CN114092618A - 一种电力虚拟现实巡检系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力虚拟现实巡检系统,至少包括供使用者佩戴的虚拟现实头盔和虚拟现实手柄,所述虚拟现实头盔、虚拟现实手柄与一虚拟现实处理装置相通信,所述虚拟现实处理装置包括获取模块、构建模块以及传输模块;所述获取模块用于获取并记录使用者的相关信息;所述构建模块用于调用或构建三维虚拟教学场景;所述传输模块用于实现所述虚拟现实处理装置与虚拟现实头盔、虚拟现实手柄之间的数据传输,将三维虚拟教学场景数据传输给所述虚拟现实头盔、所述虚拟现实手柄;并收集来自所述虚拟现实头盔、所述虚拟现实手柄的数据。通过虚拟现实技术实现电力巡检的三维虚拟教学场景,使巡检人员可以快速达到巡检、体验、学习的最佳效果。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域,具体领域为一种电力虚拟现实巡检系统。
背景技术
虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)又称灵境技术,是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术,其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着社会生产力和科学技术的不断发展,各行各业对VR技术的需求日益旺盛。VR技术也取得了巨大进步,并逐步成为一个新的科学技术领域。
所谓虚拟现实,顾名思义,就是虚拟和现实相互结合。从理论上来讲,虚拟现实技术(VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,它利用计算机生成一种模拟环境,使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术就是利用现实生活中的数据,通过计算机技术产生的电子信号,将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象,这些现象可以是现实中真真切切的物体,也可以是我们肉眼所看不到的物质,通过三维模型表现出来。因为这些现象不是我们直接所能看到的,而是通过计算机技术模拟出来的现实中的世界,故称为虚拟现实。
虚拟现实技术受到了越来越多人的认可,用户可以在虚拟现实世界体验到最真实的感受,其模拟环境的真实性与现实世界难辨真假,让人有种身临其境的感觉;同时,虚拟现实具有一切人类所拥有的感知功能,比如听觉、视觉、触觉、味觉、嗅觉等感知系统;最后,它具有超强的仿真系统,真正实现了人机交互,使人在操作过程中,可以随意操作并且得到环境最真实的反馈。正是虚拟现实技术的存在性、多感知性、交互性等特征使它受到了许多人的喜爱。
而现有的供电网公司每年会组织非常多巡检任务,要经过方案制定、策划方案、各子公司人力划拨配合、组织举行、档案需要人工收集统计等,方案实施起来耗费大量的人力物力,二是实地的巡检可服务的对象有限,增加时间成本。为此,如果将巡检过程与虚拟现实技术相结合起来是一个急待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种电力虚拟现实巡检系统,可以通过虚拟现实技术实现电力巡检的三维虚拟教学场景。
本发明所采用的技术方案在于,提供一种电力虚拟现实巡检系统,至少包括供使用者佩戴的虚拟现实头盔和虚拟现实手柄,所述虚拟现实头盔、虚拟现实手柄与一虚拟现实处理装置相通信,所述虚拟现实处理装置包括获取模块、构建模块以及传输模块,其中:
所述获取模块用于获取并记录使用者的相关信息;
所述构建模块用于调用或构建三维虚拟教学场景;
所述传输模块用于实现所述虚拟现实处理装置与虚拟现实头盔、虚拟现实手柄之间的数据传输,将三维虚拟教学场景数据传输给所述虚拟现实头盔、所述虚拟现实手柄;并收集来自所述虚拟现实头盔、所述虚拟现实手柄的数据。
优选地,所述三维虚拟教学场景内容包括电力巡检、安全教育、电力科普相关的三维虚拟教学场景。
优选地,所述虚拟现实头盔以及所述虚拟现实手柄上均设有定位装置,所述定位装置分别与所述虚拟现实处理装置通过所述传输模块信号连接,所述定位装置用于对所述虚拟现实头盔以及所述虚拟现实手柄进行定位;
所述构建模块包括有第一渲染单元,用于在构建三维虚拟教学场景时,实时追踪获取所述定位装置在物理空间中的空间位置及方向,利用位置逆映射算法实时计算使用者在虚拟空间中相应的空间位置及方向,并进行画面渲染。
优选地,还包括有云处理器,所述云处理器上进一步包括有发送装置、存储装置以及与外部储存设备连接的接口装置;其中:
所述接口装置,用于接收外部储存设备所传输的三维虚拟教学场景,所述三维虚拟教学场景可根据需求开发、集成;
所述储存装置用于暂存所述三维虚拟教学场景;
所述发送装置用于与虚拟现实处理装置上的传输模块进行通信,将所述三维虚拟教学场景发送给相应的虚拟现实处理装置。
优选地,所述虚拟现实处理装置将储存的使用者的使用情况,通过所述传输模块传输至所述云处理器,所述云处理器将接收的数据储存至所述储存装置并进行储存。
优选地,还包括有检测模块,所述检测模块包括摄像头以及扫描装置,其中:
所述摄像头以及扫描装置用于对室内环形进行拍摄以及扫描,并将拍摄或扫描获得的数据传输给所述虚拟现实处理装置;
所述构建模块进一步包括有第二渲染单元,用于结合所述拍摄以及扫描获得的数据建立三维模型,并抽取其二维平面图,并为该二维平面图建立Voronoi(维诺)图,根据建立的Voronoi图,结合三维虚拟教学场景建立骨架路径,获取实时追踪的使用者沿实际行走路径行走过程中的在物理空间中的空间位置及方向,利用位置逆映射算法实时计算使用者在虚拟空间中相应的空间位置及方向进行画面渲染。
优选地,所述摄像头为全景摄像头,所述扫描装置为激光扫描雷达。
优选地,进一步包括刷卡器,所述刷卡器与虚拟现实处理装置通过有线连接,其用于读取使用者所持有的信息卡,获取所述使用者的授权身份。
实施本发明,具有如下的有益效果:
本发明提供了一种电力虚拟现实巡检系统,通过在虚拟现实处理装置中,设置获取模块,构建模块以及传输模块;并配合虚拟现实头盔、虚拟现实手柄、检测模块、刷卡器以及云处理器的配合,可以对巡检场景进行虚拟现实的重现,实现电力巡检、安全教育、电力科普相关的三维虚拟教学场景。其中,三维虚拟教学场景可根据需求开发、集成,具有维护成本低、易操作的特点;只需要在总公司设置一个云处理器,在每个子公司配置虚拟现实处理装置、虚拟现实头盔、虚拟现实手柄设备即可随时体验,时间空间人数不再是限制,可以获得实现真实、直观的身临其境的体验,使人员可以快速达到体验、参观、学习的最佳效果。提高了电力巡检、安全教育、电力科普相关教学的效率、直观性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明提供的一种电力虚拟现实巡检系统的一个实施例的结构示意图;
图2为图1中虚拟现实处理装置的结构示意图;
图3为图1中云处理器的结构示意图;
图4为图2中构建模块的结构示意图。
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,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1所示,示出了本发明提供的一种电力虚拟现实巡检系统的一个实施例的结构示意图;一并结合图2至图4所示,在本实施例中,所述电力虚拟现实巡检系统,包括供使用者佩戴的虚拟现实头盔2和虚拟现实手柄3,所述虚拟现实头盔2、虚拟现实手柄3与一虚拟现实处理装置1相通信,所述虚拟现实处理装置1可以为独立于所述虚拟现实头盔2、虚拟现实手柄3之外的装置,所述虚拟现实处理装置1包括获取模块10、构建模块11以及传输模块12,其中:
所述获取模块10用于获取并记录使用者的相关信息,并进行记录,以在方便管理的同时,可实时查询公司人员是否使用了本装置,以及查看使用者使用的对应的三维虚拟教学场景,从而便于对公司人员统一管理;
所述构建模块11用于调用或构建三维虚拟教学场景,具体地,所述三维虚拟教学场景内容包括电力巡检、安全教育、电力科普相关的三维虚拟教学场景;其可以来自外部系统,也可以用构建模块所构建;
所述传输模块12用于实现所述虚拟现实处理装置1与虚拟现实头盔2、虚拟现实手柄3之间的数据传输,将三维虚拟教学场景数据传输给所述虚拟现实头盔2、所述虚拟现实手柄3;并收集来自所述虚拟现实头盔2、所述虚拟现实手柄3的数据。
在一个具体的例子中,电力虚拟现实巡检系统还包括有云处理器6,所述云处理器6上进一步包括有发送装置62、存储装置61以及与外部储存设备连接的接口装置60;其中:
所述接口装置60,用于接收外部储存设备所传输的三维虚拟教学场景,所述三维虚拟教学场景可根据需求开发、集成;
所述储存装置61用于暂存所述三维虚拟教学场景;
所述发送装置62用于与虚拟现实处理装置上的传输模块进行通信,将所述三维虚拟教学场景发送给相应的虚拟现实处理装置。
可以理解的是,所述虚拟现实处理装置1将储存的使用者的使用情况,通过所述传输模块12传输至所述云处理器6,所述云处理器6将接收的数据储存至所述储存装置61并进行储存。
在一个具体的例子中,电力虚拟现实巡检系统还包括有检测模块4,所述检测模块4包括摄像头以及扫描装置,其中:
所述摄像头以及扫描装置用于对室内环形进行拍摄以及扫描,并将拍摄或扫描获得的数据传输给所述虚拟现实处理装置1;更具体地,所述摄像头为全景摄像头,所述扫描装置为激光扫描雷达。
