CN107085857B - 电力电缆定位方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力电缆定位方法、装置和系统，该方法基于增强现实技术，通过获取增强现实显示设备所在环境的当前图像的当前图像编码数据和当前位姿编码数据，将获取的当前图像编码数据与特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配，以匹配的目标图像数据触发三维定位注册，实现增强现实显示设备的快速精确定位，进而通过增强现实显示设备将虚拟电缆准确地显示在增强现实显示设备所在的真实环境中。本发明能够快速、直观、准确、清晰地将深埋于地下的电力电缆呈现在运维检修人员视野内，同时本发明对电缆的定位不受电磁环境的干扰和电缆是否运行带电的影响，极大地提高了定位的准确性、直观性和真实感。

Description

电力电缆定位方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种电力电缆定位方法、装置和系统。

背景技术

在电力系统输配电线路中，电缆以占地少、可靠性高、分布电容大、维护工作量小、电击可能性小的优点得到广泛的应用。目前，随着电力电缆的普及和城市化建设的迫切需求，一方面应用中的电缆由于短路性故障、接地性故障、地质灾害等因素导致的各种故障数量逐年增加，另一方面由于市政基础建设、楼盘建设等原因导致的误挖误碰等外力破坏也时有发生，所以，如何快速识别深埋于地下的电缆的位置、走向，对于指导运维检修人员快速精确地查找到电缆的关键部位以及对城市市政设施和楼宇建设施工现场的作业辅助都起到了至关重要的作用。然而目前的电缆识别方法或装置往往是利用电磁感应原理实现对电缆线路的识别的，其不仅存在电磁兼容抗干扰能力差的问题，而且存在电缆线路轨迹显示不直观、无法识别埋地电缆的不同关键部位的缺陷。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中普遍采用的电缆识别方法或装置存在的电磁兼容抗干扰能力差、识别结果不够直观以及不能识别埋地电缆的不同关键部位的问题，提供一种电力电缆定位方法、装置和系统。

为解决上述问题，本发明实施例采取如下的技术方案：

一种电力电缆定位方法，包括以下步骤：

获取增强现实显示设备所在环境的当前图像对应的当前图像编码数据和所述增强现实显示设备的当前位姿编码数据；

将所述当前图像编码数据与特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配分析，确定与所述当前图像编码数据相匹配的目标图像数据，并生成三维注册指令，所述目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据；

根据所述三维注册指令、所述当前位姿编码数据和所述目标图像数据进行三维定位注册，建立虚拟电缆坐标系与所述增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系；

获取生成所述三维注册指令的触发时刻，根据所述触发时刻和所述目标图像数据调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据；

对所述空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据和所述对应关系发送至所述增强现实显示设备，以使所述增强现实显示设备依据所述编码后的空间图像数据和所述对应关系显示虚拟电缆图像，所述虚拟电缆图像用于对电缆进行定位。

本发明实施例还提供一种电力电缆定位装置，包括数据获取模块、空间数据处理模块、图像匹配模块、三维注册模块、特征图像数据库、3D图像数据编辑模块和虚拟电缆数据库；

所述数据获取模块用于获取增强现实显示设备所在环境的当前图像对应的当前图像编码数据和所述增强现实显示设备的当前位姿编码数据；

所述图像匹配模块用于将所述当前图像编码数据与所述特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配分析，确定与所述当前图像编码数据相匹配的目标图像数据并生成三维注册指令，所述目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据；

所述三维注册模块用于根据所述三维注册指令、所述当前位姿编码数据和所述目标图像数据进行三维定位注册，建立虚拟电缆坐标系与所述增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系；

所述空间数据处理模块用于获取生成所述三维注册指令的触发时刻，根据所述触发时刻和所述目标图像数据调取所述虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据；

所述3D图像数据编辑模块用于对所述空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据发送至所述增强现实显示设备，以使所述增强现实显示设备依据所述编码后的空间图像数据和所述对应关系显示虚拟电缆图像，所述虚拟电缆图像用于对电缆进行定位。

