CN107610238B - 一种电力设备ar动态模型系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力设备AR动态模型系统及其工作方法，电力设备AR动态模型系统包括AR设备以及若干AR电子标签；AR电子标签上绘制有识别图案；AR设备包括图像采集识别模块、场景构建模块以及显示模块；图像采集识别模块用于采集所述AR电子标签的图像，并根据AR电子标签上的所述识别图案识别AR电子标签的类型；场景构建模块用于根据AR电子标签的类型从资料管理服务器中获取相应的电力设备模型信息，并将电力设备模型信息与图像采集识别模块采集的图像数据进行融合，生成AR图像；显示模块用于显示所述AR图像。本发明的优点是，利用AR技术建立的虚拟培训系统，可以降低危险，节省资金。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统仿真领域，特别涉及一种电力设备AR动态模型系统及其工作方法。
背景技术
随着科学发展和技术进步，智能工程实现了跨越式发展，对其界面工具一人机交互界面提出了更高的技术要求。增强现实技术（Augmented Reality，简称AR）应运而生，作为一种新的描述方法，为大规模的工程数据可视化提供了技术支持。
我国研究三维展示和虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）起步较晚，这些技术在电力系统的应用主要还局限于配电GIS领域，主要以接线图、数字图表、设备照片和现场录像等常规多媒体方式作为表现手段，其真实感、临场感和表现为都有待改进。随着虚拟现实、增强现实技术的发展和应用推广，采用VR、AR技术来为电力仿真系统构造虚拟环境，将大大提高电力场景的真实感和沉浸感，为VR、AR技术在电力系统中的应用带来质的飞跃。
发明内容
本发明的目的是提供一种电力设备AR动态模型系统及其工作方法，该模型系统通过AR技术实现电力设备的虚拟拼装，可有效提高电力企业员工培训的效率。
为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种电力设备AR动态模型系统，其特点是，包括：AR设备以及若干AR电子标签；
所述AR电子标签上绘制有识别图案；
所述AR设备包括：图像采集识别模块，用于采集所述AR电子标签的图像，并根据所述AR电子标签上的所述识别图案识别所述AR电子标签的类型；
场景构建模块，用于根据所述AR电子标签的类型从资料管理服务器中获取相应的电力设备模型信息，并将所述电力设备模型信息与所述图像采集识别模块采集的图像数据进行融合，生成AR图像；
显示模块，用于显示所述AR图像。
所述的电力设备模型信息包括设备3D模型、设备名称以及设备接口信息。
在所述AR图像中，各所述电力设备模型信息中的所述设备3D模型位于与所述设备模型相对应的所述AR电子标签的图像上方。
在所述AR图像中，相邻的所述AR电子标签上方的所述设备3D模型之间相互连接。
所述的AR设备为移动终端。
一种利用上述的电力设备AR动态模型系统的工作方法，其特点是，该方法包括以下步骤：
将各AR电子标签进行排列摆放；
AR设备的图像采集识别模块采集所述AR电子标签的图像，并从图像中识别各所述AR电子标签的类别；
所述场景构建模块根据各所述AR电子标签的类别从资料管理服务器获取相应的电力设备模型信息，并将所述电力设备模型信息与所述图像采集识别模块采集到的图像进行融合，生成AR图像；
所述AR图像由显示模块进行显示。
所述场景构建模块生成所述AR图像的过程中，所述场景构建模块将所述电力设备模型信息的设备3D模型添加至所述AR电子标签的图像上方。
所述的场景构建模块生成所述AR图像的过程中，将相邻的所述AR电子标签上方的所述设备3D模型连接在一起。
将各所述AR电子标签进行组合排列拼接，并在所述AR电子标签的上方构建出由若干所述设备3D模型组合而成的变电站电力设备AR动态模型。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
利用AR技术建立的虚拟培训系统，可以降低危险，使各环节联系更加紧密，不仅能节省资金，而且使受训员工能进入每个部分深入了解，学到现实中无法接触的知识。良好的人机交互性，可提高员工的学习兴趣，提高效率。
