一种交互式智能电表箱的虚拟场景生成方法技术

本发明专利技术提出一种交互式智能电表箱的虚拟场景生成方法，将智能电表箱及其功能虚拟化，用户利用手机、电脑、电视等终端通过虚拟现实技术实现虚拟交互，可以完成实体智能电表箱的必要功能，其部署难度大大低于实体智能电表箱设备，且适用性更强。通过软件提供统一的数据接口，可以接入不同类型的实体智能电表箱设备，为不同地区用户提供一致性的服务界面，提升用户体验，降低服务成本。采用实体安全验证与虚拟安全验证相结合的方法，提高智能电表箱访问的安全性。访问的安全性。访问的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种交互式智能电表箱的虚拟场景生成方法


[0001]本专利技术属于智能化的电力设备领域，特别的涉及一种交互式智能电表箱的虚拟场景生成方法。

技术介绍

[0002]电表箱是用户用电的重要组成部分，是距离用户最近的“电介质”,作为泛在电力物联网感知层的一部分，智能化符合发展趋势。智能电表箱除了具备普通电表箱的计量、用电安全保护等基本功能外，还具有信息发布、信息查询、欠费提醒、故障监测、环境感知等业务管理和用户服务功能，有助于提升现场管理能力，降低企业运行成本，提升客户满意度。
[0003]伴随着智能电表箱的研制和普及，设备的统一性将成为待解决的重要问题。电网设备的部署是一个长期的过程，设备竞标厂家多，功能也将持续升级，因此随着时间的推移，不同期、不同地部署的设备必然出现碎片化，为管理带来挑战。另一方面，存在某些不具备改造智能电表箱条件的小区，相关用户将享受不到服务升级带来的优越性，差异化的服务水平不利于电力企业形象。而且对于已经安装了智能电表箱的用户，对于电表箱的操作已经熟悉，贸然替换为其它界面会带来用户体验的下降。如何让用户体验维持一致，也是亟待解决的问题。
[0004]最后，电表智能化在提供便利的同时也为安全管理带来挑战，由于智能电表箱提供一些操纵和敏感信息的查询功能，因此有必要对智能电表箱的访问实施安全控制，而实体表箱较难避免物理上的非法访问，且面临被盗或破坏的风险。目前常用的身份验证方法很难兼顾安全性和算法的简便性。过于复杂的验证会给用户带来较差体验，而降低验证又会带来安全隐患，而且复杂的算法会带来设备成本上的提高。目前还未有人提出专门适用于智能电表箱的能够兼顾安全性和便捷性的算法。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出一种交互式智能电表箱的虚拟场景生成方法，将智能电表箱及其功能虚拟化，用户利用手机、电脑、电视等终端通过虚拟现实技术实现虚拟交互，可以完成实体智能电表箱的必要功能，其部署难度大大低于实体智能电表箱设备，且适用性更强。通过软件提供统一的数据接口，可以接入不同类型的实体智能电表箱设备，为不同地区用户提供一致性的服务界面，提升用户体验，降低服务成本。采用实体安全验证与虚拟安全验证相结合的方法，提高智能电表箱访问的安全性。
[0006]一种交互式智能电表箱的虚拟场景生成方法，
[0007](一)建立智能电表箱在虚拟场景下的数据模型
[0008]在虚拟场景下建立虚拟智能电表箱的数据模型，根据数据模型与外部对象进行交互；其中数据包括实时运营数据、统计数据、标识数据、展示数据，及虚拟输入数据；
[0009](二)在虚拟场景中生成虚拟智能电表箱实例
[0010]在虚拟场景中生成具有唯一标识的虚拟智能电表箱实例，并根据标识数据将实时
运营数据、统计数据、展示数据及虚拟输入数据归类，当实例与用户交互时传递正确的数据；根据实体电表箱的外观生成仿真的虚拟智能电表箱外观，并在虚拟场景中展示；
[0011]拍摄实体电表箱的正面图像用于生成电表箱的轮廓；将所拍摄的RGB图像转换为YUV图像：
[0012][0013]对Y通道进行如下处理：
[0014][0015]其中，
[0016][0017]式中，x,y表示图像像素在图像中的位置坐标；
[0018]Φ
x,y
＝p
x,y
*Gradient
x,y
…
(5)
[0019]Gradient
x,y
表示梯度图在位置x,y的值，p
x,y
表示x,y位置处像素是实体电表箱一部分的概率；
[0020][0021]其中为经验阈值，设图像像素值取值范围为0
‑
1，则优选集合Φ
+
所对应的像素即为图像中电表箱；去除原图像中Φ
+
以外的像素，则获得了图像中实体电表箱的部分，可以作为生成虚拟智能电表箱外观的参考；
[0022](三)虚拟场景中虚拟智能电表箱实例的用户访问验证
[0023]根据用户访问权限范围、虚拟智能电表箱实例所在位置和用户所在位置验证判别用户是否可以访问虚拟智能电表箱实例，验证通过后，用户可通过虚拟场景查看虚拟智能电表箱实例数据，并通过虚拟输入数据进行控制。
