(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 202210661162.4 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 中冶南方工程 技术有限公司 地址 430223 湖北省武汉市东湖新 技术开 发区大学园路33号 (72)发明人 龚龙清　杜静阳　 (74)专利代理 机构 北京汇泽知识产权代理有限 公司 11228 专利代理师 吴慧珺 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 7/30(2017.01) G06F 8/34(2018.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 30/12(2020.01)C21B 7/24(2006.01) (54)发明名称 一种基于U nity3D的高炉炉内状态的三维可 视化系统 (57)摘要 一种基于U nity3D的高炉炉内状态的三维可 视化系统， 所述系统包括： 后台系统和客户端系 统； 所述后台系统用于通过各种检测装置， 采集 高炉炉内各项生产相关数据， 并存储于数据库， 供客户端系统调用； 所述客户端系统用于建立高 炉炉体系统三维模型并导入到Unity3D中， 从数 据库中获取高炉炉内各项生产相关数据， 通过 Unity3D对高炉炉内各项 生产相关数据做可视化 仿真处理， 并在Unity3D界面上进行各项生产相 关数据的可视化仿真展示。 本发 明实现生产数据 的可视化和炉内状态的三维可视化， 这种可视化 的是一种实时的、 多 方位的监控高炉炉内生产状 态的系统平台。 它可以实现对高炉生产状态的精 准把控， 实现高炉安全生产和高效生产。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 115115775 A 2022.09.27 CN 115115775 A 1.一种基于Unity3D的高炉炉内状态的三维可视化系 统， 其特征在于， 所述系统包括： 后台系统和客户端系统； 所述后台系统用于通过各种检测装置， 采集高炉炉内各项生产相关数据， 并存储于数 据库， 供客户端系统调用； 所述客户端系统用于建立高炉炉体系 统三维模型并导入到Unity3D中， 从数据库中获 取高炉炉内各项生产相关数据， 通过Unity3D对高炉炉内各项生产相关数据做可视化仿真 处理， 并在Un ity3D界面上进行 各项生产相关数据的可视化仿真展示。 2.根据权利要求1所述的基于Unity3D的高炉炉内状态的三维可视化系统， 其特征在 于， 所述后台系统包括数据采集模块、 算法处 理模块、 数据库模块以及通讯模块； 所述数据采集模块用于通过 各种检测装置， 采集高炉 炉内各项生产相关数据； 所述算法处理模块用于将采集到的各项生产相关数据做预处理， 输入到相关的数学模 型， 以获得客户端系统所需要的数据； 所述数据库模块用于将处 理好的数据存 储于数据库中； 所述数据通信模块用于为 三维可视化平台提供接口； 其中， 所述数据库包括高炉生产业务数据库、 炉内状态数据库和传感器数据库， 分别用 于存储接收到的不同生产系统数据。 3.根据权利要求2所述的基于Unity3D的高炉炉内状态的三维可视化系统， 其特征在 于， 所述客户端系统包括炉内概览模块、 炉内气流模块、 炉内炉料模块、 炉内炉型模块以及 炉内炉缸模块； 所述炉内概览模块用于建立高炉炉体系 统的三维模型并导入到Unity3D中， 从数据库 中获取炉内炉料数据， 通过Unity3D对炉内炉料数据做可视化仿真处理， 并在Unity3D界面 上进行炉内炉料的可视化仿真展示； 所述炉内气流模块用于建立高炉炉体系 统的三维模型并导入到Unity3D中， 从数据库 中获取炉内气流数据， 通过Unity3D对炉内气流数据做可视化仿真处理， 并在Unity3D界面 上进行炉内气流的可视化仿真展示； 所述炉内炉料模块用于建立高炉炉体系 统的三维模型并导入到Unity3D中， 从数据库 中获取炉内炉料布料数据， 通过Unity3D对炉内炉料布料数据做可视化仿真处理， 并在 Unity3D界面上进行炉内炉料布料的可视化仿真展示； 所述炉内炉型模块用于建立高炉炉体系 统的三维模型并导入到Unity3D中， 从数据库 中获取炉内炉型数据， 通过Unity3D对炉内炉型数据做可视化仿真处理， 并在Unity3D界面 上进行炉内炉型的可视化仿真展示； 所述炉内炉缸模块用于建立高炉炉体系 统的三维模型并导入到Unity3D中， 从数据库 中获取炉内炉缸数据， 通过Unity3D对炉内炉缸数据做可视化仿真处理， 并在Unity3D界面 上进行炉内炉缸的可视化仿真展示。 