本发明实施例还提供一种电力电缆定位系统，包括服务器和增强现实显示设备；

所述服务器被配置为：

获取增强现实显示设备所在环境的当前图像对应的当前图像编码数据和所述增强现实显示设备的当前位姿编码数据；

将所述当前图像编码数据与特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配分析，确定与所述当前图像编码数据相匹配的目标图像数据，并生成三维注册指令，所述目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据；

根据所述三维注册指令、所述当前位姿编码数据和所述目标图像数据进行三维定位注册，建立虚拟电缆坐标系与所述增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系；

获取生成所述三维注册指令的触发时刻，根据所述触发时刻和所述目标图像数据调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据；

对所述空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据和所述对应关系发送至所述增强现实显示设备；

所述增强现实显示设备用于：

接收所述服务器发送的所述编码后的空间图像数据和所述对应关系，并依据所述编码后的空间图像数据和所述对应关系显示虚拟电缆图像，所述虚拟电缆图像用于对电缆进行定位。

本发明的电力电缆定位方法、装置和系统，基于增强现实技术，通过获取增强现实显示设备所在环境的当前图像的当前图像编码数据和当前位姿编码数据，将获取的当前图像编码数据与特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配，以匹配的目标图像数据触发三维定位注册，实现增强现实显示设备的快速精确定位，进而通过增强现实显示设备将虚拟电缆准确地显示在增强现实显示设备所在的真实环境中。本发明能够快速、直观、准确、清晰地将深埋于地下的电力电缆准确地呈现在运维检修人员视野内，指导运维检修人员快速查找到电缆的故障部位；防止施工现场误挖误碰电力高压电缆事件的发生，确保操作人员的人身安全和电力系统运行安全；同时，由于本发明不采用电磁感应或其它电压电流特征信号识别方法，因此对电缆的定位不受电磁环境的干扰和电缆是否运行带电的影响，极大地提高了电力电缆线路定位的准确性、直观性和真实感。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例中电力电缆定位方法的流程示意图；

图2为本发明其中一个实施例中电力电缆定位装置的结构示意图；

图3为本发明其中一个实施例中电力电缆定位系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

增强现实(Augmented Reality，简称AR)，是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术，也被称之为混合现实。本发明是通过计算机系统提供的电力系统电缆信息增加用户对真实电缆实际空间位置和姿态的感知能力，通过工业现场图像识别技术识别后台数字模型对应的电缆模型数据库，通过接收的图像识别，快速与预设的特征图像数据库匹配方式进行三维空间定位注册，简化了数据运算量，提高了注册效率和定位精度，同时，将虚拟电缆准确地放置在真实环境中，使作业人员能够准确清晰地观察到原本深埋于地下的看不到的电缆姿态和各部位，具备较强的真实感。

在本发明的其中一个实施例中，参见图1所示，电力电缆定位方法包括以下步骤：

S100获取增强现实显示设备所在环境的当前图像对应的当前图像编码数据和所述增强现实显示设备的当前位姿编码数据；

S200将所述当前图像编码数据与特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配分析，确定与所述当前图像编码数据相匹配的目标图像数据，并生成三维注册指令，所述目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据；

S300根据所述三维注册指令、所述当前位姿编码数据和所述目标图像数据进行三维定位注册，建立虚拟电缆坐标系与所述增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系；

S400获取生成所述三维注册指令的触发时刻，根据所述触发时刻和所述目标图像数据调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据；

S500对所述空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据和所述对应关系发送至所述增强现实显示设备，以使所述增强现实显示设备依据所述编码后的空间图像数据和所述对应关系显示虚拟电缆图像，所述虚拟电缆图像用于对电缆进行定位。

在本实施例中，电力电缆定位方法基于现实增强技术，能够实现对电力系统高压电缆空间位置的识别，在实施本实施例时，增强现实显示设备通过其上的摄像装置或者模块对增强现实显示设备所在的真实环境进行扫描，实时获得增强现实显示设备所在环境的当前图像，对当前图像进行编码处理，得到当前图像对应的当前图像编码数据，同时，增强现实显示设备通过其上的传感装置或者模块实时获取增强现实显示设备的位姿数据，对位姿数据进行编码处理，得到增强现实显示设备的当前位姿编码数据，其中位姿数据包括三维x/y/z三轴的位移量以及类似倾角的6轴数据。利用4G网络与增强现实显示设备进行通信的后台服务器，其接收增强现实显示设备发送过来的数据，经过高速运算后，再通过增强现实显示设备实时地将虚拟电缆数据库中电缆数字模型准确地显示在真实环境中，其中，4G网络不仅能够支持2G/3G网络下的话音、短信、彩信，同时还能够支持高清视频会议、实时视频监控、视频调度等高带宽实时性业务。

