面向变电站数字孪生的三维对象匹配方法研究

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2026年第2期北京时间：

作者：王兴华，董晗拓，蒙彦锡，王流火，王彦峰，贾涛

单位：王兴华,广东电网有限责任公司电网规划研究中心, 广州, 510080,董晗拓,广东电网有限责任公司电网规划研究中心, 广州, 510080,蒙彦锡,武汉大学 遥感信息工程学院, 武汉, 430072,王流火,广东电网有限责任公司电网规划研究中心, 广州, 510080,王彦峰,广东电网有限责任公司电网规划研究中心, 广州, 510080,贾涛,武汉大学 遥感信息工程学院, 武汉, 430072

摘要：在变电站运行阶段,实景点云模型与设计阶段BIM设备三维模型在数量、位置、分布上的不一致,会阻碍BIM模型在变电站数字孪生中的实际应用.为此,本文提出一种基于一阶距离-拓扑相似性与空间位置自适应纠正的三维对象匹配方法.首先,构建三维对象一阶距离-拓扑兼容性指标,提升三维对象定位特征的表达效果;其次,提出了一种三维对象相似度计算方法,以识别和提取精准匹配对与潜在匹配对;最后,构建多视线约束方程组,实现潜在匹配对中BIM模型空间位置的迭代式自纠正.本文方法在两处变电站场景三维数据集上分别进行了实验,匹配总体精度分别达到97.92%与98.54%.实验结果表明,与当前先进方法相比,本文方法在变电站数字孪生三维对象匹配任务上具有更高的精度与可靠性.

关键词：实景点云对象;BIM三维模型;三维对象匹配;一阶距离-拓扑兼容性指标;位置迭代纠正

基金资助：广东电网有限责任公司科技项目(030000KC23040114)