用于分布式光电站监控室的可交互式监控沙盘系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于分布式光电站监控室的可交互式监控沙盘系统，包括信号源采集系统、立体图像生成及显示系统和人机交互系统。其中信号源采集是由远程监控器系统组成；立体成像系统采用3DMAX等3D引擎绘制三维地形，并通过无人机真实拍摄地形图样进行3D贴图，并基于立体显示设备进行立体显示；人机交互系统是基于手势识别的深度感知器件，将采集到的手势信号与立体成像系统的像源进行匹配和控制。该系统可实现在智能指挥室，工作人员可通过3D电子沙盘，通过手势交互，对分布式光伏电站进行日常运维，大大提高运维效率和降低运维成本。

Interactive Sand Table Monitoring System for Distributed Photoelectric Station Monitoring Room

The invention relates to an interactive monitoring sand table system for a distributed photoelectric station monitoring room, including a signal source acquisition system, a stereo image generation and display system and a human-computer interaction system. The signal source acquisition is composed of remote monitor system; the stereo imaging system uses 3D engine such as 3DMAX to draw three-dimensional terrain, and uses UAV to take real topographic maps for three-dimensional mapping, and stereo display based on stereo display equipment; the human-computer interaction system is a depth sensing device based on gesture recognition, which will be collected. The gesture signal is matched and controlled with the image source of the stereo imaging system. The system can be implemented in the intelligent command room. Through 3D electronic sand table and gesture interaction, the staff can carry out daily operation and maintenance of distributed photovoltaic power plants, greatly improving operation and maintenance efficiency and reducing operation and maintenance costs.

【技术实现步骤摘要】
用于分布式光电站监控室的可交互式监控沙盘系统
本专利技术涉及新能源领域，具体涉及一种用于分布式光电站监控室的可交互式监控沙盘系统。
技术介绍
分布式光伏电站利用山地无人地形，大面积布置光伏面板，可以实现太阳能的集中利用发电，其规模可以做的很大，不仅能满足周围居民的日常用电，还可以将多余的电力并入市网，供其他地方的居民或者工厂使用。由于它规模比较大，噪音和污染几乎为零，除了日常运维成本以外，基本可以做到一次性投入即可获得取之不尽的电能，相较于传统的化石燃料发电，具有非常大的优势。然而由于光伏面板分布面积大，且山地地形复杂，因此日常运维成本非常高。目前采用的措施基本上还是使用人工排查与无人机巡航相结合的办法，但是即使这样，对光伏电站的监控仍很难做到及时发现故障。并且无人机巡航仍面临众多问题，比如恶劣天气时巡航困难，无人机巡航电力不足，偏远位置故障无法锁定等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于分布式光电站监控室的可交互式监控沙盘系统，该系统可实现在智能指挥室，工作人员可通过3D电子沙盘，通过手势交互，对分布式光伏电站进行日常运维，大大提高运维效率和降低运维成本。本专利技术提供的技术方案是：一种用于分布式光电站监控室的可交互式监控沙盘系统，该系统包括以下部分：信号源采集，立体图像生成及显示系统和人机交互系统三部分组成。1)、信号源采集结合现有的分布式光伏电厂视频实时监控系统，将每一个视频信号进行定位及编码。将采集到的信号的输出端有两种且同时存在，一种是所有的视频信号被控制室的大数据储存设备存储起来，用来做数据统计和调查；另一种是作为人机交互系统的输出信号，可以通过手势定位和识别，调出该视频信号，在立体显示器上的特定位置显示处理。2)、立体图像生成及显示系统通过无人机测绘的方式，获取分布式光伏电厂三维地数据，采用Opencv和3DMAX引擎绘制三维地形轮廓，并用监控系统采集到的实地场景图像相信，进行贴图。这样就可以获得真实的分布式光伏电厂三维地形地貌数据。立体图像生产系统会将该三维地形地貌数据进行2D图像数据和对于的深度数据进行同时提取，并且通过FPGA或者GPU实时合成适合立体显示器显示的图像格式。立体图像显示系统将所述图像信息进行立体显示。3)人机交互系统指通过手势控制立体图像生成系统中三维地形场景或三维模型数据的系统，通过预置手势识别的接口实现；手势内容可以包括三位模型的放大，缩小平移，旋转这些常规操作意外，还包括调取目标点放大信息，实时监控视频，历史监控视频，目标点的物理数据。进一步的，人机交互系统基于无侵扰手势识别装置，将手势识别装置的输出信号进行分类识别，并与数据库中的手势标定进行匹配。手势识别信号为实时传输信号，其基本交互逻辑为预先判断是别人手的空间三维坐标，并且将该坐标与三维地形轮廓相匹配；其次锁定，匹配成功后，将该位置的三维地形轮廓与手绑定，并等待手部动作判定；然后根据所做动作与数据库手势标定进行匹配，立体显示系统会做出相应的内容显示；最后，退出，当双手离开无侵扰手势识别装置识别区或者无法识别手势类型时，交互系统自动结束。进一步的，立体图像生显示系统可以根据手势的判定，做出内容上的相应调整。同时如果判定到需要显示某区域的视频信息是，立体图像生成系统会自动调取该位置对应的分布式光伏电厂中相应位置的视频监控信号，并在立体图像显示系统中指定位置显示。该视频信号可以为实时信号，历史信号，历史统计数据以及该区域光伏面板的物理信息。进一步的，立体图像生显示系统可以是基于光栅式，透镜阵列式或者多平面立体显示器，也可以是基于体3D技术或者全息光场技术。结合光学半透半反镜，可实现桌面式的可交互光伏电厂监控沙盘显示系统。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的可交互监控沙盘与视频监控系统相结合，可以在监控室，通过手势识别，实时监测光伏电站任意区域的光伏面板现状及历史状态，帮助运维工作人员及时发现问题，解决问题，同时操作简单，展示效果好。2.本专利技术采用前期数据建模与实时数据相结合的方法构建三维地形轮廓，可以使监控沙盘系统更加真实，具体且准确。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术的原理示意图。图2为本专利技术的有无微透镜阵列的对比图。图3为本专利技术的透镜材料折射率随着光线入射方向而变化图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1所示，该方法包括以下器件：信号源采集，立体图像生成及显示系统和人机交互系统三部分组成。信号源采集部分，结合现有的分布式光伏电厂视频实时监控系统，将每一个视频信号进行定位及编码。将采集到的信号的输出端有两种且同时存在，一种是所有的视频信号被控制室的大数据储存设备存储起来，用来做数据统计和调查；另一种是作为人机交互系统的输出信号，可以通过手势定位和识别，调出该视频信号，在立体显示器上的特定位置显示处理。通过无人机测绘的方式，获取分布式光伏电厂三维地数据，采用Opencv和3DMAX引擎绘制三维地形轮廓，并用监控系统采集到的实地场景图像相信，进行贴图。这样就可以获得真实的分布式光伏电厂三维地形地貌数据。立体图像生产系统会将该三维地形地貌数据进行2D图像数据和对于的深度数据进行同时提取，并且通过FPGA或者GPU实时合成适合立体显示器显示的图像格式。立体图像显示系统将所述图像信息进行立体显示。指通过手势控制立体图像生成系统中三维地形场景或三维模型数据的系统，通过预置手势识别的接口实现；手势内容可以包括三位模型的放大，缩小平移，旋转这些常规操作意外，还包括调取目标点放大信息，实时监控视频，历史监控视频，目标点的物理数据。如图2所示的具体实施例，将立体显示器平铺，45度放置一块半透半反玻璃板于显示器上方，显示器前方有一手势识别相机，如kinect等。当被识别人站在相机前，做一些手部动作时，手势识别相机捕捉到后，会经过PC终端处理，会相应的调整显示器显示内容。如图3所示，当手势识别为单击，被选中的目标开始闪烁，如果识别是双击时，系统会自动调出该目标的实时监控系统，并在图2的小视频窗口显示，便于工作人员实时监测。当然，当手势为其他的，如图3所示，PC终端也会自动调整立体显示器显示内容。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本专利技术技术方案范围内，依据本专利技术的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本专利技术技术方案的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分布式光电站监控室的可交互式监控沙盘系统，其特征在于：包括信号源采集系统、立体图像生成及显示系统和人机交互系统；所述的信号源采集系统结合现有的分布式光伏电厂视频实时监控系统，将每一个视频信号进行定位及编码，采集到的信号输出端有两种且同时存在：一种是所有的视频信号被控制室的大数据储存设备存储起来，用来做数据统计和调查；另一种是作为人机交互系统的输出信号，可以通过手势定位和识别，调出该视频信号，在立体显示器上的特定位置显示处理；所述的立体图像生成及显示系统通过无人机测绘的方式，获取分布式光伏电厂三维地数据，采用Opencv和3DMAX引擎绘制三维地形轮廓，并用监控系统采集到的实地场景图像相信，进行贴图，获得真实的分布式光伏电厂三维地形地貌数据；所述的人机交互系统通过手势控制立体图像生成系统中三维地形场景或三维模型数据的系统，通过预置手势识别的接口实现。

