CN109462637A - 基于电力设备3d模型库的mr专家远程协作方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作方法。本发明的方法中，首先现场端/专家端请求建立MR协作进入等待状态；其次双方进行场景同步，建立MR协作；现场端及专家端之间进行MR远程协作与过程交互，专家端生成维修解决方案并将维修解决方案同步至云服务器中；最后双方结束MR远程协作与过程交互，断开连接。本发明的系统，包括现场端、专家端与云服务器，所述的现场端与专家端均包括数据储存模块、数据处理模块，人机界面、操作模块与加载模块；所述的现场端与专家端通过无线通信模块与云服务器进行通信连接。本发明减少时间等待消耗成本，减少排除故障时间，提高现场维修质量。
Description
技术领域
本发明属于电力设备技术领域，尤其涉及基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作方法，还涉及基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作系统。
背景技术
在传统电力设备运维方法中大多采用计划检修维护体制，其本身存在着严重缺陷，如临时性维修频繁、维修不足或维修过剩、盲目维修等，使行业在设备运维方面耗资巨大。随着传感技术、微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术、人工神经网络、专家系统、模糊理论等综合智能系统在状态监测及故障诊断中应用，使基于设备状态监测和先进诊断技术的状态检修研究得到发展，同时可节省运维费用、降低运维成本，保证电力设备有较高的可靠性。
随着电力设备运维的智能化设备逐步增加，一线新生代员工逐渐增多，传统培训呆板枯燥、效率低下，不能满足当今社会快速发展的需求，对员工来说一种能让其快速吸收专业知识行之有效的培训手段或方法显得格外重要；在运维过程中一线人员往往专业知识不足、经验不足不能独立完成维修任务，需专业人士协助，而协助过程中信息的实时准确传达对维修时间有很大影响；同时在设备运维的人员培训、日常运维协作方面急需一个平台将培训与工作场景、研究成果与业务场景相结合，使得各方面能相互融合从而节省运维费用、降低运维成本、降低因设备故障造成的损失。
发明内容
为了克服目前电力设备采用计划检修维护体制，在设备运维方面耗资巨大同时一线人员因专业知识不足不能独立完成维修任务的问题。本发明提出一种基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作方法及系统，本发明采用的技术方案是：
一种基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作方法，包括以下步骤：
S10.现场端/专家端请求建立MR协作进入等待状态；
S20.双方进行场景同步，建立MR协作；
S30.现场端及专家端之间进行MR远程协作与过程交互，专家端生成维修解决方案并将维修解决方案同步至云服务器中；
S40.双方结束MR远程协作与过程交互，断开连接。
优选的，所述的S10步骤包括如下步骤：
S101.专家端/现场端向现场端/专家端发起MR协作请求；
S102.现场端/专家端接收到专家端/现场端发起的MR协作请求；
S103.现场端/专家端回复专家端/现场端的MR协作请求；
S104.在S103中回复为“拒绝”时，结束本次协作过程；若S103中回复为“接受”时进入等待状态；
优选的，所述的S20步骤包括如下步骤：
S201.现场端对当前操作的3D模型或场景进行推送,专家端通过脚本与数据进行连接构建大型实时场景；
S202.当现场端与专家端达到场景同步状态则从等待状态正式进入MR远程协作过程；
S30.现场端及专家端之间进行MR远程协作与过程交互，专家端生成维修解决方案并将维修解决方案同步至云服务器中；
优选的，所述的S20步骤包括如下步骤：
S401.现场端或专家端发出MR协作退出请求；
S402.所述S401过程中为现场端发起MR协作退出请求时，双方均退出MR协作过程；专家端发起MR协作退出请求时，需判断剩余终端数是否为0，当且仅当剩余终端数为0时退出MR协作过程。
优选的，所述S30步骤中现场端与专家端进行远程协作与过程交互中进行传输的数据包括实时音视频流、IM信息流、AR信息流与IOT数据流；其中所述的AR信息流包含AR识别信息、AR模型场景展示信息、AR数据场景展示信息。专家端根据AR识别的方式，与物理世界中的图片、物体进行互动，查看其中所包含的进一步信息；可通过AR模型场景展示，与场景进行互动，更加生动地体验模型的不同状态，以及交互后模型发生的变化；可通过AR数据场景展示，与场景中映射绑定到物理世界的模型进行交互，体验模型的真实功能、性能。
AR模型场景展示、数据场景展示为存储于3D模型库中事先建设相关混合现实三维模型内容。建设的重点内容包括：（1）可扩展的变电运维工具层级树，包括：设备工具的图形模型、使用指导动画。（2）可扩展的变电设备部件对象模型，包括：设备部件的图形模型、正常状态、异常状态、操作指导动画。
