CN111738459A - 基于ar技术的通信调运检全息专家系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力变压器技术领域，尤其是基于AR技术的通信调运检全息专家系统，包括电力通信设施的模拟显示模块、专家远程诊断系统模块、运检路径规划模块和标识智能识别模块，所述电力通信设施的模拟显示模块内部设有中央处理器模块、三维建模模块、数据存储模块和AR转化模块，以电力通信设备数据作为数据支撑，运用AR、人工智能技术将通信设备台账，板卡维修等运检信息全息可视化展现，建立实时动态、深度融合，集检修运维、培训演练、规划管理三位一体的智能全息可视化平台，形成全新的通信专业运维管理模式，为电力高可靠性、高质量的供电提供通信技术保障，提升系统科学化管理和决策水平，满足电网生产运行管理和指挥决策的智能化运营。
Description
技术领域
本发明涉及电力领域，具体是基于AR技术的通信调运检全息专家系统。
背景技术
增强现实（Augmented Reality，简称AR），增强现实技术也被称为扩增现实，AR增强现实技术是促使真实世界信息和虚拟世界信息内容之间综合在一起的较新的技术内容，其将原本在现实世界的空间范围中比较难以进行体验的实体信息在电脑等科学技术的基础上，实施模拟仿真处理，叠加将虚拟信息内容在真实世界中加以有效应用，并且在这一过程中能够被人类感官所感知，从而实现超越现实的感官体验。
增强现实技术不仅能够有效体现出真实世界的内容，也能够促使虚拟的信息内容显示出来，这些细腻内容相互补充和叠加。在视觉化的增强现实中，用户需要在头盔显示器的基础上，促使真实世界能够和电脑图形之间重合在一起，在重合之后可以充分看到真实的世界围绕着它。增强现实技术中主要有多媒体和三维建模以及场景融合等新的技术和手段，增强现实所提供的信息内容和人类能够感知的信息内容之间存在着明显不同。
早在20世纪90年代，就有3D游戏上市，但由于当时的AR技术价格较高，其自身延迟较长，设备计算能力有限等缺陷，导致这些AR游戏产品以失败收尾，第一次AR热潮就此消退。到了2014年，Facebook以20亿美元收购Oculus后，类似的AR热再次袭来。在2015和2016两年间，AR领域共进行了225笔风险投资，投资额达到了35亿美元，原有的领域扩展到多个新领域，如城市规划、虚拟仿真教学、手术诊疗、文化遗产保护等。如今，AR、VR等沉浸式技术正在快速发展，一定程度上改变了消费者、企业与数字世界的互动方式。用户期望更大程度上从2D转移到沉浸感更强的3D，从3D获得新的体验，包括商业、体验店、机器人、虚拟助理、区域规划、监控等，人们从只使用语言功能升级到包含视觉在内的全方位体验。而在这个发展过程中，AR将超越VR，更能满足用户的需求。
真实环境和虚拟物体之间重叠之后，能够在同一个画面以及空间中同时存在。 针对电力通讯信息化、智能化综合管理实际需求，开发基于“AR”的通信调运检全息专家系统平台。旨在将以电力通信设备数据作为数据支撑，运用AR、室内定位、人工智能技术将通信设备台账，板卡维修等运检信息全息可视化展现，建立实时动态、深度融合，集检修运维、培训演练、规划管理三位一体的智能全息可视化平台，形成全新的通信专业运维管理模式，为电力高可靠性、高质量的供电提供通信技术保障，提升系统科学化管理和决策水平，满足电网生产运行管理和指挥决策的智能化运营。
发明内容
基于现有的电力变压器在进行介质损耗因数和绝缘电阻测量时，容易因潮湿的空气造成电力变压器测量过程中出现漏电的情况，从而造成作业人员受伤，本发明提出了基于AR技术的通信调运检全息专家系统。
本发明提出的基于AR技术的通信调运检全息专家系统，
包括电力通信设施的模拟显示模块、专家远程诊断系统模块、运检路径规划模块和标识智能识别模块，