具体地，在本实施例中，首先步骤S100获取增强现实显示设备所在环境的当前图像对应的当前图像编码数据和增强现实显示设备的当前位姿编码数据，其中，当前图像是增强现实显示设备的摄像装置扫描的增强现实显示设备所在的真实环境的图像，较佳地，增强现实显示设备的摄像装置实时采集的图像的像素在100万以上，即当前图像的像素在100万以上，以保证电力电缆定位的可靠性和准确性。

获取当前图像编码数据和当前位姿编码数据后，在步骤S200中，将当前图像编码数据与特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配分析，确定与当前图像编码数据相匹配的目标图像数据，并生成三维注册指令。其中目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据。在本步骤中，特征图像数据库为根据真实场景3维空间信息预先构建的虚拟图像模型，该模型包括了外形特征数据、视角数据以及距离数据等信息，在将当前图像编码数据与特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配分析时，将当前图像编码数据的解码数据与特征图像数据库中的图像数据逐一进行匹配，如果二者的匹配度大于或者等于阈值，则认为匹配成功，并将该图像数据作为目标图像数据，该目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据，在确定目标图像数据的同时，生成三维注册指令，即触发三维定位注册。

在步骤S300中，根据三维注册指令、当前位姿编码数据和目标图像数据进行三维定位注册，建立虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系，其中三维定位注册的目的在于将现实坐标系与虚拟坐标系之间建立准确的对应关系，即将虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间建立准确的对应关系，相当于把现实中的位姿编码数据与电缆虚拟坐标系建立了对应关系。

步骤S400获取生成三维注册指令的触发时刻，根据触发时刻和目标图像数据调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据。本步骤以三维注册指令为初始条件，根据触发时刻和目标图像数据调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据，使得增强现实显示设备根据空间图像数据准确生成虚拟电缆图像。较佳地，本步骤中的虚拟电缆数据库为根据电力系统的电力电缆的设计图纸和真实场景测绘数据建立的三维空间数据模型，该三维空间数据模型包括的空间图像数据真实、准确，有利于提高电力电缆定位的精确度。

作为一种具体的实施方式，根据触发时刻和目标图像数据调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据的过程包括：根据触发时刻和目标图像数据计算增强现实显示设备与增强现实显示设备所在环境中特征参照物之间的相对位置数据和视角数据；根据相对位置数据和视角数据调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据。本步骤以三维注册指令为初始条件，经过对时间、空间位移的快速运算，根据计算结果调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据，使得增强现实显示设备根据空间图像数据准确生成虚拟电缆图像。

步骤S500对空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据和所述对应关系发送至增强现实显示设备，以使所述增强现实显示设备依据所述编码后的空间图像数据和所述对应关系显示虚拟电缆图像，所述虚拟电缆图像用于对电缆进行定位。增强现实显示设备根据编码后的空间图像数据生成虚拟电缆图像，并根据虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系，将虚拟电缆图像显示到增强现实显示设备所在真实环境之中，运维检修人员根据虚拟电缆图像可确定电缆在实际环境中的位置、状态，实现对电力电缆的准确定位。

本实施例所提出的电力电缆定位方法基于增强现实技术，通过获取增强现实显示设备所在环境的当前图像的当前图像编码数据和当前位姿编码数据，将获取的当前图像编码数据与特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配，以匹配的目标图像数据触发三维定位注册，实现增强现实显示设备的快速精确定位，进而通过增强现实显示设备将虚拟电缆准确地显示在增强现实显示设备所在的真实环境中。上述电力电缆定位方法能够快速、直观、准确、清晰地将深埋于地下的电力电缆准确地呈现在运维检修人员视野内，指导运维检修人员快速查找到电缆的故障部位；防止施工现场误挖误碰电力高压电缆事件的发生，确保操作人员的人身安全和电力系统运行安全；同时，由于该方法不采用电磁感应或其它电压电流特征信号识别方法，因此对电缆的定位不受电磁环境的干扰和电缆是否运行带电的影响，极大地提高了电力电缆线路定位的准确性、直观性和真实感。

