全景漫游技术在玻璃固化厂房中的应用研究

何晨 吕浪

摘要：全景是一种基于图像处理的虚拟漫游技术，也叫虚拟现实（Virtual Reality）全景。全景漫游技術已广泛应用到数字三维校园、网络三维业务、医疗、航空、房地产、旅游风光等领域。现如今，某厂玻璃固化厂房已经建设完成，急需一项技术能够解决厂房热试后仍能展现厂房全貌、提供培训技术支持等问题的方法，全景漫游技术成为解决这个问题的首选方案。本文描述了厂房选点、全景漫游系统建立的过程，对房间较多、设备布局复杂的厂房全景漫游系统建立提供参考。

关键词：玻璃固化厂房;全景漫游

1前言

某厂玻璃固化厂房主要任务是接收高放废液贮存厂房输送来的料液并将其转化为稳定的玻璃固化体。热试后的高放废液玻璃固化厂房带有强放射性，运行人员需十分熟悉厂房内工艺设备、管道及阀门布置、控制区域的分布、巡检路线及紧急撤离路线等，快速到达指定地点，保障厂房安全运行的同时减少人员受照时间。通过前期对人员培训效果进行评估，发现仅开展理论培训展示厂房布置图、房间照片等资料的培训效果欠佳，人员对空间的感受不直观。但在现场培训的过程中，通过亲临其境，人员对厂房的布置有较强的直观感受和真实的印象。因此，如何在厂房带有放射性的同时仍能展现厂房全貌，清晰、真实、全覆盖、无死角的将厂房热室及放射性较强的房间内工艺设备、管道布置及产品容器处理、转运流程呈现给运行人员及检修人员，使人员能够快速、直观地掌握设备分布及路线，这是在厂房热试前急需解决的难题。

全景漫游技术是一种基于图像处理的虚拟漫游技术，因其可真实反映环境布局，已在核电站运行人员培训中普遍应用。玻璃固化厂房也将建立全景漫游系统提高运行、检修人员培训效果。

2厂房选点研究

对选点方案进行研究，使其能无视觉死角的覆盖玻璃固化厂房关键区域，主工艺设备无遮挡。

研究厂房设备尺寸及所在空间结构，合理制定选点方案并应满足以下具体要求：

热室全覆盖、无死角;

主工艺相关房间、检修间清晰、不失真;

主工艺设备完整无遮挡。

针对有高度差的房间，以某房间为例，结合其平面图与剖面图，可以发现房间内有高度差，因此选择在楼梯上方进行拍摄，既可以拍清楚罐体的整体轮廓，又可以看清管道上方与罐体的连接情况。

3玻璃固化厂房全景漫游系统建立

全景漫游系统主要完成巡检路线、产品容器操作流程等主要操作流程的录制，并制作全景视频。

3.1 热点透视变换

热点是虚拟漫游软件的一个非常基本的功能，为了使热点更方便厂房运行人员、检修人员及参观人员使用，支持热点透视效果，源图像导入后，热点的大小可以调整，以适应虚拟漫游场景中的目标对象。此外，在选择热点透视效果时，热点不会漂浮在虚拟漫游上。这样会让虚拟漫游看起来会更逼真。

实现热点透视变换的效果应参照下面的步骤进行设置：

1.在漫游场景中添加一个热点，热点属性中替换成所需热点图片。

2.在热点属性中启用热点的透视变换效果。

3.2 制作全景视频

全景视频能够让厂房运行人员、检修人员体验直观的厂房虚拟漫游，可以将全景视频导出成高清晰度的视频格式，并在电视等设备上直接播放，同时支持导出AVI/FLV格式的视频。

玻璃固化厂房全景视频使用漫游影片制作。可添加背景声音到漫游中，也可以设置漫游影片起始角度，以多种格式进行发布。漫游视频制作方法如下所述：

在场景列表中添加场景，点击“录制漫游路线”图标编辑漫游视频，设置漫游视频之间移动的播放时刻，速度和时间间隔，以及添加背景音乐到视频全景，编辑全景视频的更多选项，调整漫游视频的起始点，导出FLV/AVI格式的漫游电影视频文件。

3.3 组件位置调整和锚定

漫游大师软件支持组件自适应浏览器窗口，以及可视化的调整和锚定，将组件放在主窗口的任何位置，会显示可见的组件调整红色线条。且满足将组件拖动到任意位置，拖动过程中X、Y值和参考点会相应改变。

主窗口的宽度和高度在浏览器窗口中按一定的百分比设置后，可停靠地图播放器主窗口中第9位，以确保它保持在相同的相对位置，当浏览器窗口的宽度和器或其它组件锚定也同样变高度的变化，地图播放化。

地图播放器的X，Y值将通过参照九宫格（参考点在九宫格的黑块）与红色虚线之间显示的偏移量得到。参考点被默认锚定在左上角，可以拖动组件到任意位置，坐标轴和组件相对参考点（九宫格小黑块）位置也会随动，同时，相关的坐标系和偏移的X，Y值也会相应地改变。（这9个小方块分别表示左上角，顶部中间，右上，左边中间，正中，右边中间，左下，底部中间，右下）。

3.4 全景漫游制作

全景漫游制作步骤如下：

第一步：添加皮肤;

第二步：添加场景;

第三步：添加地图播放器;

第四步：添加热点、雷达，以转运通道为例，添加热点，可链接到下一场景;

第五步：发布。

4总结与展望

4.1 总结评价

针对玻璃固化厂房布局复杂、放射性强等特点，通过深入研究玻璃固化厂房选点方案，设备调试及现场拍摄、录制，全景图片合成、产品容器全流程视频剪辑，漫游系统制作，最终建立了玻璃固化厂房全景漫游系统。共完成141张全景图片拍摄及合成，覆盖玻璃固化厂房及室外共计90个房间，并在全景漫游系统中建立了厂房巡检路线，完成空产品容器转入、玻璃产品容器运出全流程视频的拍摄及编辑。完成了技术指标，达到了预期目标，解决了运行人员培训、厂房安全运行、厂房检修路线指引等问题。

4.2 展望

本研究通过系统性的对玻璃固化厂房进行拍摄并建立高放废液玻璃固化厂房全景漫游系统，达到了便于实景培训、现场检修、巡检的目的。使运行人员、检修人员利用全景漫游系统，获悉厂房里面工艺设备详细的布置情况，不仅极大地提升了解决问题的效率，也间接地降低了热试后对人员的辐射。且在厂房退役阶段，也可辅助退役拆除方案的制定。随着我国核工业事业的蓬勃发展，全景漫游有望于广泛应用在后处理、核废物处理等厂房中。