CN106325494A - 基于智能穿戴设备的工作辅助系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于智能穿戴设备的工作辅助方法和系统。该方法包括：S1智能穿戴设备显示待操作对象的当前操作步骤；S2判断操作人员的操作是否符合所述当前操作步骤的要求；S3若是，则显示所述待操作对象的下一操作步骤。本发明还提供与上述工作辅助方法相对应的辅助系统。本发明的基于智能穿戴设备的工作辅助方法和系统有助于提高工作效率，提升工作质量。
Description
技术领域
本发明涉及增强现实技术、虚拟现实技术、智能穿戴技术等进行结合的技术，特别是涉及一种基于智能穿戴设备的工作辅助系统和方法。
背景技术
随着科技的不断进步，人类即将迈入工业4.0时代，在这一时代，更加强调智能化生产，其中人机交互是实现智能化生产的重要组成之一。
在工业制造等领域，随着人们对产品的要求越来越高，要求产品更加智能化，操作更加简便，然而要实现这些要求，产品制造就变得越来越复杂。在很多产品制造领域，机器人仍然无法取代操作人员，而操作人员面对越来越复杂的工业制造环境，不仅在操作安全性方面被提出更高要求，而且在专业技能、工作素养以及工作效率方面的要求也越来越苛刻。
近年来，新的技术不断涌现，如虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)技术和增强现实技术(Augmented Reality Technique，简称AR)以及智能穿戴技术，目前市场上有出现智能穿戴技术与AR技术或VR技术相结合的应用，例如Oculus Rift、微软的Hololens及谷歌的GoogleGlass等产品，这些产品主要是偏重于面向个人消费者，为个人消费者提供生活娱乐体验。
在工业制造中，经常爆发骇人听闻的安全事故，不仅带来巨大的经济损失，同时还造成人员伤亡。这些安全事故多少与工作人员操作不规范、工作疏忽相关。
此外，在公开号为CN104484523A的专利申请文件中主要公开一种增强现实诱导维修系统的实现设备与方法，硬件包括一个3D智能眼镜与头盔和一个光学位置跟踪器，实现增强现实诱导维修系统的方法的步骤如下：步骤一:在软件系统中建立虚拟装配模型；步骤二:完成操作者所戴头盔的位置注册；步骤三:定义零部件的拆装关系层次；步骤四:通过光学位置跟踪器跟踪操作者位置，完成维修拆装情景感知；步骤五:拆装诱导信息生成；步骤六:诱导信息的叠加与显示。该专利申请文件虽然也有显示，但没有对操作人员的操作是否符合规定进行判断，因而无法确定工作的质量，甚至因为某些步骤操作不准确，导致整个工作前功尽弃，这不仅没有起到有效的工作辅助，而且还费时费力，造成材料浪费，增加了工作的成本。
由此可知，如何将智能穿戴设备应用到人们的工作中，为工作提供辅助，提高操作安全性和工作效率等成为目前产业界亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明正是基于以上一个或多个问题，提供一种基于智能穿戴设备的工作辅助系统和方法，用以解决现有技术中存在的工作辅助效果差，工作质量得不到保证，以及工作费时费力，工作效率低下，成本高昂的问题。
本发明提供一种基于智能穿戴设备的工作辅助方法，其中，所述工作辅助方法包括：
S1智能穿戴设备显示待操作对象的当前操作步骤；
S2判断操作人员的操作是否符合所述当前操作步骤的要求；
S3若是，则显示所述待操作对象的下一操作步骤。
较佳地，所述工作辅助方法还包括：
S4若否，获取所述操作人员的操作的安全级别；
S5记录所述操作人员的操作，并发送至与所述智能穿戴设备通信的服务器；
S6依据所述安全级别，确定所述操作是否可以进入所述下一操作步骤。
较佳地，所述工作辅助方法，所述步骤S6还包括：
S61若所述安全级别为严重级别，提示所述操作人员停止当前操作，并发送所述操作人员的操作信息至所述服务器，所述服务器推送所述操作信息至相关的终端；
S62若所述安全级别为中等级别，提示所述操作人员修正当前的操作错误；
S63判断所述操作人员是否已修正所述操作错误；
S64若是，则进入所述下一操作步骤；
S65若否，则继续提示所述操作人员修正所述当前的操作错误；
S66若所述安全级别为一般级别，发出警示信息提醒所述操作人员，显示选择是否进入下一步骤的选择信息。
较佳地，所述工作辅助方法在所述步骤S6之后还包括：
S7隔一个预定时间间隔判断所述操作人员是否处于非工作状态；
S8若是，推送与所述操作人员的操作错误相对应的学习内容。
较佳地，所述工作辅助方法在所述步骤S5与所述步骤S6之间还包括：
S9筛选步骤，依据所述操作步骤的质量和效率设定一个平均值，从多个所述操作步骤的图像中筛选出高于所述平均值的图像作为所述学习内容；
S10存储步骤，存储所述学习内容至所述服务器；
S11数据分析步骤，分析多个所述学习内容，选取最佳的所述学习内容，作为优化所述操作步骤的参考信息。
较佳地，所述工作辅助方法还包括：
所述步骤S2进一步包括：
S21动作识别步骤，识别所述操作人员的操作姿势；
所述步骤S1之前还包括：
S12数据采集步骤，采集所述操作人员的操作信息、所述待操作对象的信息、所述智能穿戴设备的信息；
S13身份识别步骤，识别所述操作人员的身份。