【技术特征摘要】
1.一种用于分布式光电站监控室的可交互式监控沙盘系统，其特征在于：包括信号源采集系统、立体图像生成及显示系统和人机交互系统；所述的信号源采集系统结合现有的分布式光伏电厂视频实时监控系统，将每一个视频信号进行定位及编码，采集到的信号输出端有两种且同时存在：一种是所有的视频信号被控制室的大数据储存设备存储起来，用来做数据统计和调查；另一种是作为人机交互系统的输出信号，可以通过手势定位和识别，调出该视频信号，在立体显示器上的特定位置显示处理；所述的立体图像生成及显示系统通过无人机测绘的方式，获取分布式光伏电厂三维地数据，采用Opencv和3DMAX引擎绘制三维地形轮廓，并用监控系统采集到的实地场景图像相信，进行贴图，获得真实的分布式光伏电厂三维地形地貌数据；所述的人机交互系统通过手势控制立体图像生成系统中三维地形场景或三维模型数据的系统，通过预置手势识别的接口实现。2.根据权利要求1所述的用于分布式光电站监控室的可交互式监控沙盘系统，其特征在于：所述的立体图像生产系统将三维地形地貌数据进行2D图像数据和对于深度数据进行同时提取，并且通过FPGA或者GPU实时合成适合立体显示器显示的图像格式，通过立体图像显示系统将所述图像信息进行立体显示。3.根据权利要求1所述的用于分布式光电站监控室的可交互式监控沙盘系统，其特征在于：手势内容包括三位模型的放大、缩小平移、旋转这些常规操作意外，还包括调取目标点放大信息、实时监控视频、历史监控视频、目标点的物理数...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾艳刚，刘海洋，罗韬，张秋月，邱超，
申请(专利权)人：南京绿新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32