[0024]所述实时运营数据，指通过智能电表箱或与其相连的外部终端实时采集到的现场运营数据。
[0025]所述统计数据，指在实时运营数据基础上按周期形成的加工数据。
[0026]所述标识数据，指对智能电表箱自身及其用户做出的身份标识，实现智能电表箱在虚拟场景下的定位和访问控制。
[0027]所述展示数据，指将前述三类数据向用户展示的形象化数据。
[0028]所述虚拟输入数据，指在虚拟场景下用户通过虚拟输入装置发起的操作指令或数据。
[0029]生成虚拟智能电表箱实例包括：对于一台实体智能电表箱E，在虚拟场景中生成与其唯一对应的虚拟智能电表箱e，这样的映射表示为双向箭头表示集合间的
元素是一一对应映射，{E}、{e}分别表示实体智能电表箱、虚拟智能电表箱的集合。f1为映射的标识符。
[0030]生成虚拟智能电表箱实例包括：对于有限的多台实体对象(D1,D2,
…
,D
d
)，组合成逻辑上的一个虚拟智能电表箱实例e，这样的映射表示为f2:|{(D1,D2,
…
,D
d
)}
→
{e}表示，单项箭头表示多对一映射，{(D1,D2,
…
,D
d
)}表示多个实体对象的组合的集合，{e}表示虚拟智能电表箱的集合，其中f2为映射的标识符。
[0031]生成虚拟智能电表箱实例包括：用户验证通过后，根据要访问或控制的虚拟电表箱实例标识符e
i
∈{e}，并根据映射f1或f2，向实体对象请求数据，或输入指令，并返回实时运营数据、统计数据等结果。
[0032]使用上述方法生成的虚拟智能电表箱。
[0033]本专利技术的专利技术点及技术效果：
[0034]1、本专利技术根据实体电表箱对象、各种实体传感器对象的标识，在虚拟场景中生成虚拟智能电表箱实例，实现用户与智能电表箱的交互。该虚拟智能电表箱可以完成实体智能电表箱的必要功能，接入不同的实体设备，提供统一的服务界面，提高服务的安全性与便利性，降低服务成本。
[0035]2、根据实体电表箱的外观生成仿真的虚拟智能电表箱外观，并在虚拟场景中展示的方法，根据实体电表箱的外观图像生成虚拟智能电表箱外观的轮廓，在虚拟场景中显示外观上相似的展示效果，便于用户直观操作。
[0036]3、结合电表箱位置固定的特点，根据用户访问权限范围、虚拟智能电表箱实例所在位置和用户所在位置验证，设计了专门的算法，综合判别用户是否可以访问虚拟智能电表箱实例，通过多重综合验证步骤，提高虚拟场景下的交互访问安全性。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交互式智能电表箱的虚拟场景生成方法，其特征在于：(一)建立智能电表箱在虚拟场景下的数据模型在虚拟场景下建立虚拟智能电表箱的数据模型，根据数据模型与外部对象进行交互；其中数据包括实时运营数据、统计数据、标识数据、展示数据，及虚拟输入数据；(二)在虚拟场景中生成虚拟智能电表箱实例在虚拟场景中生成具有唯一标识的虚拟智能电表箱实例，并根据标识数据将实时运营数据、统计数据、展示数据及虚拟输入数据归类，当实例与用户交互时传递正确的数据；根据实体电表箱的外观生成仿真的虚拟智能电表箱外观，并在虚拟场景中展示；拍摄实体电表箱的正面图像用于生成电表箱的轮廓；将所拍摄的RGB图像转换为YUV图像：对Y通道进行如下处理：其中，式中，x,y表示图像像素在图像中的位置坐标；Φ
x,y
＝p
x,y
*Gradient
x,y
…
(5)Gradient
x,y
表示梯度图在位置x,y的值，p
x,y
表示x,y位置处像素是实体电表箱一部分的概率；其中为经验阈值，设图像像素值取值范围为0
‑
1，则优选集合Φ
+
所对应的像素即为图像中电表箱；去除原图像中Φ
+
以外的像素，则获得了图像中实体电表箱的部分，可以作为生成虚拟智能电表箱外观的参考；(三)虚拟场景中虚拟智能电表箱实例的用户访问验证根据用户访问权限范围、虚拟智能电表箱实例所在位置和用户所在位置验证判别用户是否可以访问虚拟智能电表箱实例，验证通过后，用户可通过虚拟场景查看虚拟智能电表箱实例数据，并通过虚拟输入数据进行控制。2.根据如权利要求1所述的一种交互式智能电表箱的虚拟场景生成方法，其特征在于：所述实时运营数据，指通过智能电表箱或与其相连的外部终端实时采集到的现场运营数据。3.根据如权利要求1所述的一种交互式智能电表箱的虚拟场景生成方法，其特征在于：
所述统计数据，指在实时运营数据基础上按周期形成的加工数据。4.根据如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家栋，吴立中，郝梦飞，王浩楠，杨禛，全峰涛，杨静，王栋，张鹏，冯峰，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司南阳供电公司，
类型：发明
国别省市：