作为一种具体的实施方式，在对空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据发送至增强现实显示设备的步骤之后，还包括以下步骤：

增强现实显示设备接收编码后的空间图像数据和三维定位注册时建立的虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系，并对编码后的空间图像数据进行解码，得到空间图像数据；

根据空间图像数据生成虚拟电缆图像，并根据虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系，将虚拟电缆图像显示到增强现实显示设备所在环境中。

在本实施方式中，增强现实显示设备接收后台服务器发送过来的编码后的空间图像数据以及三维定位注册时建立的虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系，对编码后的空间图像数据进行解码，得到空间图像数据后，根据空间图像数据生成虚拟电缆图像，并根据虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系，将虚拟电缆图像准确地显示到增强现实显示设备所在的真实环境中，进一步提高电缆定位的准确性。

作为一种具体的实施方式，当前位姿编码数据包括增强现实显示设备当前的3轴6自由度数据，该数据可通过混合跟踪传感器进行采集。混合跟踪传感器为集成视觉-惯性混合跟踪功能的传感器，能够实时高效地采集增强现实显示设备的3轴6自由度数据，提高电力电缆定位的效率。

同时，本发明还提出一种电力电缆定位系统，如图2所示，该系统包括数据获取模块100、空间数据处理模块200、图像匹配模块300、三维注册模块400、特征图像数据库500、3D图像数据编辑模块600和虚拟电缆数据库700。

其中，数据获取模块100用于获取增强现实显示设备所在环境的当前图像对应的当前图像编码数据和增强现实显示设备的当前位姿编码数据；

图像匹配模块300用于将当前图像编码数据与特征图像数据库500中预先存储的图像数据进行匹配分析，确定与当前图像编码数据相匹配的目标图像数据并生成三维注册指令，目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据；

三维注册模块400用于根据三维注册指令、当前位姿编码数据和目标图像数据进行三维定位注册，建立虚拟电缆坐标系与所述增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系；

空间数据处理模块200用于获取生成三维注册指令的触发时刻，根据触发时刻和目标图像数据调取虚拟电缆数据库700中对应的空间图像数据；

3D图像数据编辑模块600用于对空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据发送至增强现实显示设备，以使所述增强现实显示设备依据所述编码后的空间图像数据和所述对应关系显示虚拟电缆图像，所述虚拟电缆图像用于对电缆进行定位。

具体地，在本实施例中，，数据获取模块100获取增强现实显示设备所在环境的当前图像对应的当前图像编码数据和增强现实显示设备的当前位姿编码数据，其中，当前图像是增强现实显示设备的摄像装置扫描的增强现实显示设备所在的真实环境的图像，较佳地，增强现实显示设备的摄像装置实时采集的图像的像素在100万以上，即当前图像的像素在100万以上，以保证电力电缆定位的可靠性和准确性。

图像匹配模块300可以是集成应用软件模块，能够快速将接收到的视频图像逐帧与特征图像数据库500中的图像数据进行比对，并触发三维定位注册；特征图像数据库230为根据真实场景三维空间信息预先构建的虚拟图像模型，该模型包括了外形特征数据、视角数据以及距离数据等信息。图像匹配模块300在将当前图像编码数据与特征图像数据库500中预先存储的图像数据进行匹配分析时，将当前图像编码数据的解码数据与特征图像数据库中的图像数据逐一进行匹配，如果二者的匹配度大于或者等于阈值，则认为匹配成功，并将该图像数据作为目标图像数据，该目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据。在确定目标图像数据的同时，图像匹配模块300生成三维注册指令，即触发三维定位注册。

三维注册模块400根据三维注册指令、当前位姿编码数据和目标图像数据进行三维定位注册，建立虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系，这里三维注册模块400的作用在于将现实坐标系与虚拟坐标系之间建立准确的对应关系，即将虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间建立准确的对应关系，也相当于把现实环境中增强现实显示设备的的位姿编码数据与电缆虚拟坐标系下的位姿编码数据建立了对应关系。