附图说明
图1为本发明一种电力设备AR动态模型系统的结构示意图；
图2为本发明AR设备的结构框图；
图3为本发明AR图像的效果图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，本实施例具体涉及一种电力设备AR动态模型系统及其工作方法，该模型系统包括AR设备1以及若干AR电子标签2； 使用时将AR电子标签2按照需要的顺序进行排列，AR设备1即可根据AR电子标签2的排列方式，在AR电子标签2的上方显示与其相对应的设备3D模型；本实施例的技术可用于电力设备维护人员的培训，培训过程中使用者可将代表各种电力设备的AR电子标签2进行排列，模拟各种变电站或电力设备的搭接，AR设备1可以实时地将AR电子标签2的排列方式生成AR图像，使用者可以通过AR图像形象地了解变电站的搭接方式。
如图1所示，AR电子标签2上绘制有识别图案3，以便AR设备1识别；识别图案3可为二维码，也可以为汉字、英文字母或数字；本实施例中，识别图案3为英文字母，其下方设置有英文注释，识别图案3的字体大小远远大于英文注释的字体大小。
如图1、2所示，AR设备1包括图像采集识别模块4、场景构建模块5以及显示模块6；AR设备1可通过图像采集识别模块4拍摄排列后的AR电子标签2的图像，并根据AR电子标签2上的识别图案3识别AR电子标签2的类型ID；场景构建模块5可根据类型ID从资料管理服务器中获取相应的电力设备模型信息；同时，场景构建模块5还可将获取到的电力设备模型信息与图像采集识别模块4采集到的图像数据进行融合，生成AR图像；显示模块6可用于显示AR图像。
如图1、2所示，本实施例 AR设备1为移动终端，该移动终端可以为手机，但AR设备1的实现方式不限于手机，其他具有拍摄及显示功能的可编程设备也作为AR设备1。
如图1、2所示，资料管理服务器通过网络与AR设备1中的场景构建模块5进行通讯，资料管理服务器可提供的服务包括：设备信息管理服务、标签管理服务以及模型管理服务；通过对标签管理服务进行查询，场景构建模块5可根据AR电子标签2的类型ID获取相对应的电力设备的设备ID；根据设备ID对设备信息管理服务进行查询，场景构建模块5可以获得与设备ID相对应的设备信息，设备信息包括模型ID、设备名称、文档等信息；根据模型ID对模型管理服务进行查询，场景构建模块5可以获取模型ID对应的电力设备模型信息；电力设备模型信息包括设备3D模型、设备名称以及设备接口信息。
如图1、2所示，场景构建模块5可将查询得到的电力设备模型信息与图像采集识别模块4拍摄到的图案进行实时融合，生成AR图像；在融合过程中，场景构建模块5将电力设备模型中的设备3D模型放置在对应的AR电子标签2的图像上方，形成AR图像；对于任意两张相邻AR电子标签2，场景构建模块5可根据电力设备模型信息中的接口信息，将AR电子标签2对应的设备3D模型连接在一起；当AR设备1或AR电子标签2移动时，场景构建模块5可实时生成新的AR图像。
如图1-3所示，本实施例的电力设备AR动态模型系统的工作方法具体包括以下步骤：
1）使用者启动AR设备1中的应用程序，并在桌面将各个AR电子标签2按照要求进行拜访；摆放过程中，将两个AR电子标签2相邻放置表示两个AR电子标签2对应的设备3D模型需要相互连接，因此在摆放AR电子标签2的过程中需要考虑AR电子标签2对应的设备3D模型的连接关系。
2）AR电子标签排列完成后使用者将AR设备1的图像采集识别模块4对准AR电子标签2，使得全部AR电子标签2均为于图像采集识别模块4的取景范围内；图像采集识别模块4获取AR电子标签2的图像后，逐一识别AR电子标签2的类型ID。
3）场景构建模块5根据各AR电子标签2的类型ID，从资料服务器中获取各AR电子标签2对应的电力设备模型信息；并将电力设备模型信息与图像采集识别模块4拍摄的AR电子标签2的图像进行融合，生成AR图像；AR图像由AR设备1的显示模块6进行显示。
在场景构建模块5对图像以及设备3D模型进行融合的过程中，首先检测图像中各AR电子标签2的位置，随后将设备3D模型的图像设置在AR电子标签2的上方；当检测到AR电子标签2相邻或搭接时，将相邻或搭接的AR电子标签2的3D模型根据其接口信息连接在一起；连接完成后，判定连接方式是否合理，当连接方式不合理时，场景构建模块5在AR图像中加入错误信息标识，提示使用者调整AR电子标签2的排列方式。
