍵盤與平臺互動，自由控制視角遠(yuǎn)近距離查看聯(lián)合站設(shè)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種關(guān)于聯(lián)合站三維立體展示和工藝流程三維演示的方法。
[0004]一種關(guān)于聯(lián)合站三維立體展示和工藝流程三維演示的方法，其技術(shù)方案是:包括以下幾個步驟:
A)使用三維激光掃描儀采集聯(lián)合站三維點云數(shù)據(jù)、找相關(guān)技術(shù)人員索要工藝流程的CAD圖紙、利用相機采集現(xiàn)場照片；
B)將采集的點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入到3dmax中，按照1:1的尺寸創(chuàng)建聯(lián)合站模型，需創(chuàng)建的三維模型具體包括:中控室、輸油崗、注水崗、污水崗；建模完成后制作聯(lián)合站關(guān)鍵設(shè)備內(nèi)部運行原理動畫和工藝流程運作的三維動畫；
C)在Unity中創(chuàng)建資源文件夾，并分類為模型、工藝流程動畫、設(shè)備內(nèi)部流程動畫:將在3dmax中制作的聯(lián)合站模型拖入到模型文件夾，將工藝流程動畫導(dǎo)入到工藝流程動畫文件夾中，將設(shè)備內(nèi)部流程動畫拖入到設(shè)備內(nèi)部流程動畫文件夾；
D)在Unity中新建場景，把模型文件放入到場景，并調(diào)整好相機和燈光角度和位置。給模型添加碰撞體和腳本，實現(xiàn)行走模式、飛行模式瀏覽場景和展示工藝流程三維動畫的運行效果;利用Unity GUI制作系統(tǒng)界面控制三維場景漫游和設(shè)備內(nèi)部流程動畫視頻瀏覽，實現(xiàn)可交互的功能展示，最后利用Unity發(fā)布成web網(wǎng)頁。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:依據(jù)三維掃描點云正確搭建虛擬聯(lián)合站和工藝流程動畫，利用Unity 3D引擎增加互動，直觀展示設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造和原理動畫，能夠快速培訓(xùn)運維人員、使他們能在短時間內(nèi)掌握現(xiàn)場的操作技能。
【附圖說明】
[0006]附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0007]對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
本發(fā)明需要對聯(lián)合站進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集、整理，外業(yè)人員攜帶專業(yè)相機和三維激光掃描設(shè)備，在油田聯(lián)合站技術(shù)人員的配合下，收集工藝流程CAD圖和對聯(lián)合站內(nèi)部設(shè)備實施進(jìn)行非接觸掃描測量和拍照。再利用3D MAX軟件依據(jù)掃描的點云進(jìn)行建模，由于現(xiàn)場有些管線遮擋嚴(yán)重，這種情況下要結(jié)合聯(lián)合站設(shè)計CAD和現(xiàn)場管道標(biāo)識后期對管線進(jìn)行對行反復(fù)校正。模型完成后就是依據(jù)油田工藝流程圖和管線實際情況制作流程動畫，模擬出整個聯(lián)合站油水氣的流程動向。最后使用Unity 3D引擎進(jìn)行交互仿真的制作，用戶可以切換人物行走和高空飛行兩個漫游方式，可以對聯(lián)合站設(shè)施進(jìn)行無死角的查看和追蹤某個工藝的走向。
[0008]如圖1所示，本實施例的步驟如下:
A)使用三維激光掃描儀采集聯(lián)合站三維點云數(shù)據(jù)、找相關(guān)技術(shù)人員索要工藝流程的CAD圖紙、利用相機采集現(xiàn)場照片；
B)將采集的點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入到3dmax中，按照1:1的尺寸創(chuàng)建聯(lián)合站模型。需創(chuàng)建的三維模型具體包括:中控室、輸油崗、注水崗、污水崗；
建模完成后結(jié)合聯(lián)合站設(shè)計CAD和現(xiàn)場管道標(biāo)識制作工藝流程運作的三維動畫:利用箭頭表示流程方向，紅黃藍(lán)分別表示油氣水介質(zhì)，制作一個周期的循環(huán)動畫；