在一个具体的例子中,电力虚拟现实巡检系统还包括有刷卡器5,所述刷卡器5与虚拟现实处理装置1通过有线连接,其用于读取使用者所持有的信息卡,获取所述使用者的授权身份。采用有线连接,可以保证装置的可靠性。
更具体地,在所述虚拟现实头盔2以及所述虚拟现实手柄3上均设有定位装置,所述定位装置分别与所述虚拟现实处理装置通过所述传输模块信号连接,所述定位装置用于对所述虚拟现实头盔以及所述虚拟现实手柄进行定位。
进一步的,所述构建模块11包括有:
第一渲染单元110,用于在构建三维虚拟教学场景时,实时追踪获取所述定位装置在物理空间中的空间位置及方向,利用位置逆映射算法实时计算使用者在虚拟空间中相应的空间位置及方向,并进行画面渲染;其中,渲染画面可以选择多种样式,主要起到警示作用,在多人同时使用装置时,可在画面中显示出其他设备所处的位置,防止使用者相撞发生危险。
第二渲染单元111,用于结合所述拍摄以及扫描获得的数据建立三维模型,并抽取其二维平面图,并为该二维平面图建立Voronoi图,根据建立的Voronoi图,结合三维虚拟教学场景建立骨架路径,获取实时追踪的使用者沿实际行走路径行走过程中的在物理空间中的空间位置及方向,利用位置逆映射算法实时计算使用者在虚拟空间中相应的空间位置及方向进行画面渲染,从而可在任何场景使用本装置,避免了使用时,使用者与障碍物相撞而产生危险。其中,Voronoi图,又叫泰森多边形或Dirichlet图,它是由一组由连接两邻点直线的垂直平分线组成的连续多边形组成;N个在平面上有区别的点,按照最邻近原则划分平面;每个点与它的最近邻区域相关联。关于Voronoi图的细节,可以参考现有技术中的描述。
可以理解的是,在其他的实施例中,所述虚拟现实头盔、虚拟现实手柄和虚拟现实处理装置的数量为多个,配置设备即可随时体验,设置一个所述虚拟现实处理装置和多个所述虚拟现实头盔以及配套的所述虚拟现实手柄,从而可供多人同时使用,时间空间人数不再是限制。可以实现真实、直观的身临其境的巡检,使人员可以快速达到巡检、体验、学习的最佳效果。
可以理解的是,其中,云处理器6一般设置在总公司处,由专人管理维护,缩小维护成本,所述云处理器可以管理多个虚拟现实处理装置1,具体地,每一虚拟现实处理装置1内部均设置有唯一标识,便于所述云处理器对虚拟现实处理装置进行识别,以便针对不同公司的所述虚拟现实处理装置1进行不同的数据传输,减小工作量。
更进一步的,在虚拟现实处理装置1中还可以设置储存模块,以对使用者的使用情况进行记录。所述储存模块可以将储存的使用者的使用情况通过所述传输模块传输至所述云处理器6,所述云处理器将接收的数据储存至所述储存装置并进行储存,将数据进行统一储存,便于汇总与管理。
本发明所提供的电力虚拟巡检漫游系统,在使用时,获取模块可记录使用者的相关信息,构建模块可于构建三维虚拟教学场景,传输模块可实现虚拟现实处理装置的数据传输;
使用者采用信息卡,通过刷卡器进行识别,识别后,装置调用对应的虚拟教学场景,将信息数据通过传输模块传输至虚拟现实头盔、虚拟现实手柄,供使用者使用;
采用定位装置对虚拟现实头盔以及虚拟现实手柄进行定位,并在构建三维虚拟教学场景时,获取实时追踪的定位装置在物理空间中的空间位置及方向,利用位置逆映射算法实时计算使用者在虚拟空间中相应的空间位置及方向进行画面渲染;
而采用摄像头以及扫描装置对室内环形进行拍摄以及扫描,结合拍摄以及扫描得到的数据建立三维模型,并抽取其二维平面图,并为该二维平面图建立Voronoi图,根据建立的Voronoi图,结合三维虚拟教学场景建立骨架路径,获取实时追踪的使用者沿实际行走路径行走过程中的在物理空间中的空间位置及方向,利用位置逆映射算法实时计算使用者在虚拟空间中相应的空间位置及方向进行画面渲染。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
实施本发明,具有如下的有益效果:
本发明提供了一种电力虚拟现实巡检系统,通过在虚拟现实处理装置中,设置获取模块,构建模块以及传输模块;并配合虚拟现实头盔、虚拟现实手柄、检测模块、刷卡器以及云处理器的配合,可以对巡检场景进行虚拟现实的重现,实现电力巡检、安全教育、电力科普相关的三维虚拟教学场景。其中,三维虚拟教学场景可根据需求开发、集成,具有维护成本低、易操作的特点;只需要在总公司设置一个云处理器,在每个子公司配置虚拟现实处理装置、虚拟现实头盔、虚拟现实手柄设备即可随时体验,时间空间人数不再是限制,可以获得实现真实、直观的身临其境的体验,使人员可以快速达到体验、参观、学习的最佳效果。提高了电力巡检、安全教育、电力科普相关教学的效率、直观性。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种电力虚拟现实巡检系统,至少包括供使用者佩戴的虚拟现实头盔和虚拟现实手柄,所述虚拟现实头盔、虚拟现实手柄与一虚拟现实处理装置相通信,其特征在于,所述虚拟现实处理装置包括获取模块、构建模块以及传输模块,其中:
所述获取模块用于获取并记录使用者的相关信息;
所述构建模块用于调用或构建三维虚拟教学场景;
所述传输模块用于实现所述虚拟现实处理装置与虚拟现实头盔、虚拟现实手柄之间的数据传输,将三维虚拟教学场景数据传输给所述虚拟现实头盔、所述虚拟现实手柄;并收集来自所述虚拟现实头盔、所述虚拟现实手柄的数据。
2.如权利要求1所述的一种电力虚拟现实巡检系统,其特征在于,所述三维虚拟教学场景内容包括电力巡检、安全教育、电力科普相关的三维虚拟教学场景。
3.根据权利要求2所述的一种电力虚拟现实巡检系统,其特征在于,所述虚拟现实头盔以及所述虚拟现实手柄上均设有定位装置,所述定位装置分别与所述虚拟现实处理装置通过所述传输模块信号连接,所述定位装置用于对所述虚拟现实头盔以及所述虚拟现实手柄进行定位;
所述构建模块包括有第一渲染单元,用于在构建三维虚拟教学场景时,实时追踪获取所述定位装置在物理空间中的空间位置及方向,利用位置逆映射算法实时计算使用者在虚拟空间中相应的空间位置及方向,并进行画面渲染。
4.根据权利要求3所述的一种电力虚拟现实巡检系统,其特征在于,还包括有云处理器,所述云处理器上进一步包括有发送装置、存储装置以及与外部储存设备连接的接口装置;其中:
所述接口装置,用于接收外部储存设备所传输的三维虚拟教学场景,所述三维虚拟教学场景可根据需求开发、集成;
所述储存装置用于暂存所述三维虚拟教学场景;
所述发送装置用于与虚拟现实处理装置上的传输模块进行通信,将所述三维虚拟教学场景发送给相应的虚拟现实处理装置。
5.根据权利要求4所述的一种电力虚拟现实巡检系统,其特征在于,所述虚拟现实处理装置将储存的使用者的使用情况,通过所述传输模块传输至所述云处理器,所述云处理器将接收的数据储存至所述储存装置并进行储存。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种电力虚拟现实巡检系统,其特征在于,还包括有检测模块,所述检测模块包括摄像头以及扫描装置,其中:
所述摄像头以及扫描装置用于对室内环形进行拍摄以及扫描,并将拍摄或扫描获得的数据传输给所述虚拟现实处理装置;
所述构建模块进一步包括有第二渲染单元,用于结合所述拍摄以及扫描获得的数据建立三维模型,并抽取其二维平面图,并为该二维平面图建立Voronoi图,根据建立的Voronoi图,结合三维虚拟教学场景建立骨架路径,获取实时追踪的使用者沿实际行走路径行走过程中的在物理空间中的空间位置及方向,利用位置逆映射算法实时计算使用者在虚拟空间中相应的空间位置及方向进行画面渲染。
7.根据权利要求6所述的一种电力虚拟现实巡检系统,其特征在于,所述摄像头为全景摄像头,所述扫描装置为激光扫描雷达。
8.根据权利要求7所述的一种电力虚拟现实巡检系统,其特征在于,进一步包括刷卡器,所述刷卡器与虚拟现实处理装置通过有线连接,其用于读取使用者所持有的信息卡,获取所述使用者的授权身份。
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CN116820252A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-09-29 | 北京东方仿真控制技术有限公司 | 一种基于vr的多人虚拟现场巡检培训系统及培训方法 |
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- 2021-11-19 CN CN202111376430.XA patent/CN114092618A/zh active Pending
Cited By (2)
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CN116820252A (zh) * | 2023-08-30 | 2023-09-29 | 北京东方仿真控制技术有限公司 | 一种基于vr的多人虚拟现场巡检培训系统及培训方法 |
CN116820252B (zh) * | 2023-08-30 | 2023-12-08 | 北京东方仿真控制技术有限公司 | 一种基于vr的多人虚拟现场巡检培训系统及培训方法 |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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