CN107195214A - 基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，涉及电力领域，包括学习训练装置，所述学习训练装置包括标准数据库模块和学习训练模块，所述标准数据库模块内储存有配网作业标准操作，所述学习训练模块用于判断训练者当前的配网作业是否正确并给出下一步配网作业标准操作的相关提示以纠正训练者的错误。本发明的基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，通过增强现实技术，在配网作业平台上虚拟作业环境，可使训练者进行实际操作训练的同时学习操作知识，提高训练效果，用户体验好。

Description

基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置及方法
技术领域
本发明涉及电力领域，具体涉及一种基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置及方法。
背景技术
10KV配电网络是直接面向用户的电力基础设施，具有网络复杂，覆盖面大的特点。由于10KV配电网络绝缘水平低，在大气过电压或其他外界因素作用下易发生故障，需及时检修，然而，为了提高配网供电可靠性，不影响用户正常用电，工作人员必须在配网不停电的情况下进行故障检修，危险性高，因此，对工作人员带电作业的要求更为严格，带电作业训练显得尤为重要。
现有技术中，学习带电作业的方法，主要是学习录制的教学视频，教学视频展示标准带电作业规范。然而，训练者的此种学习过程仅能学习到理论知识，无法边训练边学习，不仅训练效果差，而且用户体验不佳。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，通过增强现实技术，在配网作业平台上虚拟作业环境，可使训练者进行实际操作训练的同时学习操作知识，提高训练效果，用户体验好。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，包括：
至少一供训练者进行配网作业操作的配网作业平台和多个系统主机，所有所述系统主机之间网络连接，每个所述系统主机内均存储有情景设置数据库，所述情景设置数据库包括所有所述配网作业平台的图像数据以及所有虚拟情景设置数据；
每个所述系统主机均连接有一操控台、一增强现实装置和一显示屏，所述操控台用于根据所述情景设置数据库设置配网作业环境，所述系统主机用于构建与所述配网作业环境相匹配的虚拟模型，所述增强现实装置用于将所述虚拟模型投射于所述配网作业平台上，所述显示屏用于显示投射虚拟模型后的配网作业环境，所述增强现实装置包括均与所述系统主机相连的头盔显示器、体感摄像头和数据手套；
学习训练装置，所述学习训练装置包括标准数据库模块和学习训练模块，所述标准数据库模块内储存有配网作业标准操作，所述学习训练模块用于判断训练者当前的配网作业是否正确并给出下一步配网作业标准操作的相关提示以纠正训练者的错误。
在上述技术方案的基础上，所述学习系统还包括一提示器，所述提示器用于显示所述学习训练模块给出的下一步配网作业标准操作的相关提示。
在上述技术方案的基础上，所述学习训练模块给出的下一步配网作业标准操作的相关提示包括一个正确的操作提示和若干人为设定的错误操作提示。
在上述技术方案的基础上，所述基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置还包括一视频创建模块，所述视频创建模块用于根据体感摄像头识别的训练者手势和已构建的与所述配网作业环境相匹配的虚拟模型创建视频文件以供训练者查看。
在上述技术方案的基础上，所述学习训练装置还包括一标准学习模块，所述标准学习模块用于展示已构建配网作业环境的标准作业规范以供训练者学习。
在上述技术方案的基础上，所述标准学习模块包括：
视频单元，所述视频单元用于给训练者提供已构建配网作业环境的标准作业规范的视频文件；
讲义单元，所述讲义单元用于给训练者提供已构建配网作业环境的标准作业规范的文本文件。
本发明还提供了一种基于增强现实及数据手套的带电作业培训方法，包括如下步骤：
将情景设置数据库存储至系统主机内，操控台根据所述情景设置数据库设置配网作业环境，系统主机构建与所述配网作业环境相匹配的虚拟模型，增强现实装置将所述虚拟模型投射于配网作业平台上，显示屏显示投射虚拟模型后的配网作业环境；
训练者佩戴头盔显示器和数据手套，并根据所述虚拟模型进行配网作业，体感摄像头和数据手套采集训练者的作业动作，并发送给系统主机，所述显示屏上实时显示训练者在投射虚拟模型后的配网作业环境下的作业画面；
将配网作业标准操作存储至标准数据库模块，学习训练模块比较体感摄像头采集训练者的作业动作和配网作业标准操作，判断训练者当前的配网作业是否正确，并给出下一步配网作业标准操作的相关提示以纠正训练者的错误，直至完成配网作业的所有步骤，完成学习训练。