空间数据处理模块200以三维注册指令为初始条件，根据其触发时刻和目标图像数据调取虚拟电缆数据库700中对应的空间图像数据，使得增强现实显示设备根据空间图像数据准确生成虚拟电缆图像。较佳地，虚拟电缆数据库700为根据电力系统的电力电缆的设计图纸和真实场景测绘数据建立的三维空间数据模型，该三维空间数据模型包括的空间图像数据真实、准确，有利于提高电力电缆定位的精确度。

作为一种具体的实施方式，空间数据处理模块200根据三维注册指令的触发时刻和目标图像数据计算增强现实显示设备与增强现实显示设备所在环境中特征参照物之间的相对位置数据和视角数据，并根据相对位置数据和视角数据调取虚拟电缆数据库700中对应的空间图像数据。本实施方式中空间数据处理模块200以三维注册指令为初始条件，经过对时间、空间位移的快速运算，根据计算结果调取虚拟电缆数据库700中对应的空间图像数据，使得增强现实显示设备根据空间图像数据准确生成虚拟电缆图像。

3D图像数据编辑模块600对空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据以及虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系发送至增强现实显示设备，以使增强现实显示设备依据编码后的空间图像数据和所述对应关系显示虚拟电缆图像，。增强现实显示设备将虚拟电缆图像显示到增强现实显示设备所在真实环境之中，运维检修人员根据虚拟电缆图像可确定电缆在实际环境中的位置、状态，实现对电力电缆的准确定位。

本实施例所提出的电力电缆定位装置基于增强现实技术，通过获取增强现实显示设备所在环境的当前图像的当前图像编码数据和当前位姿编码数据，将获取的当前图像编码数据与特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配，以匹配的目标图像数据触发三维定位注册，实现增强现实显示设备的快速精确定位，进而通过增强现实显示设备将虚拟电缆准确地显示在增强现实显示设备所在的真实环境中。上述电力电缆定位装置能够快速、直观、准确、清晰地将深埋于地下的电力电缆准确地呈现在运维检修人员视野内，指导运维检修人员快速查找到电缆的故障部位；防止施工现场误挖误碰电力高压电缆事件的发生，确保操作人员的人身安全和电力系统运行安全；同时，由于该装置不采用电磁感应或其它电压电流特征信号识别方法，因此对电缆的定位不受电磁环境的干扰和电缆是否运行带电的影响，极大地提高了电力电缆线路定位的准确性、直观性和真实感。

本发明实施例还提供一种电力电缆定位系统，如图3所示，该系统包括服务器800和增强现实显示设备900。其中，服务器800被配置为：

获取增强现实显示设备900所在环境的当前图像对应的当前图像编码数据和增强现实显示设备800的当前位姿编码数据；

将当前图像编码数据与特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配分析，确定与当前图像编码数据相匹配的目标图像数据，并生成三维注册指令，其中目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据；

根据三维注册指令、当前位姿编码数据和目标图像数据进行三维定位注册，建立虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备800所在环境的真实坐标系之间的对应关系；

获取生成三维注册指令的触发时刻，根据所述触发时刻和目标图像数据调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据；

对空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据和所述对应关系发送至增强现实显示设备800。

另外，增强现实显示设备800用于：

接收服务器900发送的编码后的空间图像数据和所述对应关系，并依据编码后的空间图像数据和所述对应关系显示虚拟电缆图像，该虚拟电缆图像用于对电缆进行定位。

下面对本发明实施例中的电力电缆定位系统进行说明。

如图3所示，通常情况下，在电力电缆故障处理现场，检修人员需要查找易发生故障的电缆接头部位，此时，检修人员通过增强现实显示设备800(如头戴式的增强现实显示设备，包括增强现实眼镜、增强现实头盔等)中的摄像装置扫描作业真实现场的周边街景，获取现场真实环境的当前图像，增强现实显示设备800中的传感装置测量增强现实显示设备的位姿数据，并对当前图像和位姿数据分别进行编码，得到当前图像编码数据和位姿编码数据，通过通信网络将当前图像编码数据和位姿编码数据发送至服务器900，其中，通信网络可以采用4G网络，4G网络不仅能够支持2G/3G网络下的话音、短信以及彩信，同时还能够支持高清视频会议、实时视频监控、视频调度等高带宽实时性业务。