较佳地，所述工作辅助方法还包括：
S14依据接收到的所述操作人员的请求协助的指令，显示协助信息；
S15对所识别出的所述待操作对象中的指定部分，在所述智能穿戴设备的显示部的相应位置叠加一个指示图层，所述指示图层用于显示所述协助信息。
本发明还提供一种基于智能穿戴设备的工作辅助系统，其特征在于，所述工作辅助系统包括：
显示单元，设于所述智能穿戴设备，用于显示待操作对象的当前操作步骤；
判断单元，判断操作人员的操作是否符合所述当前操作步骤的要求；
控制单元，在所述操作人员的操作符合所述当前操作步骤的要求时，控制所述显示单元显示所述待操作对象的下一操作步骤。
较佳地，所述工作辅助系统还包括：
安全级别判断单元，当所述操作人员的操作不符合所述当前操作步骤的要求时，判断所述操作人员的不符合要求的操作的安全级别；
记录与发送单元，记录所述操作人员的操作，并发送至与所述智能穿戴设备通信的服务器；
确定单元，用于依据所述安全级别，确定所述操作是否可以进入所述下一操作步骤。
较佳地，所述确定单元还包括：
严重级别提示模块，当所述安全级别为严重级别时，提示所述操作人员停止当前操作，并发送所述操作人员的操作信息至所述服务器，所述服务器推送所述操作信息至相关的终端；
中等级别提示模块，当所述安全级别为中等级别，提示所述操作人员修正当前的操作错误；
操作错误修正判断模块，判断所述操作人员是否已修正所述操作错误，若是，则进入所述下一操作步骤，若否，则继续提示所述操作人员修正所述当前的操作错误；
一般级别提示模块，当所述安全级别为一般级别时，发出警示信息提醒所述操作人员，显示选择是否进入下一步骤的选择信息。
较佳地，所述工作辅助系统还包括：
非工作状态判断单元，隔一个预定时间间隔判断所述操作人员是否处于非工作状态；
学习内容推送单元，当所述操作人员处于非工作状态时，推送与所述操作人员的操作错误相对应的学习内容。
较佳地，所述工作辅助系统进一步包括：
筛选单元，用于依据所述操作步骤的质量和效率设定一个平均值，从多个所述操作步骤的图像中筛选出高于所述平均值的图像作为所述学习内容；
存储单元，用于存储所述学习内容至所述服务器；
数据分析单元，用于分析多个所述学习内容，选取最佳的所述学习内容，作为优化所述操作步骤的参考信息。
较佳地，所述工作辅助系统还包括：
数据采集单元，采集所述操作人员的操作信息、所述待操作对象的信息、所述智能穿戴设备的信息；
身份识别单元，用于识别所述操作人员的身份；
所述判断单元包括：动作识别模块，用于识别所述操作人员的操作姿势。
较佳地，所述工作辅助系统还包括：
请求协助单元，依据接收到的所述操作人员的请求协助的指令，显示协助信息；
指示图层叠加显示单元，用于对所识别出的所述待操作对象中的指定部分，在所述智能穿戴设备的显示部的相应位置叠加一个指示图层，所述指示图层用于显示所述协助信息。
本发明还提供一种基于智能穿戴设备的工作辅助系统，其特征在于，所述工作辅助系统包括：智能穿戴设备和服务器，所述服务器与所述智能穿戴设备进行与工作辅助相关的信息交互，所述智能穿戴设备包括：处理器、存储器以及显示器，所述处理器分别连接所述存储器和所述显示器，其中，所述存储器中存储一组程序代码，且所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码，用于执行以下操作：
在所述显示器上显示待操作对象的当前操作步骤；
判断操作人员的操作是否符合所述当前操作步骤的要求；
在所述操作人员的操作符合所述当前操作步骤的要求时，控制所述显示器显示所述待操作对象的下一操作步骤。
本发明的基于智能穿戴设备的工作辅助方法及系统，不仅具有工作辅助效果良好，而且工作质量得到有效保证，同时，工作变得简单，工作效率得到提高，成本低廉。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式的基于智能穿戴设备的工作辅助方法的流程示意图。
图2是本发明第一实施方式的基于智能穿戴设备的工作辅助系统的结构示意图。
图3是本发明第二实施方式的基于智能穿戴设备的工作辅助系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。
请参见图1，图1是本发明较佳实施方式的基于智能穿戴设备的工作辅助方法的流程示意图。如图1所示，一种基于智能穿戴设备的工作辅助方法，其中，所述工作辅助方法包括：S1智能穿戴设备显示待操作对象的当前操作步骤；S2判断操作人员的操作是否符合所述当前操作步骤的要求；S3若是，则显示所述待操作对象的下一操作步骤。
本发明的上述基于智能穿戴设备的工作辅助方法，不仅具有工作辅助效果良好，而且工作质量得到有效保证，同时，工作变得简单，工作效率得到提高，成本低廉。
进一步地，所述工作辅助方法还包括：S4若否，判断所述操作人员的操作的安全级别；S5记录所述操作人员的操作，并发送至与所述智能穿戴设备通信的服务器；S6依据所述安全级别，确定所述操作是否可以进入所述下一操作步骤。
在一个具体实施方式中，所述工作辅助方法，所述步骤S6还包括：
S61若所述安全级别为严重级别，提示所述操作人员停止当前操作，并发送所述操作人员的操作信息至所述服务器，所述服务器推送所述操作信息至相关的终端；这里相关的终端指可以通知到与操作人员有关的后台管理人员所使用的通信设备，这个设备可以是手机、pad、pc、智能手环、智能手表、智能眼镜等终端设备。