所述电力通信设施的模拟显示模块、专家远程诊断系统模块、运检路径规划模块和标识智能识别模块之间相互连通，
所述电力通信设施的模拟显示模块内部设有中央处理器模块、三维建模模块、数据存储模块和AR转化模块。
进一步的，所述中央处理器模块与数据存储模块之间双向连通。
进一步的，所述中央处理器模块与三维建模模块单向连通。
进一步的，所述中央处理器模块与AR转化模块之间双向连通。
进一步的，所述三维建模模块可实现三维模型建模和三维模型装配。
进一步的，所述三维建模模块可为sketchup或者Dmax或者Pro/E三维建模软件中的一种，
三维建模模块内部还有渲染模块，
渲染模块可对三维建模模块内的各进行渲染，
使得模型更加接近现实。
进一步的，所述渲染模块可为PD或VFS或LightUP软件。
进一步的，所述数据存储模块为分布式数据存储器。
进一步的，所述专家远程诊断系统模块采用AR双向音视频通讯技术，
利用第一视角视频，
为远程专家提供全息作业场景，
为专家提供沉浸式体验，
有效指导一线作业人员；
所述运检路径规划模块是以UWB高精度室内定位技术为基础，
进行运检路径规划，
偏离预警、电力通信设施定位导航，
全面提升运检标准化作业水平。
进一步的，所述标识智能识别模块采用AI技术，
通过采集多种标签样本，
采用流行的深度学习人工智能算法，
生成对抗神经网络，
对数据进行不断的训练、修正和完善，
提取特征数据，
达到智能识别标签的目的,识别技术智能识别板卡编号，
查看相关运行记录、维修历史、处置过程等全息资料，
为作业人员提供智能化运维支撑，
全面提升作业智能化水平。
本发明中的有益效果为：
以电网通信设备数据信息作为数据支撑，运用AR、室内定位、人工智能技术将通信设备信息全息可视化展现，建立实时动态、深度融合，集检修运维、培训演练、规划管理三位一体的智能全息可视化平台，形成全新的专业运行管理模式，为电网高可靠性、高质量的供电提供通信技术保障，满足电网生产运行管理和指挥决策的智能化运营需要，最终实现以下目标：
1、利用增强现实（AR）技术实现电力通信设施的模拟显示，“真实看见”通信光缆走向、信息设备台账，指导电力通信设施运维，全面提升运检智能化水平。
2、以UWB高精度室内定位技术为基础，进行运检路径规划，偏离预警、电力通信设施定位导航，全面提升运检标准化作业水平。
3、采用AR双向音视频通讯技术，利用AR第一视角视频，为远程专家提供全息作业场景，为专家提供沉浸式体验，有效指导一线作业人员，全面提高运维人员的技能水平和检修效率。
4、 基于人工智能技术（AI）采用流行的深度学习人工智能算法，提取特征数据，达到智能识别标签的目的。
5、采用AR技术，实现运检作业方案三维仿真，还原“真实”作业场景，为运维人员提供沉浸式“真实”作业体验，提高运维人员的环境适应能力。
6、基于AI技术，采用流行的深度学习人工智能算法，实现标签的智能识别。
7、最终形成坚强智能电网下的电力通信生产运维管理新模式。
附图说明
图1为本发明提出的基于AR技术的通信调运检全息专家系统的整体结构示意图；
图2为本发明提出的基于AR技术的通信调运检全息专家系统中电力通信设施的模拟显示模块结构图；
图3为本发明提出的基于AR技术的通信调运检全息专家系统中三维建模模块结构示意图；
图4为本发明提出的基于AR技术的通信调运检全息专家系统中AR转化模块的结构示意图。
图中：1电力通信设施的模拟显示模块、2专家远程诊断系统模块、3运检路径规划模块、4标识智能识别模块、11中央处理器模块、12三维建模模块、13数据存储模块、14AR转化模块。
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，而不是全部的实施例。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