4.根据权利要求3所述的基于Unity3D的高炉炉内状态的三维可视化系统， 其特征在 于， 所述客户端系统还包括交互模块， 所述交互模块用于在 Unity3D中开发场景自动切换的 功能， 以及通过鼠标键盘， 对三维虚拟场景实现视角的平 移、 旋转、 放大缩小的功能。 5.根据权利要求3所述的基于Unity3D的高炉炉内状态的三维可视化系统， 其特征在 于， 所述炉内概览模块具体用于： 从炉内状态数据库中取到炉内炉料数据， 通过Delaunay三权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115115775 A 2角剖分算法， 实现炉内炉料的实时三 维可视化， 实现对炉内物料的实时掌握， 具体算法步骤 如下： A1， 将从炉内状态数据库读取的炉内炉料数据的点云数据投影到xy平面， 定义为点集 XYListA； A2， 基于点云数据， 构造一个超级三角形， 将所有的点云数据包 含在内； A3， 从点云数据中选取一个基准点PA1， 并获取距离基准点PA1最近的点PA2， 成为边 PA1PA2； A4， 以PA1为圆心 画圆， 找到包 含了PA2以及第三 点PA3的最小半径的圆； A5， 定义一个三角形链 表ListA， 将由PA1、 PA 2、 PA3点构成的三角形存 入到ListA中； A6， 循环执 行A4和A5， 直至把 点集XYListA中的点都形成三角形存 入到ListA中； A7， Unity3D获取三角形集 ListA,利用mesh.t riangles三角网格生成三维模型； 从高炉生产业务数据库取到原燃料、 出铁量、 煤气利用率以及综合评分的数据， 通过 Unity3D对原燃料、 出铁量、 煤气利用率以及综合评分的数据做可视化仿真处理， 在 Unity3D 界面上分别通过饼图、 柱状图、 折线图实时展示出来， 实现数据的可视化。 6.根据权利要求3所述的基于Unity3D的高炉炉内状态的三维可视化系统， 其特征在 于， 所述炉内概览模块具体用于： 通过3DsMax三维建模软件， 按照1： 1比例， 搭建高炉炉体系统本体的三维模型， 将三维 模型导出为fbx格式的文件， 将fbx格式的三维模型导入到Unity3D中， 对三维模型赋予材 质， 并在场景中添加灯光及摄 像机， 搭建三维虚拟场景； 从炉内状态数据库获取和气流相关的属性参数， 即炉内气流数据， 通过Unity3D对炉内 气流数据做可视化仿真处理， 并在 Unity3D界面上进行炉内气流的可视化仿真展示； 从高炉 生产业务数据库获取炉身温度变化、 十字测温、 炉身静压力和鼓风动能的数据， 通过 Unity3D对炉身温度变化、 十字测温、 炉身静压力和鼓风动能的数据做可视化仿真处理， 并 在Unity3D界面上分别通过热度图、 折线图、 柱状图以及网状图实时展示出来， 实现数据的 可视化。 7.根据权利要求3所述的基于Unity3D的高炉炉内状态的三维可视化系统， 其特征在 于， 所述炉内炉料模块具体用于： 通过3DsMax三维建模软件， 按照1： 1比例， 搭建高炉炉体系统本体的三维模型， 将三维 模型导出为fbx格式的文件， 将fbx格式的三维模型导入到Unity3D中， 对三维模型赋予材 质， 并在场景中添加灯光及摄 像机， 搭建三维虚拟场景 从炉内状态数据库获取和布料相关的属性参数， 即炉内炉料布料数据， 通过Unity3D对 炉内炉料布料数据做可视化仿真处理， 并在Unity3D 界面上进行炉内炉料布料的可视化仿 真展示； 从高炉生产业务数据库取到冶炼周期、 矿石品位、 布料举证以及颈向矿焦比的数 据， 通过Unity3D对冶炼周期、 矿石品位、 布料举证以及颈向矿焦比的数据做可视化仿真处 理， 并在Unity3D界面上分别通过仪表盘、 饼状图、 柱状图、 折线图展示出来， 实现数据的可 视化。 8.根据权利要求3所述的基于Unity3D的高炉炉内状态的三维可视化系统， 其特征在 于， 所述炉内炉型模块具体用于： 通过3DsMax三维建模软件， 按照1： 1比例， 搭建高炉炉体系统本体的三维模型， 将三维权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115115775 A 3