IOT数据流包含云端采集与控制数据、云端业务与数据集成数据、现场设备发现数据、现场采集与控制数据、虚拟数据源数据。云端采集与控制支持物联网网关、设备通过COAP、MQTT协议方式直接接入到云服务器中；云端业务与数据集成支持与客户已有的第三方业务及数据系统直接对接，以HTTP、TCP、UDP、WSDL形式进行数据推拉集成；现场设备发现支持安装应用的现场端设备通过WIFI、蓝牙的方式进行设备发现与连接；现场采集与控制支持现场发现设备后通过向后端拉取对应PDL（系统中统一的协议描述语言）文件，并完成与现场端设备的交互，进行数据采集和设备控制；虚拟数据源支持对第三方业务及数据系统和接入的物联网设备、网关进行影子连接，并形成一个虚拟的数据源供前端调用。
优选的，所述的S30步骤中，所述MR协作过程中为了实现系统数据收集与沉淀， 在系统各个流程阶段均可进行数据收集，包括对用户的状态、交互、导向等行为实时采集及记录及运维过程的实操数据记录，用作后续的分析处理。视频分析进行直播内容的后处理、离线分析。该模块包含三部分的功能：视频的存储转码、视频内容的识别分析、视频内容的标签处理。
视频存储转码对直播内容进行临时存储和永久存储。临时存储为m3u8格式，主要用作直播的即时会看；永久存储为转码为通用的格式，用作直播内容的留档、下载、分享。
本发明还提出一种基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作系统，包括现场端、专家端与云服务器，所述的现场端与专家端均包括数据储存模块、数据处理模块，人机界面、操作模块与加载模块；所述的现场端与专家端通过无线通信模块与云服务器进行通信连接；每个实际业务场景有且仅有一个现场端，每个实际业务场景存在一个或一个以上的专家端。
优选的，所述的现场端与专家端的系统架构分为接入层、应用层、服务层和基础设施层，所述的接入层包括私有云、数据端和设备端，应用层包括数据连接组、API接口组和Web系统组，服务层包括高级服务组及基础服务组。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明采用3D模型、物联网、云服务、增强现实技术、混合现实技术、数据可视化技术、低延迟音视频互动技术等先进互联网技术相结合。通过将数据与3D模型结合的方式，将数据的状态及变化反馈到3D模型的状态及变化上，实现轻量化的3D数字孪生体，方便查看、分析问题；通过AR、VR、MR、物联网等技术将设备数据应用于现场工作业务中，实现工作所需数据的按需推送、精准推送；通过物联网手段，将现场设备数据实时汇总到云端或即时采集到本地终端；通过在实时音视频流的基础上加入了AR信息流、IOT数据流，丰富了沟通过程中的可交流的元素和内容；通过记录-分析-推荐（RAR）数据处理模型实现电力设备运维知识的沉淀和复用。
附图说明
图1为本发明中方法的流程框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1，如图1所示，一种基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作方法，包括以下步骤：
S10.现场端/专家端请求建立MR协作进入等待状态；
S20.双方进行场景同步，建立MR协作；
S30.现场端及专家端之间进行MR远程协作与过程交互，专家端生成维修解决方案并将维修解决方案同步至云服务器中；
S40.双方结束MR远程协作与过程交互，断开连接。
在本实施例中，所述的S10步骤包括如下步骤：
S101.专家端/现场端向现场端/专家端发起MR协作请求；
S102.现场端/专家端接收到专家端/现场端发起的MR协作请求；
S103.现场端/专家端回复专家端/现场端的MR协作请求；
S104.在S103中回复为“拒绝”时，结束本次协作过程；若S103中回复为“接受”时进入等待状态；
在本实施例中，所述的S20步骤包括如下步骤：
S201.现场端对当前操作的3D模型或场景进行推送,专家端通过脚本与数据进行连接构建大型实时场景；
S202.当现场端与专家端达到场景同步状态则从等待状态正式进入MR远程协作过程；
S30.现场端及专家端之间进行MR远程协作与过程交互，专家端生成维修解决方案并将维修解决方案同步至云服务器中；
在本实施例中，所述S40的具体步骤如下：
S401.现场端或专家端发出MR协作退出请求；
S402.所述S401过程中为现场端发起MR协作退出请求时，双方均退出MR协作过程；专家端发起MR协作退出请求时，需判断剩余终端数是否为0，当且仅当剩余终端数为0时退出MR协作过程。
在本实施例中，所述S30步骤中现场端与专家端进行远程协作与过程交互中进行传输的数据包括实时音视频流、IM信息流、AR信息流与IOT数据流；其中所述的AR信息流包含AR识别信息、AR模型场景展示信息、AR数据场景展示信息。专家端根据AR识别的方式，与物理世界中的图片、物体进行互动，查看其中所包含的进一步信息；可通过AR模型场景展示，与场景进行互动，更加生动地体验模型的不同状态，以及交互后模型发生的变化；可通过AR数据场景展示，与场景中映射绑定到物理世界的模型进行交互，体验模型的真实功能、性能。
AR模型场景展示、数据场景展示为存储于3D模型库中事先建设相关混合现实三维模型内容。建设的重点内容包括：（1）可扩展的变电运维工具层级树，包括：设备工具的图形模型、使用指导动画。（2）可扩展的变电设备部件对象模型，包括：设备部件的图形模型、正常状态、异常状态、操作指导动画。