请参阅图1-4，基于AR技术的通信调运检全息专家系统，包括电力通信设施的模拟显示模块1、专家远程诊断系统模块2、运检路径规划模块3和标识智能识别模块4，
电力通信设施的模拟显示模块1、专家远程诊断系统模块2、运检路径规划模块3和标识智能识别模块4之间相互连通，
所述电力通信设施的模拟显示模块1内部设有中央处理器模块11、三维建模模块12、数据存储模块13和AR转化模块14，
所述中央处理器模块11与数据存储模块13之间双向连通，
中央处理器模块11与三维建模模块12单向连通，
中央处理器模块11与AR转化模块14之间双向连通，
中央处理器模块11负责处理数据存储模块13、三维建模模块12和AR转化模块14之间的数据信息及指令传递；
所述三维建模模块12可实现三维模型建模和三维模型装配，
通过三维建模模块利用3D 建模技术，
分类查看各类电力通信设施分布，
实现基于真实世界地理位置的图形化场景，
对电力通信设施地理位置的管理及运维提供有力支持，
采用沉浸式技术实现运维作业方案三维仿真，
模拟检修进度，
还原“真实”作业场景，
为电力通信运维人员提供沉浸式“真实”作业体验，
有效降低作业风险、减轻作业难度，
缩短作业周期，
同时为应急指挥和专家指导提供技术支撑；
三维建模模块12可为sketchup或者3Dmax或者Pro/E三维建模软件中的一种，
三维建模模块内部还有渲染模块，
渲染模块可对三维建模模块12内的各进行渲染，
使得模型更加接近现实，
渲染模块可为PD或VFS或LightUP软件；
所述AR转化模块14包括图像扫描模块、AR展示模块和AR混合模块，
图像扫描模块主要是用来扫描已有的工作场景图片，
图像扫描模块扫描完指定工作场景图片后，
通过AR 展示模块能够实现指定工作场景图片内的AR展示效果图，
从而利于作业人员对相关的整体感官认识，
通过 AR混合模块可实现分类查看各类电力通信设施分布，
实现基于真实世界地理位置的图形化场景，
从而可为作业人员提供更加直观的配电线路规划效果，
还原“真实”作业场景，
为电力通信运维人员提供沉浸式“真实”作业体验，
有效降低作业风险、减轻作业难度，
缩短作业周期，
同时为应急指挥和专家指导提供技术支撑；
所述数据存储模块13为分布式数据存储器，
由于是分布式的，因此数据存储器可以存在各自保持该数据存储器中的部分或全部数据的多个不同副本，其中不同副本连续地、定期地或偶尔同步以确保一个副本中所保持的数据与另一副本中所保持的数据一致。
所述专家远程诊断系统模块2采用AR双向音视频通讯技术，
利用第一视角视频，
为远程专家提供全息作业场景，
为专家提供沉浸式体验，
有效指导一线作业人员；
所述运检路径规划模块3是以UWB高精度室内定位技术为基础，
进行运检路径规划，
偏离预警、电力通信设施定位导航，
全面提升运检标准化作业水平；
所述标识智能识别模块4采用AI技术，
通过采集多种标签样本，
采用流行的深度学习人工智能算法，
生成对抗神经网络，
对数据进行不断的训练、修正和完善，
提取特征数据，
达到智能识别标签的目的,识别技术智能识别板卡编号，
查看相关运行记录、维修历史、处置过程等全息资料，
为作业人员提供智能化运维支撑，全面提升作业智能化水平。
以电网通信设备数据信息作为数据支撑，
运用AR、室内定位、人工智能技术将通信设备信息全息可视化展现，
建立实时动态、深度融合，
集检修运维、培训演练、规划管理三位一体的智能全息可视化平台，
形成全新的专业运行管理模式，
为电网高可靠性、高质量的供电提供通信技术保障，满足电网生产运行管理和指挥决策的智能化运营需要，最终实现以下目标：