S62若所述安全级别为中等级别，提示所述操作人员修正当前的操作错误；
S63判断所述操作人员是否已修正所述操作错误；S64若是，则进入所述下一操作步骤；
S65若否，则继续提示所述操作人员修正所述当前的操作错误；
S66若所述安全级别为一般级别，发出警示信息提醒所述操作人员，显示选择是否进入下一步骤的选择信息。
在一个变形实施例中，所述工作辅助方法在所述步骤S6之后还包括：S7隔一个预定时间间隔判断所述操作人员是否处于非工作状态；S8若是，推送与所述操作人员的操作错误相对应的学习内容。
较佳地，所述工作辅助方法在所述步骤S1之前还包括：S0接收操作人员的操作指令。
较佳地，所述工作辅助方法在所述步骤S5之后还包括：S9筛选步骤，依据所述操作步骤的质量和效率设定一个平均值，从多个所述操作步骤的图像中筛选出高于所述平均值的图像作为所述学习内容；S10存储步骤，存储所述学习内容至所述服务器；S11数据分析步骤，分析多个所述学习内容，选取最佳的所述学习内容，作为优化所述操作步骤的参考信息。
较佳地，所述工作辅助方法还包括：S12数据采集步骤，采集所述操作人员的操作信息、所述待操作对象的信息、所述智能穿戴设备的信息。操作信息包括:操作时间、操作时的操作指令信息、操作动作和姿势信息。
较佳地，所述步骤S2进一步包括：S21动作识别步骤，识别所述操作人员的操作姿势。所述步骤S1之前还包括：S13身份识别步骤，识别所述操作人员的身份。
较佳地，所述工作辅助方法还包括：S14依据接收到的所述操作人员的请求协助的指令，显示协助的信息。所述协助的信息包括视频文件信息、远程协助信息、图片信息或者3D模型信息。进一步地，所述远程协助信息包括：远程语音通话信息、远程视频信息、远程标记信息。以及S15对所识别出的所述待操作对象中的指定部分，在所述智能穿戴设备的显示部的相应位置叠加一个指示图层，所述指示图层用于显示所述协助信息。
请参见图2，图2是本发明第一实施方式的基于智能穿戴设备的工作辅助系统的结构示意图。如图2所示，本发明还提供一种基于智能穿戴设备的工作辅助系统，其中，所述工作辅助系统包括：显示单元10，设于所述智能穿戴设备，用于显示待操作对象的当前操作步骤；判断单元20，判断操作人员的操作是否符合所述当前操作步骤的要求；控制单元30，在所述操作人员的操作符合所述当前操作步骤的要求时，控制所述显示单元显示所述待操作对象的下一操作步骤。
本发明的上述基于智能穿戴设备的工作辅助系统，不仅具有工作辅助效果良好，而且工作质量得到有效保证，同时，工作变得简单，工作效率得到提高，成本低廉。
下面首先详细介绍一下本发明的智能穿戴设备为智能头戴设备时的结构构成。
本发明实施例提供一种智能头戴设备，所述智能头戴设备用于工作辅助。所述智能头戴设备包括：控制单元11，用于控制所述智能头戴设备；显示单元12，用于显示辅助工作的信息；存储单元13，用于存储工作过程的各种数据信息；定位追踪单元14，用于对操作人员和操作对象分别进行定位和追踪，并将所述定位和追踪到的信息通知所述操作人员。其中，所述操作对象是指操作人员正在操作的实体对象，例如可以是操作人员正在进行更换的阀泵，或者操作人员正在维修的电子设备等。所述显示单元12为半透明显示屏、全透明显示屏或者不透明显示屏。
所述辅助工作信息是指对所述操作对象进行的具体工作任务和操作流程操作信息。所述数据信息包括：操作人员完成预设步骤的时间，重复播放所述预设步骤的次数和完成预设步骤的时间，操作人员完成预设步骤的工作质量，操作人员完成整个操作流程的时间，操作人员完成整个操作流程的所有操作姿势，操作人员操作失误发出警报的次数，操作人员完成整个操作流程的视频，以及操作人员出现警报的视频。
进一步的，所述控制单元11，还用于控制所述操作对象。具体可以通过在智能头戴设备中安装APP，来控制操作对象。例如，可以通过智能头戴设备中的APP控制智能窗帘的开启和闭合。
所述智能头戴设备还包括：识别单元15，用于识别所述操作人员的动作和所述操作对象的特征信息；判断单元16，用于判断所述操作人员的动作是否符合预设的要求，所述操作对象的特征信息是否与预设特征信息相匹配。
其中，所述特征信息至少包括以下其中一种：操作对象的位置与姿态信息，操作对象的温度信息，操作对象的压力信息。还可以是指能够识别所述操作对象的属性，例如操作对象的名称、形状、尺寸等信息。
所述智能头戴设备还包括：预警单元17，用于当所述判断单元的判断结果为否时，发出报警信息。其中，报警信息可以以文字、声音或者图像的方式向操作人员发出报警。
所述智能头戴设备还包括：第一环境感测18，用于感测所述操作人员所在工作环境的第一信息。其中，所述第一信息是指工作环境信息，例如可以是输油管道的压力、温度信息，核反应堆周围的辐射强度信息。
所述智能头戴设备还包括：电源，用于为所述智能头戴设备提供工作电源；照明设备，用于为所述智能头戴设备在工作环境下提供照明。
所述智能头戴设备还包括：头戴设备通信单元19，用于与辅助工作相关的设备建立通信连接。所述辅助工作相关的设备可以是诸如智能手环、智能脚环、智能颈环、智能头环、智能衣服、智能手套、智能鞋、智能指环、智能牙套或者智能臂环中至少一种。