服务器900获取到增强现实显示设备800发送过来的当前图像编码数据和当前位姿编码数据，然后将当前图像编码数据与特征数据库中的预先存储的图像数据进行匹配分析，确定与当前图像编码数据相匹配的目标图像数据并生成三维注册指令。其中目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据。服务器900根据三维注册指令、当前位姿编码数据和目标图像数据进行三维定位注册，建立虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系，并获取生成三维注册指令的触发时刻，根据该触发时刻和目标图像数据调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据。服务器900对空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据以及虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境800的真实坐标系之间的对应关系发送至增强现实显示设备，以使增强现实显示设备800依据编码后的空间图像数据和对应关系显示虚拟电缆图像。随着维修人员的移动，增强现实显示设备800可实时将用于反映空间位移变化的当前图像编码数据和当前位姿编码数据传递至服务器900，服务器900进行高速运算，将运算结果反馈给增强现实显示设备800，使得增强现实显示设备800能实时地将虚拟电缆图像准确显示在真实环境地面中，指导维修人员准确地巡视查找所需要的电缆部位。

作为一种具体的实施方式，如图3所示，增强现实显示设备包括摄像装置801、混合跟踪传感器802、数据处理装置803和光学棱镜投影装置804，其中，摄像装置801用于摄取增强现实显示设备800所在环境的当前图像，并将当前图像发送至数据处理装置803，经数据处理装置803编码后得到当前图像对应的当前图像编码数据；混合跟踪传感器802测量增强现实显示设备800的当前位姿数据，并将当前位姿数据发送至数据处理装置803，经数据处理装置803编码后得到当前位姿编码数据。

数据处理装置803还被配置为：将当前编码图像数据和当前位姿编码数据发送至服务器900，并接收服务器900发送的编码后的空间图像数据和虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备800所在环境的真实坐标系之间的对应关系，并对编码后的空间图像数据进行解码，得到空间图像数据；根据空间图像数据生成虚拟电缆图像，并根据虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备800所在环境的真实坐标系之间的对应关系，通过光学棱镜投影装置804将虚拟电缆图像显示到增强现实显示设备所在环境中。其中，光学棱镜投影装置800可以为一种基于反射式micro LCD投影技术原理的投影装置。

作为一种具体的实施方式，当前位姿编码数据包括增强现实显示设备800当前的3轴6自由度数据，混合跟踪传感器802为集成视觉-惯性混合跟踪功能的传感器，能够实时高效地采集增强现实显示设备的3轴6自由度数据，包括三维x/y/z三轴的位移量数据以及类似倾角的6轴数据，通过获取增强现实显示设备的多维度数据，能够更加准确地反映增强现实显示设备的位姿状态，为电力电缆的定位提供丰富的数据，从而提高电力电缆定位的准确性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种电力电缆定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取增强现实显示设备所在环境的当前图像对应的当前图像编码数据和所述增强现实显示设备的当前位姿编码数据；

将所述当前图像编码数据与特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配分析，确定与所述当前图像编码数据相匹配的目标图像数据，并生成三维注册指令，所述目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据；

根据所述三维注册指令、所述当前位姿编码数据和所述目标图像数据进行三维定位注册，建立虚拟电缆坐标系与所述增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系；

获取生成所述三维注册指令的触发时刻，根据所述触发时刻和所述目标图像数据计算所述增强现实显示设备与所述增强现实显示设备所在环境中特征参照物之间的相对位置数据和视角数据，根据所述相对位置数据和视角数据调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据；

对所述空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据和所述对应关系发送至所述增强现实显示设备，所述增强现实显示设备接收编码后的空间图像数据和所述对应关系，并对编码后的空间图像数据进行解码，得到所述空间图像数据，所述增强现实显示设备根据所述空间图像数据生成虚拟电缆图像，并根据所述对应关系将所述虚拟电缆图像显示到所述增强现实显示设备所在环境中，所述虚拟电缆图像用于对电缆进行定位。

