(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 202211316095.9 (22)申请日 2022.10.26 (71)申请人 云南电网有限责任公司电力科 学研 究院 地址 650000 云南省昆明市经济技 术开发 区云大西路10 5号 (72)发明人 邹德旭　彭庆军　洪志湖　代维菊　 王山　周仿荣　胡锦　徐肖伟　 刘红文　 (74)专利代理 机构 深圳中细软知识产权代理有 限公司 4 4528 专利代理师 王志强 (51)Int.Cl. G06T 17/20(2006.01) G06T 15/10(2006.01)G06T 3/40(2006.01) G06F 30/12(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 三维点云多层次递归与加权平滑的云图可 视化方法、 装置 (57)摘要 本发明涉及一种三维点云多层次递归与加 权平滑的云图可视化方法、 装置， 涉及电力工程 技术领域， 该方法、 装置通过基于有限元软件对 目标结构进行数值仿真， 得到目标结构的仿真结 果； 根据多层次递归算法和仿真结果构建三维模 型， 得到目标三维模型； 利用改进非线性回归法 对目标三维模 型进行平滑处理， 得到修正后目标 三维模型； 采用平滑过渡算法对修改后目标三维 模型进行优化处理， 得到三维云图； 显示三维云 图， 以供用户查看。 因此， 本申请的技术方案基于 多层次递归算法和平滑算法联合搭建了三维模 型云图并进行显示， 提升显示效率和准确度， 实 现了将有 限元软件仿真结果更好嵌入到可视化 平台， 更便 于工程研究人员做出分析与决策。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115546441 A 2022.12.30 CN 115546441 A 1.一种三维点云多层次递归与加权平 滑的云图可视化方法， 其特 征在于， 包括： 基于有限元软件对目标结构进行数值仿真， 得到所述目标结构的仿真结果； 所述仿真 结果包括网格单 元信息、 节点 坐标信息及仿真结果 参数信息； 根据多层次递归算法和所述仿真结果构建三维模型， 得到目标三维模型； 利用改进非线性回归法对所述目标三维模型进行平滑处理， 得到修正后目标三维模 型； 采用平滑过渡算法对所述 修改后目标三维模型进行优化处 理， 得到三维云图； 显示所述 三维云图， 以供用户查看。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述网格单元信 息包括： 网格单元编 号； 所 述节点坐标信息包括： 节点编号； 所述根据多层次递归算法和所述仿 真结果构建三 维模型， 得到目标三维模型， 包括： 以所述网格单元为胞元， 构 建向量信息C＝{E,V,F}， 其中， E为所述网格单元编号； 每个 所述网格单元包含若干个节点， 所述节点构成节点向量V＝{V1,V2,V3,…Vm}， m为节点编号； F为仿真结果 参数向量 值,F＝{F1,F2,F3,…Fm},m为节点编号； 采用多线 程方法将节点向量C划分为至少两段， 将划分后的子向量Cm分别放到不同线 程 中； 其中， Cm表示划分后的子向量； 利用递归算法， 同时对每段线程中Ci以胞元形式建立三维单元网格模型， 其中节点坐标 信息依据节点向量V的节点编号 一一对应， 构建目标三维模型。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述采用平滑过渡算法对所述修改后目标 三维模型进行优化处 理， 得到三维云图， 包括： 确定平滑后坐标信息Z， Z＝W1TX+W2TY+W3， 其中W为权重参数， X、 Y为[1,x,x2,…]与[1,y, y2,…]； 将所述平 滑后坐标信息作为 修改后目标三维模型中点云的坐标信息； 根据所述平滑后坐标信息确定拟合曲面函数， 以高斯距离矩阵损失函数作为损失函 数， 判断所述损失函数 是否收敛； 其中， 高斯距离矩阵损失函数A＝exp( ‑(Z‑Z原 始)2/Z2)； 若所述高斯距离矩阵损失函数收敛， 则得到修 正后目标三维模型。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述节点坐标信 息， 包括顶点坐标信 息； 所 述采用平 滑过渡算法对所述 修改后目标三维模型进行优化处 理， 得到三维云图， 包括： 根据所述顶点 坐标信息和修 正后目标三维模型， 得到三维云图； 对所述三维云图进行 领域内权 重差值， 得到优化后的三维云图。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述对所述三维云图进行领域内权重差 值， 得到优化后的三维云图， 包括： 在所述三维云图的坐标点中确定待插值 坐标点(x， y， z)； 取所述待插值 坐标点附近 6*6邻域点(xi， yj， zl)， 其中， i， j， l ＝0， 1， 2， 3， 4， 5； 根据所述领域 点对所述待插值 坐标点进行插值计算， 其中， 插值计算公式为： 其中， W为权重系数。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述仿真结果参数信 息与所述节点坐标信权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115546441 A 2息相对应。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述仿真结果参数信 息包括： 应力参数、 温 度参数。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 还 包括： 以文本信息形式或矩阵形式存 储所述仿真结果。 9.一种三维点云多层次递归与加权平 滑的云图可视化装置， 其特 征在于， 包括： 仿真模块， 用于基于有限元软件对目标结构进行数值仿真， 得到所述目标结构的仿真 结果； 所述仿真结果包括网格单 元信息、 节点 坐标信息及仿真结果 参数信息； 构建模块， 用于根据多层次递归算法和所述仿真结果构建三维模型， 得到目标三维模 型； 修正模块， 用于利用改进非线性回归法对所述目标三维模型进行平滑处理， 得到修正 后目标三维模型； 优化显示模块， 用于采用平滑过渡算法对所述修改后目标三维模型进行优化处理， 得 到三维云图； 显示所述 三维云图， 以供用户查看。 10.一种三维点云多层次递归与加权平滑的云图可视化设备， 其特征在于， 包括处理器 和存储器， 所述处 理器与存 储器相连： 其中， 所述处 理器， 用于调用并执 行所述存储器中存 储的程序； 所述存储器， 用于存储所述程序， 所述程序至少用于执行权利要求1 ‑8任一项所述的三 维点云多层次递归与加权平 滑的云图可视化方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115546441 A 3