所述智能头戴设备还包括：语音输入输出设备20，用于输入和输出音频信息。
其中，所述智能头戴设备为智能眼镜或智能头盔。
本发明实施例提供的智能头戴设备，可以自动识别并显示操作对象具体工作任务和操作流程操作信息，指导操作人员进行正确的操作，并能记录操作过程中的各种数据信息，规范操作步骤和流程，通过对操作人员和操作对象的定位和追踪，实时判别操作是否规范，并及时报警，避免违规操作，避免操作人员在工作中出现操作步骤遗漏或者操作顺序杂乱，保证操作的安全性，极大的较少由于人的行为而导致的危险隐患，培养操作人员良好的职业习惯的同时提高了操作人员的工作效率，解决操作人员因某几个操作步骤不熟练导致整个工作时间滞后的问题，整体提升员工的工作能力和素养。同时极大的缩短企业对操作员工的职前培训时间和资金投入。
当该智能头戴设备为智能眼镜时，所述智能眼镜包括：半透明式显示屏/全透明式显示屏1、声音输入/输出设备2、摄像头3、无线/有线通讯设备4、微型照明用电筒5、大容量电池6、定位追踪器7、以及内置处理器8(微型计算机)。所述智能手环包括：电池20，震动马达21，动作感应加速计22，更改按键24和用于与其他职能设备相连的插头27。所述后台服务器包括：机箱30和内部处理器31。
所述智能眼镜内置无线连接设备与后台服务器进行连接，后台服务器所有的内容(如操作步骤，视频信息，图片信息)可以随时根据需要发送给智能眼镜的控制单元，同时智能眼镜将采集到的数据信息反馈给智能眼眼镜内置控制单元后传输到后台服务器，经过后台服务器进行处理后又可以反馈给智能眼镜。后台服务器也可以把智能眼镜传输的各项数据信息存储起来经过运算分析后自动评判操作人员的工作效率和工作时间或者成为企业的大数据。
其中，智能眼镜收集的数据信息包括：操作人员完成预设步骤的时间，重复播放所述预设步骤的次数和完成预设步骤的时间，操作人员完成预设步骤的工作质量，操作人员完成整个操作流程的时间，操作人员完成整个操作流程的所有操作姿势，操作人员操作失误发出警报的次数，操作人员完成整个操作流程的视频，以及操作人员出现警报的视频。
智能眼镜可通过如下方式收集数据：
1、以每个小步骤的开始到完成该小步骤作为时间节点，智能眼镜控制单元根据步骤节点记录操作人员在进行操作作业时完成每个小步骤用到的时间。
2、当操作人员重复观看智能眼镜中某个小步骤的指导演示时，智能眼镜控制单元记录下重复该步骤的次数，以及观看多次后完成该步骤的时间。
3、操作人员完成该步骤的工作质量，主要通过摄像头的体感识别将获取的图像经过识别单元分析识别操作员的手势以及操作对象，与存储单元中建立的三维模型对比是否一致或者重叠，来判断操作人员的动作是否标准，使用的操作工具是否正确。
4、控制单元记录操作人员完成整个工作任务的时间。
5、记录操作人员在整个操作过程中的整个操作姿势作为后台服务器大数据，为以后的标准姿势做准备，图像数据依据深度神经网络算法进行处理、对比、分类，神经网络算法可以识别图像的纹理及模式信息。该算法可以在人工辅助训练下达到越来越高的识别准确率。在识别准确率接近人类时可以极大地降低人工成本。
6、操作人员在整个操作过程中每次操作失误被识别后控制单元发出报警的次数会被控制单元记录下来。
7、操作人员在整个操作过程中的操作视频会被全程记录下来储存在后台服务器中，会自动生成视频进度条，关键节点会被标上。
8、操作人员在操作过程中出现警报的步骤会被特别记录下来储存在后台服务器中，并且会随时记录所有操作人员在某个步骤的报警。
收集到数据后，智能眼镜可以通过如下方式进行数据分析：
1、后台服务器对记录到的每个操作人员每个小步骤的完成时间进行平均值、方差、正太分布、最高值最低值等数学运算得到所有操作人员每个小步骤完成的平均时间数据，最慢时间数据，以及最快时间数据。
2、后台服务器将每个小步骤根据操作的难易程度分档，例如可分为容易(一档系数0.8)，一般(二挡系数1.0)，难(三挡系数1.2)。
3、后台服务器根据步骤1中得到的平均时间数据，最慢时间数据和最快时间数据与某个操作人员完成某个小步骤的时间对比，并对其进行分档，其中，分档原则可以是：该操作人员完成的时间接近所有操作人员的最慢时间则为60分，接近平均时间则为80分，接近最快时间则为100分。
4、后台服务器根据某个操作员完成某个步骤的难易程度以及完成该步骤的时间给予操作员完成该小步骤打分，例如某个操作人员完成了一个容易的步骤(属于一档系数0.8)并且完成的时间接近平均时间(该时间为80分)，那么他的工作效率就是一档系数0.8乘以平均时间80得到64，这个数值就是某个操作人员完成某个小步骤的工作效率。
5、后台服务器把操作人员每个小步骤的工作效率经过加法运算处理得到完成整个操作过程的工作效率。
6、后台服务器把操作人员观看每个步骤时的重复次数与其他操作人员观看该步骤的平均次数对比来判断该操作人员对该项工作是否熟练进行评分(如60分、80分、100分)，对比方法与工作效率的对比方法相同，不再赘述。
7、通过体感识别技术识别操作人员工作时的动作姿势是否规范，例如，可通过图像数据依据深度神经网络算法在后台服务器上进行处理、对比、分类，神经网络算法可以识别图像的纹理及模式信息来识别操作人员工作时的动作姿势是否规范，操作人员使用工具是否按照标准执行等初步判断操作人员的工作质量进行评分，如智能眼镜将识别到的姿势动作反馈给服务器，服务器经过分析运算判断该动作远偏离了服务器储存的标准三维模型姿势为60分、接近标准姿势为80分、与标准姿势几乎重合为100分。