在上述技术方案的基础上，还包括步骤：学习训练模块给出下一步操作的一个正确提示和若干人为设定的错误操作提示。
在上述技术方案的基础上，还包括步骤：当训练者需要查看已完成的配网作业时，视频创建模块根据体感摄像头识别的训练者手势和已构建的与所述配网作业环境相匹配的虚拟模型创建视频文件以供训练者查看。
在上述技术方案的基础上，还包括步骤：当训练者需要学习标准作业规范时，学习模块展示已构建配网作业环境的标准作业规范的视频文件或文本文件以供训练者学习。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，通过增强现实技术，在配网作业平台上虚拟作业环境，可使训练者进行实际操作训练的同时学习操作知识，提高训练效果，用户体验好。
附图说明
图1为本发明实施例中基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置及方法的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，包括：一供训练者进行配网作业操作的配网作业平台和多个系统主机。所有系统主机之间网络连接，每个系统主机内均存储有情景设置数据库，情景设置数据库包括所有配网作业平台的图像数据以及所有虚拟情景设置数据。
每个系统主机均连接有一操控台、一增强现实装置和一显示屏，操控台用于根据情景设置数据库设置配网作业环境，系统主机用于构建与配网作业环境相匹配的虚拟模型，增强现实装置用于将虚拟模型投射于配网作业平台上，显示屏用于显示投射虚拟模型后的配网作业环境，增强现实装置包括均与系统主机相连的头盔显示器、体感摄像头和数据手套。
基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置还包括学习训练装置和提示器。
学习训练装置包括标准数据库模块和学习训练模块，标准数据库模块内储存有配网作业标准操作，学习训练模块用于判断训练者当前的配网作业是否正确并给出下一步配网作业标准操作的相关提示以纠正训练者的错误。学习训练模块给出的下一步配网作业标准操作的相关提示包括一个正确的操作提示和若干人为设定的错误操作提示，认为设定一些干扰选项，适当起到提示的作用。
提示器用于显示学习训练模块给出的下一步配网作业标准操作的相关提示。
基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置还包括一视频创建模块，视频创建模块用于根据体感摄像头识别的训练者手势和已构建的与配网作业环境相匹配的虚拟模型创建视频文件以供训练者查看。
学习训练装置还包括一标准学习模块，标准学习模块用于展示已构建配网作业环境的标准作业规范以供训练者学习。
标准学习模块包括视频单元和讲义单元。视频单元用于给训练者提供已构建配网作业环境的标准作业规范的视频文件；讲义单元用于给训练者提供已构建配网作业环境的标准作业规范的文本文件。
本实施例中配网作业平台为不供电的部分配电网，包括架空线路、电缆、杆塔、变压器、隔离开关等基础设施，可供训练者进行实际的配网作业操作。根据实际训练需要，也可配置多个其他类型的配网作业平台供训练者选择。
根据配网作业工种的不同，如修剪树枝、清除异物、更换避雷器等，需要在配网作业平台上虚拟作业环境，如增加凌乱的树枝或异物、已损坏的避雷器等，并将这些虚拟作业环境的图像信息转换为虚拟情景设置数据，储存于系统主机内，供训练者选择。
为了训练者安全起见，配网作业平台不进行供电，状态反馈装置可以模拟触电、重击等感觉，当训练者配网作业操作不当，导致触电、重击等后果时，及时向训练者施加相应的反馈，使训练者获得更为真实的感受，增强用户体验。
本发明还提供了一种基于增强现实及数据手套的带电作业培训方法，包括如下步骤：
将情景设置数据库存储至系统主机内，操控台根据情景设置数据库设置配网作业环境，系统主机构建与配网作业环境相匹配的虚拟模型，增强现实装置将虚拟模型投射于配网作业平台上，显示屏显示投射虚拟模型后的配网作业环境；
训练者佩戴头盔显示器和数据手套，并根据虚拟模型进行配网作业，体感摄像头和数据手套采集训练者的作业动作，并发送给系统主机，显示屏上实时显示训练者在投射虚拟模型后的配网作业环境下的作业画面；
将配网作业标准操作存储至标准数据库模块，学习训练模块比较体感摄像头采集训练者的作业动作和配网作业标准操作，判断训练者当前的配网作业是否正确，并给出下一步配网作业标准操作的相关提示以纠正训练者的错误，直至完成配网作业的所有步骤，完成学习训练。
学习训练模块给出下一步操作的一个正确提示和若干人为设定的错误操作提示。
当训练者需要查看已完成的配网作业时，视频创建模块根据体感摄像头识别的训练者手势和已构建的与配网作业环境相匹配的虚拟模型创建视频文件以供训练者查看。