2.根据权利要求1所述的电力电缆定位方法，其特征在于，

所述当前位姿编码数据包括所述增强现实显示设备当前的3轴6自由度数据。

3.根据权利要求1所述的电力电缆定位方法，其特征在于，

所述虚拟电缆数据库为根据电力系统的电力电缆的设计图纸和真实场景测绘数据建立的三维空间数据模型。

4.一种电力电缆定位装置，其特征在于，包括数据获取模块、空间数据处理模块、图像匹配模块、三维注册模块、特征图像数据库、3D图像数据编辑模块和虚拟电缆数据库；

所述数据获取模块用于获取增强现实显示设备所在环境的当前图像对应的当前图像编码数据和所述增强现实显示设备的当前位姿编码数据；

所述图像匹配模块用于将所述当前图像编码数据与所述特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配分析，确定与所述当前图像编码数据相匹配的目标图像数据并生成三维注册指令，所述目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据；

所述三维注册模块用于根据所述三维注册指令、所述当前位姿编码数据和所述目标图像数据进行三维定位注册，建立虚拟电缆坐标系与所述增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系；

所述空间数据处理模块用于获取生成所述三维注册指令的触发时刻，根据所述触发时刻和所述目标图像数据计算所述增强现实显示设备与所述增强现实显示设备所在环境中特征参照物之间的相对位置数据和视角数据，并根据所述相对位置数据和视角数据调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据；

所述3D图像数据编辑模块用于对所述空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据以及虚拟电缆坐标系与增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系发送至所述增强现实显示设备，以使所述增强现实显示设备依据所述编码后的空间图像数据和所述对应关系显示虚拟电缆图像，所述虚拟电缆图像用于对电缆进行定位。

5.根据权利要求4所述的电力电缆定位装置，其特征在于，

所述虚拟电缆数据库为根据电力系统的电力电缆的设计图纸和真实场景测绘数据建立的三维空间数据模型。

6.一种电力电缆定位系统，其特征在于，包括服务器和增强现实显示设备；

所述服务器被配置为：

获取增强现实显示设备所在环境的当前图像对应的当前图像编码数据和所述增强现实显示设备的当前位姿编码数据；

将所述当前图像编码数据与特征图像数据库中预先存储的图像数据进行匹配分析，确定与所述当前图像编码数据相匹配的目标图像数据，并生成三维注册指令，所述目标图像数据包括现实捕捉的外形特征数据、视角数据和距离数据；

根据所述三维注册指令、所述当前位姿编码数据和所述目标图像数据进行三维定位注册，建立虚拟电缆坐标系与所述增强现实显示设备所在环境的真实坐标系之间的对应关系；

获取生成所述三维注册指令的触发时刻，根据所述触发时刻和所述目标图像数据调取虚拟电缆数据库中对应的空间图像数据；

对所述空间图像数据进行编码，并将编码后的空间图像数据和所述对应关系发送至所述增强现实显示设备；

所述增强现实显示设备用于：

接收所述服务器发送的所述编码后的空间图像数据和所述对应关系，并依据所述编码后的空间图像数据和所述对应关系显示虚拟电缆图像，所述虚拟电缆图像用于对电缆进行定位；

所述增强现实显示设备包括摄像装置、混合跟踪传感器、数据处理装置和光学棱镜投影装置；

所述摄像装置用于摄取所述增强现实显示设备所在环境的当前图像，所述混合跟踪传感器用于采集所述增强现实显示设备的当前位姿数据；

所述数据处理装置被配置为：

对所述当前图像进行编码，生成所述当前图像编码数据，并将所述当前编码图像数据发送至所述服务器；

对所述当前位姿数据进行编码，生成所述当前位姿编码数据，并将所述当前位姿编码数据发送至所述服务器；

接收所述服务器发送的编码后的空间图像数据和所述对应关系，并对编码后的空间图像数据进行解码，得到所述空间图像数据；根据所述空间图像数据生成虚拟电缆图像，并根据所述对应关系，通过所述光学棱镜投影装置将所述虚拟电缆图像显示到所述增强现实显示设备所在环境中。