8、后台服务器记录下同一个步骤所有操作人员观看的频次都很多的步骤，说明该步骤确实复杂难操作，后台服务器根据将该操作人员观看该步骤后完成该操作所花的时间与所有操作人员完成该操作步骤的平均时间进行对比，远高于平均时间则为60分，与平均时间几乎相同为80分，远低于平均时间为100分，根据操作人员的等分高低判断操作人员的学习能力的强弱。其中，平均时间的计算参考步骤1。
9、后台服务器记录下所有员工观看频次最多，完成时间最长的步骤，该步骤是企业应该对员工进行重点培训的步骤，也是该操作步骤需要优化的依据。
10、后台服务器随时跟踪操作人员完成工作后设备运行效果作为对其工作质量的一个补充判断。具体来说，可通过电子记录仪反应操作人员完成工作后设备运行效果。
11、操作人员每次完成工作的所有数据，经过智能眼镜后台服务器根据平均值，最大值，最小值，正太分布等数学运算方法帮助建立操作人员个人的月度，季度，年度报表，通过对比每一天，每一个月，每一年的工作效率和工作质量的变化得到其工作变化曲线影响其绩效、晋升和降级。
12、后台服务器根据智能眼镜采集到的大量数据自动生成企业所有操作人员的月度，季度，年度工作报表，得到企业整体员工素质能力变化曲线从而得到企业个人平均工作质量变化图。
13、根据收集到的操作员的个人工作数据，后台服务器自动给操作人员形成个人能力雷达图，记录下其操作技术短处所在，并且后台服务器会对其某个薄弱的方面在其下次进行操作工作时，智能眼镜会在该步骤提醒操作人员需要更加细心。
14、操作人员的工作过程被录制下来直接通过后台服务器传送到管理部门，管理部门可以直接监管操作人员的工作现场状况。
本发明的智能头戴设备可以与增强现实技术相结合，应用到更为广泛的领域中。
以智能眼镜为例，通过将AR(增强现实)技术应用于本发明智能眼镜的操作步骤中，对于一些复杂的操作过程，可以通过AR技术指导操作人员进行操作，这样操作人员可以跟着动画指示一步一步的完成操作工作，提高操作人员的操作精度，减少操作人员因自身操作不熟练导致在工作现场无法下手或者盲目下手操作。
例如，当我们需要更换汽车上的发动机时，连接着发动机的器件和螺丝可能达到上百种，不仅如此拆装每一种螺丝和器件使用的工具不同，甚至拧动的方向也不同，连接在发动机上的各种设备和器件的拆装顺序也不一样，通过本发明的增强现实的智能眼镜就可以快速准确的拆装发动机。
具体来说，当使用者佩戴好本发明的智能眼镜，并观察发动机部件时，其中，发动机部件可以被视为操作对象，通过智能眼镜的镜片看到3D立体彩色图像覆盖在真实部件上；当需要拆装或拧动某个部件时，该部件会被高亮标示在视野中，之后智能眼镜中的显示单元显示相应的3D工具(如扳手，卡钳等)正在顺时针的拧动某个部件，或者显示3D手的模型正在移动与真实部件叠加的虚拟部件，并且有动画演示移动该部件的过程。智能眼镜的显示单元可显示出正确的拆装步骤、动作姿态以及工具信息(即操作对象的特征信息)，利用语音识别功能与使用者互动，通过文字、语音和动画指导其一步一步完成该部件的全部更换过程。在维修过程中，所有的步骤可随时被调取，以便重新观看。
本发明的智能头戴设备可以与虚拟技术相结合，应用到更为广泛的领域中。
以智能眼镜为例，通过智能眼镜与虚拟技术的结合，可以完成对操作人员的操作培训过程。通过虚拟技术，可以完全呈现出一个与操作对象一模一样的3D立体操作对象在操作人员眼前，操作人员可以通过手势交互的方式随意移动，变换3D操作对象，还可以将3D操作对象中的多个部件完全从操作对象中拆分开来显示，操作人员可以360°观察、或者模拟操作所有拆分的部件，让操作人员深入了解该操作对象的所有构造以及其各部件之间的连接关系，操作人员可以快速的掌握操作对象的拆装技巧，加深其学习印象，大大提高其学习兴趣，缩短其学习时间，提高其学习效率。同时3D操作对象也可以在操作人员进行某些部件的拆卸时呈现出来，让操作人员更能够全面的了解到该部件的结构，提高其拆装准确率。
例如：在教学领域，医学院的学生如果使用尸体的话首先成本高，而且不能反复学习，而光观看视频或者文字的话不能深入实践体验，学习效率不高。通过本发明的智能眼镜，医学院的学生可以学习人体各部分的构造结构，以及他们之间的内部组成关系，并可以实现对人体各部分的主动操作。
具体来说，通过使用智能眼镜与VR的结合，学习者戴上智能眼镜就可以看到3D的1:1的立体完整人体影像漂浮在眼前，通过手势交互的方式，学习者可以任意将人体的某部分剥离出来。例如学习者可以用手直接把人体影像中的心脏直接摘出来拿在手上360°的观看该心脏的影像，可以观察心脏的各个静脉和动脉之间的连接关系，甚至可以看到心脏表面的血管连接，并且同时会有文字介绍和语音介绍。这样生动的学习课堂不仅会深深吸引学生的学习兴趣，更能让学生亲身实践观察几乎与真实一样的身体构造。
又比如：医生在做心脏手术的过程中，无法360°全方位的观察到患者的心脏，为了让医生在手术过程中集中精力专注于手术，戴上智能眼镜可以给医生展示一个3D的可360°全方位的1:1的与真实心脏一模一样的虚拟心脏在医生眼前，医生可以随时观察心脏的结构和组成，这会给医生的工作效率带来极大的改变。