設(shè)備內(nèi)部流程動畫的制作需要設(shè)備的設(shè)計圖紙或者相關(guān)參考視頻，將設(shè)備模型進(jìn)行剖面處理，內(nèi)部結(jié)構(gòu)按照實際情況進(jìn)行建模，用線動畫表示一個完整工作流程中的介質(zhì)的移動方向，用顏色表示介質(zhì)的種類，例如三相分離器中混液用粉紅色表示，紅黃綠表示油氣水用文字注釋進(jìn)出口管道名稱，在混液進(jìn)入三相分離器進(jìn)行物理分離后，用黃色上浮并從頂部出口離開罐體，紅色上浮到另一個艙室并在油出口離開，綠色逐漸在罐體底部出現(xiàn)并從水出口排出；
最后將聯(lián)合站模型和工藝流程三維動畫導(dǎo)出FBX格式，設(shè)備內(nèi)部運行原理動畫渲染*.mo V格式的視頻；
C)在Unity中創(chuàng)建資源文件夾，并分類為模型、工藝流程動畫、設(shè)備內(nèi)部流程動畫:將在3dmax中制作的聯(lián)合站模型拖入到模型文件夾，將工藝流程動畫導(dǎo)入到工藝流程動畫文件夾中，將設(shè)備內(nèi)部流程動畫拖入到設(shè)備內(nèi)部流程動畫文件夾；
D)在Unity中新建場景，把模型文件放入到場景。添加兩個平行燈光作為補光讓場景中的光影比較柔和自然。刪除場景默認(rèn)的主相機，新增兩個功能相機:行走相機和飛行相機。行走相機可以利用unity自帶的角色控制器實現(xiàn)，飛行相機要通過添加腳本實現(xiàn)利用鍵盤控制相機的升降，并設(shè)置好相機的升降范圍。然后給模型添加碰撞體，如果沒有特殊要求要降低碰撞的復(fù)雜程度，可以利用場景中的簡單碰撞體或者多面體碰撞；
將工藝流程三維動畫拖入到場景中，檢查位置是否正確，把工藝流程動畫類型設(shè)置為Legacy，并把fcapMode設(shè)置為Loop，利用Unity GUI制作動畫控制圖標(biāo)，給圖標(biāo)添加控制腳本，實現(xiàn)工藝流程動畫的分類查看，可以單獨查看油水氣流程動畫。利用Unity GUI制作顯示設(shè)備內(nèi)部流程視頻展示界面，給視頻播放對象添加腳本實現(xiàn)視頻的播放暫停。最后發(fā)布成web網(wǎng)頁。
[0009]在本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上事實例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡以本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項】
1.一種關(guān)于聯(lián)合站三維立體展示和工藝流程三維演示的方法，其特征是:包括以下幾個步驟: A)使用三維激光掃描儀采集聯(lián)合站三維點云數(shù)據(jù)、繪制工藝流程的CAD圖紙、采集現(xiàn)場照片； B)將采集的點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入到3dmax中，按照1:1的尺寸創(chuàng)建聯(lián)合站模型，需創(chuàng)建的三維模型具體包括:中控室、輸油崗、注水崗、污水崗；建模完成后制作聯(lián)合站關(guān)鍵設(shè)備內(nèi)部運行原理動畫和工藝流程運作的三維動畫； C)在Unity中創(chuàng)建資源文件夾，并分類為模型、工藝流程動畫、設(shè)備內(nèi)部流程動畫:將在3dmax中制作的聯(lián)合站模型拖入到模型文件夾，將工藝流程動畫導(dǎo)入到工藝流程動畫文件夾中，將設(shè)備內(nèi)部流程動畫拖入到設(shè)備內(nèi)部流程動畫文件夾； D)在Unity中新建場景，把模型文件放入到場景，并調(diào)整好相機和燈光角度和位置;給模型添加碰撞體和腳本，實現(xiàn)行走模式、飛行模式瀏覽場景和展示工藝流程三維動畫的運行效果;利用Unity GUI制作系統(tǒng)界面控制三維場景漫游和設(shè)備內(nèi)部流程動畫視頻瀏覽，實現(xiàn)可交互的功能展示，最后利用Unity發(fā)布成web網(wǎng)頁。
【文檔編號】G06T19/00GK106056667SQ201610386589
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月4日
【發(fā)明人】趙華剛, 易彩梅, 于曉東
【申請人】山東天元信息技術(shù)股份有限公司