1、利用增强现实（AR）技术实现电力通信设施的模拟显示，“真实看见”通信光缆走向、信息设备台账，指导电力通信设施运维，全面提升运检智能化水平。
2、以UWB高精度室内定位技术为基础，进行运检路径规划，偏离预警、电力通信设施定位导航，全面提升运检标准化作业水平。
3、采用AR双向音视频通讯技术，利用AR第一视角视频，为远程专家提供全息作业场景，为专家提供沉浸式体验，有效指导一线作业人员，全面提高运维人员的技能水平和检修效率。
4、 基于人工智能技术（AI）采用流行的深度学习人工智能算法，提取特征数据，达到智能识别标签的目的。
5、采用AR技术，实现运检作业方案三维仿真，还原“真实”作业场景，为运维人员提供沉浸式“真实”作业体验，提高运维人员的环境适应能力。
6)基于AI技术，采用流行的深度学习人工智能算法，实现标签的智能识别。
7)最终形成坚强智能电网下的电力通信生产运维管理新模式。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于AR技术的通信调运检全息专家系统，包括电力通信设施的模拟显示模块（1）、专家远程诊断系统模块（2）、运检路径规划模块（3）和标识智能识别模块（4），其特征在于，所述电力通信设施的模拟显示模块（1）、专家远程诊断系统模块（2）、运检路径规划模块（3）和标识智能识别模块（4）之间相互连通，所述电力通信设施的模拟显示模块（1）内部设有中央处理器模块（11）、三维建模模块（12）、数据存储模块（13）和AR转化模块（14）。
2.根据权利要求1所述的基于AR技术的通信调运检全息专家系统，其特征在于，所述中央处理器模块（11）与数据存储模块（13）之间双向连通。
3.根据权利要求1所述的基于AR技术的通信调运检全息专家系统，其特征在于，所述中央处理器模块（11）与三维建模模块（12）单向连通。
4.根据权利要求1所述的基于AR技术的通信调运检全息专家系统，其特征在于，所述中央处理器模块（11）与AR转化模块（14）之间双向连通。
5.根据权利要求1所述的基于AR技术的通信调运检全息专家系统，其特征在于，所述三维建模模块（12）可实现三维模型建模和三维模型装配。
6.根据权利要求1所述的基于AR技术的通信调运检全息专家系统，其特征在于，所述三维建模模块（12）可为sketchup或者3Dmax或者Pro/E三维建模软件中的一种，三维建模模块内部还有渲染模块，渲染模块可对三维建模模块（12）内的各进行渲染，使得模型更加接近现实。
7.根据权利要求6所述的基于AR技术的通信调运检全息专家系统，其特征在于，所述渲染模块可为PD或VFS或LightUP软件。
8.根据权利要求1所述的基于AR技术的通信调运检全息专家系统，其特征在于，所述数据存储模块（13）为分布式数据存储器。
9.根据权利要求1所述的基于AR技术的通信调运检全息专家系统，其特征在于，所述专家远程诊断系统模块（2）采用AR双向音视频通讯技术，利用第一视角视频，为远程专家提供全息作业场景，为专家提供沉浸式体验，有效指导一线作业人员；
所述运检路径规划模块（3）是以UWB高精度室内定位技术为基础，进行运检路径规划，偏离预警、电力通信设施定位导航，全面提升运检标准化作业水平。
10.根据权利要求1所述的基于AR技术的通信调运检全息专家系统，其特征在于，所述标识智能识别模块（4）采用AI技术，通过采集多种标签样本，采用流行的深度学习人工智能算法，生成对抗神经网络，对数据进行不断的训练、修正和完善，提取特征数据，达到智能识别标签的目的,识别技术智能识别板卡编号，查看相关运行记录、维修历史、处置过程等全息资料，为作业人员提供智能化运维支撑，全面提升作业智能化水平。
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