本发明的智能头戴设备可以与摄像头体感识别技术相结合，应用到更为广泛的领域中。其中摄像头体感识别技术通过实施例二中的智能设备体感控制设备实现。其中的体感动作识别单元既可以识别操作人员的体感动作信息，也可以识别操作人员的操作姿势。
以智能眼镜为例，操作人员的操作姿势可以通过智能设备体感控制设备中的体感动作识别单元进行识别，通过处理单元识别操作人员的操作姿势判断操作人员的操作是否标准合格，并通过报警单元对操作人员错误的操作动作或者姿势发出警报对操作人员进行警示。大大的减少了操作人员由于自身操作的原因导致的危险隐患。规范操作动作，提升工作效率，最重要的是保证操作的安全性。
其中，操作人员的操作姿态图像经过服务器处理，操作姿态图像数据依据深度神经网络算法在后台服务器上进行处理、对比、分类，神经网络算法可以识别图像的纹理及模式信息。
本发明实施例的智能头戴设备可以与语音人机交互方式相结合，应用到更为广泛的领域中。
仍以智能眼镜为例，可以在智能眼镜中设置语音处理单元，通过智能眼镜中的语音输入输出设备输入和输出音频交互信息，通过语音处理单元对所述音频交互信息进行处理，实现与操作人员的语音交互。操作人员在操作的过程当中不用手去翻看资料，操作人员可以把精力都放在工作上，真正的起到解放操作人员双手的效果。
在实际应用中，语音交互主要是依靠智能眼镜上的声音接收设备，经过内置处理器分析校验后再通过内置处理器发出相对应的指令给智能眼镜。
本发明实施例的智能头戴设备可以与智能手环、智能脚环、智能颈环、智能头环、智能衣服、智能手套、智能鞋、智能指环、智能牙套或者智能臂环中至少一种相结合，应用到更为广泛的领域中。
以智能眼镜及智能手环相结合为例，每个操作人员都有一个输入自己身份信息的智能手环，智能手环用于智能眼镜对操作人员的身份识别。例如，可以通过智能扫码进行识别。智能眼镜识别到不同的操作人员的身份给予安排不同的工作任务，应用智能眼镜进行操作人员的任务工作分配，这样也可以避免不具有该操作资格的操作人员进行该操作的操作行为。同时智能手环还具有在操作人员没有佩戴眼镜时接收任务信息发出声响提醒操作人员佩戴眼镜。
其中，智能手环内置微型计算机，可以接受来自服务器的信息，同时也具有声音输出设备，发出声响提醒，内置电子码可以提供给智能眼镜扫描身份。
本发明实施例的智能头戴设备可以与语音通话和视频通话技术相结合，应用到更为广泛的领域中。
以智能眼镜为例，智能眼镜中的头戴设备通信单元与辅助工作相关的设备建立通信连接。所述辅助工作相关的设备可以是语音通话和视频通话设备。操作人员在进行操作工作时通过语音通话和视频通话设备可以实时的与辅助工作相关的人员进行通信，如与专家通信，通过视频通话设备传送现场工作视频图像，专家或者厂内有经验的员工可以根据现场工作视频图像指导操作人员解决现场问题。这样遇到没有碰到过的问题或者特别棘手的问题时，可以通过视频通信设备现场联系专家当场解决，而不必停下手上的工作先总结工作问题后再召开解决会议，只需要智能眼镜的头戴设备通信单元远程协助便可以现场解决问题，极大的节约了工作时间，提高工作质量。
其中，智能眼镜通过内置摄像头把现场的所有工作视频图像和过程录制下来传送到服务器，以备发生意外时作为第一人视角的宝贵数据作为查明事故发生的主要原因和当时发生意外时的情景。以免下一次再次发生同样意外的事故。
综上所述，本发明的智能头戴设备主要针对的是操作繁琐、操作步骤多、操作流程长、对结果的安全性能要求高的企业。能够达到工作辅助的作用，区别于他人不同就在它能够将自己开发的新功能技术与现有的功能技术一起与智能眼镜结合并且把智能眼镜应用在工作辅助方面。
进一步地，上述基于智能穿戴设备的工作辅助系统还包括：安全级别判断单元40，当所述操作人员的操作不符合所述当前操作步骤的要求时，判断所述操作人员的不符合要求的操作的安全级别；记录与发送单元50，记录所述操作人员的操作，并发送至与所述智能穿戴设备通信的服务器；确定单元60，用于依据所述安全级别，确定所述操作是否可以进入所述下一操作步骤。
进一步地，所述确定单元60还包括：严重级别提示模块，当所述安全级别为严重级别时，提示所述操作人员停止当前操作，并发送所述操作人员的操作信息至所述服务器，所述服务器推送所述操作信息至相关的终端；中等级别提示模块，当所述安全级别为中等级别，提示所述操作人员修正当前的操作错误；操作错误修正判断模块，判断所述操作人员是否已修正所述操作错误，若是，则进入所述下一操作步骤，若否，则继续提示所述操作人员修正所述当前的操作错误；一般级别提示模块，当所述安全级别为一般级别时，发出警示信息提醒所述操作人员，显示选择是否进入下一步骤的选择信息。
在一个较佳实施例中，所述工作辅助系统还包括：非工作状态判断单元，隔一个预定时间间隔判断所述操作人员是否处于非工作状态；学习内容推送单元，当所述操作人员处于非工作状态时，推送与所述操作人员的操作错误相对应的学习内容。
在一个较佳实施例中，所述工作辅助系统还包括：筛选单元，用于依据所述操作步骤的质量和效率设定一个平均值，从多个所述操作步骤的图像中筛选出高于所述平均值的图像作为所述学习内容；存储单元，用于存储所述学习内容至所述服务器；数据分析单元，用于分析多个所述学习内容，选取最佳的所述学习内容，作为优化所述操作步骤的参考信息。