IOT数据流包含云端采集与控制数据、云端业务与数据集成数据、现场设备发现数据、现场采集与控制数据、虚拟数据源数据。云端采集与控制支持物联网网关、设备通过COAP、MQTT协议方式直接接入到云服务器中；云端业务与数据集成支持与客户已有的第三方业务及数据系统直接对接，以HTTP、TCP、UDP、WSDL形式进行数据推拉集成；现场设备发现支持安装应用的现场端设备通过WIFI、蓝牙的方式进行设备发现与连接；现场采集与控制支持现场发现设备后通过向后端拉取对应PDL（系统中统一的协议描述语言）文件，并完成与现场端设备的交互，进行数据采集和设备控制；虚拟数据源支持对第三方业务及数据系统和接入的物联网设备、网关进行影子连接，并形成一个虚拟的数据源供前端调用。
在本实施例中，所述的S30步骤中，所述MR协作过程中为了实现系统数据收集与沉淀，在系统各个流程阶段均可进行数据收集，包括对用户的状态、交互、导向等行为实时采集及记录及运维过程的实操数据记录，用作后续的分析处理。视频分析进行直播内容的后处理、离线分析。该模块包含三部分的功能：视频的存储转码、视频内容的识别分析、视频内容的标签处理。
视频存储转码对直播内容进行临时存储和永久存储。临时存储为m3u8格式，主要用作直播的即时会看；永久存储为转码为通用的格式，用作直播内容的留档、下载、分享。
本发明还提出一种基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作系统，包括现场端、专家端与云服务器，所述的现场端与专家端均包括数据储存模块、数据处理模块，人机界面、操作模块与加载模块；所述的现场端与专家端通过无线通信模块与云服务器进行通信连接；每个实际业务场景有且仅有一个现场端，每个实际业务场景存在一个或一个以上的专家端。
在本实施例中，所述的现场端与专家端的系统架构分为接入层、应用层、服务层和基础设施层，所述的接入层包括私有云、数据端和设备端，应用层包括数据连接组、API接口组和Web系统组，服务层包括高级服务组及基础服务组。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10.现场端/专家端请求建立MR协作进入等待状态；
S20.双方进行场景同步，建立MR协作；
S30.现场端及专家端之间进行MR远程协作与过程交互，专家端生成维修解决方案并将维修解决方案同步至云服务器中；
S40.双方结束MR远程协作与过程交互，断开连接。
2.根据权利要求1所述的基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作方法，其特征在于，所述的S10步骤包括如下步骤：
S101.专家端/现场端向现场端/专家端发起MR协作请求；
S102.现场端/专家端接收到专家端/现场端发起的MR协作请求；
S103.现场端/专家端回复专家端/现场端的MR协作请求；
S104.在S103中回复为“拒绝”时，结束本次协作过程；若S103中回复为“接受”时进入等待状态。
3.根据权利要求1所述的基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作方法，其特征在于，所述的S20步骤包括如下步骤：
S201.现场端对当前操作的3D模型或场景进行推送,专家端通过脚本与数据进行连接构建大型实时场景；
S202.当现场端与专家端达到场景同步状态则从等待状态正式进入MR远程协作过程。
4.根据权利要求1所述的基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作方法，其特征在于，所述的S40包括如下步骤：
S401.现场端或专家端发出MR协作退出请求；
S402.所述S401过程中为现场端发起MR协作退出请求时，双方均退出MR协作过程；专家端发起MR协作退出请求时，需判断剩余终端数是否为0，当且仅当剩余终端数为0时退出MR协作过程。
5.根据权利要求1所述的基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作方法，其特征在于，所述S30步骤中现场端与专家端进行远程协作与过程交互中进行传输的数据包括实时音视频流、IM信息流、AR信息流与IOT数据流；其中所述的AR信息流包含AR识别信息、AR模型场景展示信息、AR数据场景展示信息；IOT数据流包含云端采集与控制数据、云端业务与数据集成数据、现场设备发现数据、现场采集与控制数据、虚拟数据源数据。
6.根据权利要求1所述的基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作方法，其特征在于，所述的S30步骤中，所述MR协作过程中，在系统各个流程阶段均可进行数据收集，包括对用户的状态、交互、导向行为实时采集及记录及运维过程的实操数据记录，用作后续的分析处理。
7.一种基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作系统，其特征在于，包括现场端、专家端与云服务器，所述的现场端与专家端均包括数据储存模块、数据处理模块，人机界面、操作模块与加载模块；所述的现场端与专家端通过无线通信模块与云服务器进行通信连接；每个实际业务场景有且仅有一个现场端，每个实际业务场景存在一个或一个以上的专家端。
8.根据权利要求7所述的基于电力设备3D模型库的MR专家远程协作系统，其特征在于，所述的现场端与专家端的系统架构分为接入层、应用层、服务层和基础设施层，所述的接入层包括私有云、数据端和设备端，应用层包括数据连接组、API接口组和Web系统组，服务层包括高级服务组及基础服务组。
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