(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 202210819534.1 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 山东钢铁股份有限公司 地址 271104 山东省济南市钢城区府前 大 街99号 (72)发明人 周平　李长新　张学民　王键　 王汝波　韩嵘　张伟　宁伟　 高志滨　王成镇　刘俊宝　 (74)专利代理 机构 济南诚智商标专利事务所有 限公司 3710 5 专利代理师 李修杰 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 基于数字孪生的转炉三维模型建立方法及 其可视化方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于数字孪生的转炉三 维模型建立方法及其可视化方法， 属于图像处理 技术领域， 转炉三维模型建立方法包括以下步 骤： 采集转炉冶炼工艺及冶炼现场设施设备数据 信息； 建立部件模型和部件装配体模型； 将部件 模型和部件装配体模型装配成转炉三维模型。 转 炉三维可视化方法包括以下步骤： 建立转炉三维 模型； 建立辅助设施三维模型； 进行典型应用场 景渲染； 采用静态数据和动态数据在典型应用场 景内协同驱动转炉三维模型和辅助设施三维模 型。 本发明实现了数字孪生体与转炉本体及过程 反应的实时映射， 为转炉冶炼过程的精细化管控 提供了依据。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115271387 A 2022.11.01 CN 115271387 A 1.一种基于数字 孪生的转炉三维模型建立方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 采集转炉冶炼工艺及冶炼现场设施设备 数据信息； 建立部件 模型和部件 装配体模型； 将部件模型和部件 装配体模型装配成转炉三维模型。 2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的转炉三维模型建立方法， 其特征在于， 所述建 立部件模型， 包括： 选择转炉的零部件 模板； 选择零部件的一个 基准面； 根据零部件尺寸信息绘制二维草图； 根据零部件的图纸信息， 进行二维草图的拉伸操作； 继续选择零部件的一个基准面， 并绘制二维草图以及二维草图的拉伸操作， 直至形成 最终的部件 模型为止 。 3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的转炉三维模型建立方法， 其特征在于， 所述建 立部件装配体模型， 包括： 选择零部件 模板； 选择一基准部件 模型； 选择与基准部件 模型相关的部件 模型； 基于图纸信息 选择配合对象和配合关系， 将部件 模型与基准部件 模型进行装配操作； 继续选择一基准部件 模型， 并对其进行装配操作， 直至形成装配 体模型为止 。 4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的转炉三维模型建立方法， 其特征在于， 所述部 件模型包括标准件模型和非标准件模型， 所述标准件模型是指结构、 尺寸和画法已经完全 标准化且对应部件规格型号的模型； 所述非标准件模型是指需要根据设计图纸上的尺寸信 息建立的模型。 5.根据权利要求1 ‑4任意一项所述的基于数字孪生的转炉三维模型建立方法， 其特征 在于， 所述采集 转炉冶炼工艺及冶炼现场设施设备 数据信息， 包括： 进行转炉 冶炼工艺视频解析， 获取转炉炼钢工艺特 征、 设备构造和作业 流程； 根据转炉设备图纸、 部件图纸， 进行电子图纸归类， 整理各个部件及辅助设施的电子图 纸； 对纸质图纸拍照获取部件和辅助设施数据； 采集转炉现场照片和视频获取转炉辅助设备和背景设施素 材； 对转炉冶炼统计数据分析， 汇总整理转炉的输入条件和 统计数据， 绘制转炉炼钢工艺 流程图或工艺曲线； 根据转炉冶炼不同控制模型， 以氧步模型控制为基准将工艺操作及实时数据进行解 析， 获取动态数据。 6.一种基于数字 孪生的转炉三维可视化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 建立转炉三维模型； 建立辅助设施三维模型； 进行典型应用场景渲染； 采用静态数据和动态数据在典型应用场景内协同驱动转炉三维模型和辅助设施三维权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115271387 A 2模型。 7.根据权利要求1所述的基于数字孪生的转炉三维可视化方法， 其特征在于， 所述建立 转炉三维模型， 包括： 采用权利要求 1‑5任意一项 所述的基于数字孪生的转炉三 维模型建立 方法进行建立 转炉三维模型。 8.根据权利要求1所述的基于数字孪生的转炉三维可视化方法， 其特征在于， 所述建立 辅助设施三维模型， 包括： 获取转炉辅助设施的点云数据， 并进行裁 剪优化处 理； 结合前后左右多个视图， 使用Po ly多边形进行三维模型构建； 根据现场辅助设施设备照片， 制作漫反射贴图； 使用标准材质制作模型， 并为模型添加贴图UV， 并基于模型效果调整UV大小和贴图， 形 成辅助设施三维模型。 9.根据权利要求1所述的基于数字孪生的转炉三维可视化方法， 其特征在于， 所述进行 典型应用场景渲染， 包括： 将典型应用场景的点云数据裁 剪成需要的范围， 并构建车间级三维孪生体模型； 通过典型应用场景的点云数据和图纸对厂房结构进行三维模型制作， 将设备级模型和 部件级模型合并至场景内形成全量的三维孪生体模型 数据。 10.根据权利要求6 ‑9任意一项所述的基于数字孪生的转炉三维可视化方法， 其特征在 于， 所述采用静态数据和 动态数据在典型应用场景内协同驱动转炉三维模 型和辅助设施三 维模型， 包括： 获取转炉 冶炼工艺及冶炼现场设施设备的动态数据和静态数据； 基于所述的静态数据和动态数据驱动转炉三维模型和辅助设施三维模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115271387 A 3