在一个较佳实施例中，所述工作辅助系统还包括：数据采集单元，采集所述操作人员的操作信息、所述待操作对象的信息、所述智能穿戴设备的信息。
还有，所述判断单元包括：动作识别模块，用于识别所述操作人员的操作姿势。
为便于操作人员及时获得协助信息，所述工作辅助系统还包括：请求协助单元，依据接收到的所述操作人员的请求协助的指令，显示协助的信息，所述协助的信息包括视频文件信息、远程协助信息、图片信息或者3D模型信息；以及指示图层叠加显示单元，用于对所识别出的所述待操作对象中的指定部分，在所述智能穿戴设备的显示部的相应位置叠加一个指示图层，所述指示图层用于显示所述协助信息。
请参见图3，图3是本发明第二实施方式的基于智能穿戴设备的工作辅助系统的结构示意图。如图3所示，本发明再提供一种基于智能穿戴设备的工作辅助系统，其中，所述工作辅助系统包括：智能穿戴设备200和服务器100，所述服务器100与所述智能穿戴设备200进行与工作辅助相关的信息交互，所述智能穿戴设备200包括：处理器210、存储器220以及显示器230，所述处理器210分别连接所述存储器220和所述显示器230，其中，所述存储器220中存储一组程序代码，且所述处理器210用于调用所述存储器220中存储的程序代码，用于执行以下操作：
在所述显示器230上显示待操作对象的当前操作步骤；
判断操作人员的操作是否符合所述当前操作步骤的要求；
在所述操作人员的操作符合所述当前操作步骤的要求时，控制所述显示器显示所述待操作对象的下一操作步骤。
本发明第二实施方式的上述基于智能穿戴设备的工作辅助系统，不仅具有工作辅助效果良好，而且工作质量得到有效保证，同时，工作变得简单，工作效率得到提高，成本低廉。
当然，本发明第二实施方式的上述基于智能穿戴设备的工作辅助系统的存储器还存储有其它程序代码，且所述处理器210用于调用所述存储器220中存储的程序代码，用于执行以下操作：
在所述操作人员的操作不符合所述当前操作步骤的要求时，获取所述操作人员的操作的安全级别；
记录所述操作人员的操作，并发送至与所述智能穿戴设备通信的服务器；
依据所述安全级别，确定所述操作是否可以进入所述下一操作步骤。
进一步地，所述处理器210用于调用所述存储器220中存储的程序代码，用于执行上述依据所述安全级别，确定所述操作是否可以进入所述下一操作步骤中的以下操作：
若所述安全级别为严重级别，提示所述操作人员停止当前操作，并发送所述操作人员的操作信息至所述服务器，所述服务器推送所述操作信息至相关的终端；
若所述安全级别为中等级别，提示所述操作人员修正当前的操作错误；
判断所述操作人员是否已修正所述操作错误；
若是，则进入所述下一操作步骤；
若否，则继续提示所述操作人员修正所述当前的操作错误；
若所述安全级别为一般级别，发出警示信息提醒所述操作人员，显示选择是否进入下一步骤的选择信息。
进一步地，所述处理器210用于调用所述存储器220中存储的程序代码，用于执行以下操作：
隔一个预定时间间隔判断所述操作人员是否处于非工作状态；
若是，推送与所述操作人员的操作错误相对应的学习内容。
进一步地，所述处理器210用于调用所述存储器220中存储的程序代码，用于执行以下操作：
筛选步骤，依据所述操作步骤的质量和效率设定一个平均值，从多个所述操作步骤的图像中筛选出高于所述平均值的图像作为所述学习内容；
存储步骤，存储所述学习内容至所述服务器；
数据分析步骤，分析多个所述学习内容，选取最佳的所述学习内容，作为优化所述操作步骤的参考信息。
进一步地，所述处理器210用于调用所述存储器220中存储的程序代码，用于执行以下操作：
识别所述操作人员的操作姿势；
采集所述操作人员的操作信息、所述待操作对象的信息、所述智能穿戴设备的信息；
识别所述操作人员的身份。
进一步地，所述处理器210用于调用所述存储器220中存储的程序代码，用于执行以下操作：
依据接收到的所述操作人员的请求协助的指令，显示协助信息；
对所识别出的所述待操作对象中的指定部分，在所述智能穿戴设备的显示部的相应位置叠加一个指示图层，所述指示图层用于显示所述协助信息。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (15)
1.一种基于智能穿戴设备的工作辅助方法，其特征在于，所述工作辅助方法包括：
S1智能穿戴设备显示待操作对象的当前操作步骤；
S2判断操作人员的操作是否符合所述当前操作步骤的要求；
S3若是，则显示所述待操作对象的下一操作步骤。
2.如权利要求1所述的工作辅助方法，其特征在于，所述工作辅助方法还包括：
S4若否，获取所述操作人员的操作的安全级别；
S5记录所述操作人员的操作，并发送至与所述智能穿戴设备通信的服务器；
S6依据所述安全级别，确定所述操作是否可以进入所述下一操作步骤。
3.如权利要求2所述的工作辅助方法，其特征在于，所述工作辅助方法，所述步骤S6还包括：
S61若所述安全级别为严重级别，提示所述操作人员停止当前操作，并发送所述操作人员的操作信息至所述服务器，所述服务器推送所述操作信息至相关的终端；
S62若所述安全级别为中等级别，提示所述操作人员修正当前的操作错误；
S63判断所述操作人员是否已修正所述操作错误；
S64若是，则进入所述下一操作步骤；
S65若否，则继续提示所述操作人员修正所述当前的操作错误；