当训练者需要学习标准作业规范时，学习模块展示已构建配网作业环境的标准作业规范的视频文件或文本文件以供训练者学习。
本发明的基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，通过增强现实技术，在配网作业平台上虚拟作业环境，可使训练者进行实际操作训练的同时学习操作知识，提高训练效果，用户体验好。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，其特征在于，包括：
至少一供训练者进行配网作业操作的配网作业平台和多个系统主机，所有所述系统主机之间网络连接，每个所述系统主机内均存储有情景设置数据库，所述情景设置数据库包括所有所述配网作业平台的图像数据以及所有虚拟情景设置数据；
每个所述系统主机均连接有一操控台、一增强现实装置和一显示屏，所述操控台用于根据所述情景设置数据库设置配网作业环境，所述系统主机用于构建与所述配网作业环境相匹配的虚拟模型，所述增强现实装置用于将所述虚拟模型投射于所述配网作业平台上，所述显示屏用于显示投射虚拟模型后的配网作业环境，所述增强现实装置包括均与所述系统主机相连的头盔显示器、体感摄像头和数据手套；
学习训练装置，所述学习训练装置包括标准数据库模块和学习训练模块，所述标准数据库模块内储存有配网作业标准操作，所述学习训练模块用于判断训练者当前的配网作业是否正确并给出下一步配网作业标准操作的相关提示以纠正训练者的错误。
2.如权利要求1所述的基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，其特征在于：所述学习系统还包括一提示器，所述提示器用于显示所述学习训练模块给出的下一步配网作业标准操作的相关提示。
3.如权利要求1所述的基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，其特征在于：所述学习训练模块给出的下一步配网作业标准操作的相关提示包括一个正确的操作提示和若干人为设定的错误操作提示。
4.如权利要求1所述的基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，其特征在于：所述带电作业培训装置还包括一视频创建模块，所述视频创建模块用于根据体感摄像头识别的训练者手势和已构建的与所述配网作业环境相匹配的虚拟模型创建视频文件以供训练者查看。
5.如权利要求1所述的基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，其特征在于：所述学习训练装置还包括一标准学习模块，所述标准学习模块用于展示已构建配网作业环境的标准作业规范以供训练者学习。
6.如权利要求5所述的基于增强现实及数据手套的带电作业培训装置，其特征在于：所述标准学习模块包括：
视频单元，所述视频单元用于给训练者提供已构建配网作业环境的标准作业规范的视频文件；
讲义单元，所述讲义单元用于给训练者提供已构建配网作业环境的标准作业规范的文本文件。
7.一种基于增强现实及数据手套的带电作业培训方法，其特征在于，包括如下步骤：
将情景设置数据库存储至系统主机内，操控台根据所述情景设置数据库设置配网作业环境，系统主机构建与所述配网作业环境相匹配的虚拟模型，增强现实装置将所述虚拟模型投射于配网作业平台上，显示屏显示投射虚拟模型后的配网作业环境；
训练者佩戴头盔显示器和数据手套，并根据所述虚拟模型进行配网作业，体感摄像头和数据手套采集训练者的作业动作，并发送给系统主机，所述显示屏上实时显示训练者在投射虚拟模型后的配网作业环境下的作业画面；
将配网作业标准操作存储至标准数据库模块，学习训练模块比较体感摄像头采集训练者的作业动作和配网作业标准操作，判断训练者当前的配网作业是否正确，并给出下一步配网作业标准操作的相关提示以纠正训练者的错误，直至完成配网作业的所有步骤，完成学习训练。
8.如权利要求7所述的基于增强现实及数据手套的带电作业培训方法，其特征在于，还包括步骤：学习训练模块给出下一步操作的一个正确提示和若干人为设定的错误操作提示。
9.如权利要求7所述的基于增强现实及数据手套的带电作业培训方法，其特征在于，还包括步骤：当训练者需要查看已完成的配网作业时，视频创建模块根据体感摄像头识别的训练者手势和已构建的与所述配网作业环境相匹配的虚拟模型创建视频文件以供训练者查看。
10.如权利要求7所述的基于增强现实及数据手套的带电作业培训方法，其特征在于，还包括步骤：当训练者需要学习标准作业规范时，学习模块展示已构建配网作业环境的标准作业规范的视频文件或文本文件以供训练者学习。
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