AR图像的效果如图3所示；各设备3D模型的图像7与相对应的AR电子标签保持位置锁定，设备3D模型的图像7可随AR电子标签同步旋转平移；使用人员可任意调整AR电子标签的排列方式，以便将各设备3D模型的图像7排列组合形成变电站电力设备AR动态模型；每当场景构建模块5检测到AR电子标签2的排列方式变化或AR设备1的位置发生变化时，AR设备1自动重复上述步骤2）至步骤3），重新生成AR图像，使得设备3D模型的图像7与AR电子标签2的相对位置保持锁定。
本实施例的有益技术效果为：利用AR技术建立的虚拟培训系统，可以降低危险，使各环节联系更加紧密，不仅能节省资金，而且使受训员工能进入每个部分深入了解，学到现实中无法接触的知识。良好的人机交互性，可提高员工的学习兴趣，提高效率。
综上所述，本发明一种电力设备AR动态模型系统及其工作方法，该模型系统通过AR技术实现电力设备的虚拟拼装，可有效提高电力企业员工培训的效率。
本领域内的技术人员应明白，上述各实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。这些实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。上述各实施例涉及的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于计算机设备可读取的存储介质中，用于执行上述各实施例方法所述的全部或部分步骤。
上述各实施例是参照根据实施例所述的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到计算机设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (3)
1.一种电力设备AR动态模型系统，其特征在于，包括：AR设备以及若干AR电子标签；
所述AR电子标签上绘制有识别图案；
所述AR设备包括：图像采集识别模块，用于采集所述AR电子标签的图像，并根据所述AR电子标签上的所述识别图案识别所述AR电子标签的类型；
场景构建模块，用于根据所述AR电子标签的类型从资料管理服务器中获取相应的电力设备模型信息，并将所述电力设备模型信息与所述图像采集识别模块采集的图像数据进行融合，生成AR图像；
显示模块，用于显示所述AR图像；
所述的电力设备模型信息包括设备3D模型、设备名称以及设备接口信息；
在所述AR图像中，各所述电力设备模型信息中的所述设备3D模型位于与所述设备模型相对应的所述AR电子标签的图像上方；
在所述AR图像中，相邻的所述AR电子标签上方的所述设备3D模型之间相互连接；
将各所述AR电子标签进行组合排列拼接，并在所述AR电子标签的上方构建出由若干所述设备3D模型组合而成的变电站电力设备AR动态模型。
2.如权利要求1所述的电力设备AR动态模型系统，其特征在于，所述的AR设备为移动终端。
3.一种利用如权利要求1-2任一项所述的电力设备AR动态模型系统的工作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
将各AR电子标签进行排列摆放；
AR设备的图像采集识别模块采集所述AR电子标签的图像，并从图像中识别各所述AR电子标签的类别；
所述场景构建模块根据各所述AR电子标签的类别从资料管理服务器获取相应的电力设备模型信息，并将所述电力设备模型信息与所述图像采集识别模块采集到的图像进行融合，生成AR图像；
所述AR图像由显示模块进行显示；
所述场景构建模块生成所述AR图像的过程中，所述场景构建模块将所述电力设备模型信息的设备3D模型添加至所述AR电子标签的图像上方；
所述的场景构建模块生成所述AR图像的过程中，将相邻的所述AR电子标签上方的所述设备3D模型连接在一起；将各所述AR电子标签进行组合排列拼接，并在所述AR电子标签的上方构建出由若干所述设备3D模型组合而成的变电站电力设备AR动态模型。
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