S66若所述安全级别为一般级别，发出警示信息提醒所述操作人员，显示选择是否进入下一步骤的选择信息。
4.如权利要求2所述的工作辅助方法，其特征在于，所述工作辅助方法在所述步骤S6之后还包括：
S7隔一个预定时间间隔判断所述操作人员是否处于非工作状态；
S8若是，推送与所述操作人员的操作错误相对应的学习内容。
5.如权利要求4所述的工作辅助方法，其特征在于，所述工作辅助方法在所述步骤S5与所述步骤S6之间还包括：
S9筛选步骤，依据所述操作步骤的质量和效率设定一个平均值，从多个所述操作步骤的图像中筛选出高于所述平均值的图像作为所述学习内容；
S10存储步骤，存储所述学习内容至所述服务器；
S11数据分析步骤，分析多个所述学习内容，选取最佳的所述学习内容，作为优化所述操作步骤的参考信息。
6.如权利要求1所述的工作辅助方法，其特征在于，所述工作辅助方法还包括：
所述步骤S2进一步包括：
S21动作识别步骤，识别所述操作人员的操作姿势；
所述步骤S1之前还包括：
S12数据采集步骤，采集所述操作人员的操作信息、所述待操作对象的信息、所述智能穿戴设备的信息；
S13身份识别步骤，识别所述操作人员的身份。
7.如权利要求3所述的工作辅助方法，其特征在于，所述工作辅助方法还包括：
S14依据接收到的所述操作人员的请求协助的指令，显示协助信息；
S15对所识别出的所述待操作对象中的指定部分，在所述智能穿戴设备的显示部的相应位置叠加一个指示图层，所述指示图层用于显示所述协助信息。
8.一种基于智能穿戴设备的工作辅助系统，其特征在于，所述工作辅助系统包括：
显示单元，设于所述智能穿戴设备，用于显示待操作对象的当前操作步骤；
判断单元，判断操作人员的操作是否符合所述当前操作步骤的要求；
控制单元，在所述操作人员的操作符合所述当前操作步骤的要求时，控制所述显示单元显示所述待操作对象的下一操作步骤。
9.如权利要求8所述的基于智能穿戴设备的工作辅助系统，其特征在于，所述工作辅助系统还包括：
安全级别判断单元，当所述操作人员的操作不符合所述当前操作步骤的要求时，判断所述操作人员的不符合要求的操作的安全级别；
记录与发送单元，记录所述操作人员的操作，并发送至与所述智能穿戴设备通信的服务器；
确定单元，用于依据所述安全级别，确定所述操作是否可以进入所述下一操作步骤。
10.如权利要求9所述的基于智能穿戴设备的工作辅助系统，其特征在于，所述确定单元还包括：
严重级别提示模块，当所述安全级别为严重级别时，提示所述操作人员停止当前操作，并发送所述操作人员的操作信息至所述服务器，所述服务器推送所述操作信息至相关的终端；
中等级别提示模块，当所述安全级别为中等级别，提示所述操作人员修正当前的操作错误；
操作错误修正判断模块，判断所述操作人员是否已修正所述操作错误，若是，则进入所述下一操作步骤，若否，则继续提示所述操作人员修正所述当前的操作错误；
一般级别提示模块，当所述安全级别为一般级别时，发出警示信息提醒所述操作人员，显示选择是否进入下一步骤的选择信息。
11.如权利要求9所述的基于智能穿戴设备的工作辅助系统，其特征在于，所述工作辅助系统还包括：
非工作状态判断单元，隔一个预定时间间隔判断所述操作人员是否处于非工作状态；
学习内容推送单元，当所述操作人员处于非工作状态时，推送与所述操作人员的操作错误相对应的学习内容。
12.如权利要求11所述的基于智能穿戴设备的工作辅助系统，其特征在于，所述工作辅助系统进一步包括：
筛选单元，用于依据所述操作步骤的质量和效率设定一个平均值，从多个所述操作步骤的图像中筛选出高于所述平均值的图像作为所述学习内容；
存储单元，用于存储所述学习内容至所述服务器；
数据分析单元，用于分析多个所述学习内容，选取最佳的所述学习内容，作为优化所述操作步骤的参考信息。
13.如权利要求8所述的基于智能穿戴设备的工作辅助系统，其特征在于，所述工作辅助系统还包括：
数据采集单元，采集所述操作人员的操作信息、所述待操作对象的信息、所述智能穿戴设备的信息；
身份识别单元，用于识别所述操作人员的身份；
所述判断单元包括：动作识别模块，用于识别所述操作人员的操作姿势。
14.如权利要求10所述的基于智能穿戴设备的工作辅助系统，其特征在于，所述工作辅助系统还包括：
请求协助单元，依据接收到的所述操作人员的请求协助的指令，显示协助信息；
指示图层叠加显示单元，用于对所识别出的所述待操作对象中的指定部分，在所述智能穿戴设备的显示部的相应位置叠加一个指示图层，所述指示图层用于显示所述协助信息。
15.一种基于智能穿戴设备的工作辅助系统，其特征在于，所述工作辅助系统包括：智能穿戴设备和服务器，所述服务器与所述智能穿戴设备进行与工作辅助相关的信息交互，所述智能穿戴设备包括：处理器、存储器以及显示器，所述处理器分别连接所述存储器和所述显示器，其中，所述存储器中存储一组程序代码，且所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码，用于执行以下操作：
在所述显示器上显示待操作对象的当前操作步骤；
判断操作人员的操作是否符合所述当前操作步骤的要求；
在所述操作人员的操作符合所述当前操作步骤的要求时，控制所述显示器显示所述待操作对象的下一操作步骤。
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