一种基于综合制造技术

本发明专利技术提供一种基于综合

【技术实现步骤摘要】
一种基于综合AR的换流站新型智能交互运维装置


[0001]本专利技术涉及
AR
运维
，具体为一种基于综合
AR
的换流
(
变电
)
站新型智能交互运维装置
。

技术介绍

[0002]目前换流
(
变电
)
站中的电力设备规模大
、
种类多
、
更新快，目前的运行维护依然需要采用人工现场巡视，通过现场查勘，了解设备状态和故障情况，才可以提出巡视和检修方案
。
由于巡视和检修过程采用纸质记录，数据关联性差，不易统计分析，加上专家数量有限，无法较好提供现场协助，不能及时消除设备隐患，运维成本较高
。
换流
(
变电
)
站目前的巡视的主要痛点是：运维人员携带多种设备，双手被占用，妨碍检查
、
无法实时了解运维人员状态
、
现场发现问题反馈沟通方式有限
、
漏检
、
错检时有发生
、
巡视过程难以追踪，巡视结果无保障
、
巡视结果不够直观
、
可视化
。
[0003]由此，换流
(
变电
)
站目前的运维工作，主要受制于现场运维人员对规程制度的认识
、
对作业标准的掌握以及自身的经验，作业安全及质量无法根本保证，常规作业监督仪或手机等无法完全解放运维人员双手，前方人员与后方专家
、
团队有效沟通及技术支持不够顺畅
。
此外现场对于设备的识别需要进行主动识别，也就是通过手机或平板扫描设备标识
(
例如调度编牌
、
设备铭牌等
)
才能识别设备
、
然后查找相关资料，尚没有实现经过设备附近就可以自动识别并显示相关信息
。
[0004]因此，需要一种新型的基于综合
AR
的换流
(
变电
)
站新型智能交互运维装置，可实现换流
(
变电
)
站主设备智能识别感知及信息虚实叠加展示，实现自动识别设备，并且将设备台账
、
设备实时状态
、
作业指导书等数据和知识等有机融入现场作业过程，从而辅助运维人员开展智能化
、
规范化的巡视
、
维护及检修作业，智能辅助现场运维人员开展运维工作，智能指导运维作业，助力换流变巡视的精益化管理和智能化升级
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于综合
AR
的换流
(
变电
)
站新型智能交互运维装置，基于
SLAM
技术，研究换流
(
变电
)
站运维人员，在具体的工作作业中，使用
AR
眼镜设备识别换流
(
变电
)
站环境和其周围主设备，定位运维人员所处的位置，为运维人员提供
AR
运维路线规划
、AR
巡视路径导航
、
运维过程交互指引
、
运维过程远程专家协作
、
运维人员定位预警等功能，根据巡视任务快速定位并导航到巡视点，同时推送周边待检设备信息
。
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种基于综合
AR
的换流
(
变电
)
站新型智能交互运维装置，包括
AR
作业前端
、
智能管理后台及管理模块，
AR
作业前端通过
WAPI
协议与智能管理后台进行数据传输和交互，
AR
作业前端包括：设备感知模块，在换流
(
变电
)
站环境下使用
SLAM
算法对目标物体进行位置确定
、
稀疏地图构建和物体识别；作业指导模块，
AR
作业前端将换流
(
变电
)
站环境的音视频编码后，上传到智能管理后台，由智能管理后台分发给通话中的所有参与者；交互指引模
块，自智能管理后台接收包含作业部位
、
作业方法
、
作业标准的语音播报；定位导航模块，获取换流
(
变电
)
站环境的地图信息，计算出最优巡视路径，并根据换流
(
变电
)
站环境对最优巡视路径进行路径算法的参数调优；远程协同模块，于
AR
作业前端的实时通讯画面中接收
AR
空间标注，以将指导结果同步展现在
AR
作业前端中；告警推送模块，接收换流
(
变电
)
站设备告警信息和
/
或缺陷消除信息，并接收执行处理结果以同步至智能管理后台；巡视记录模块，于最优巡视路径的巡视过程中，记录巡视画面；定位预警模块，基于
AR
作业前端采集到的当前画面，结合视觉
IMU
融合，构建换流
(
变电
)
站的全局地图，并根据当前运维人员的定位信息，判断定位信息是否超出作业范围，以发出定位预警信息；智能管理后台包括：展示模块，展示模块接收
AR
作业前端的作业画面，并以第一视角的形式展示作业画面的远程视频；记录模块，接收运维人员的运维操作，并实时保存记录运维视频；跟踪模块，接收运维人员的运维轨迹，并记录运维轨迹以实时跟踪；分析模块，与管理模块连接，向管理模块发送运维轨迹
、
远程视频
、
定位信息
、
设备告警信息
、
地图信息
、
最优巡视路径的至少一个信息，使得管理模块对运维轨迹
、
远程视频
、
定位信息
、
设备告警信息
、
地图信息
、
最优巡视路径进行分析以形成分析结果
。
[0008]优选地，设备感知模块包括：环境识别单元，环境识别单元基于图像跟踪算法，对作业画面中被跟踪的设备图像进行预处理，得到预处理图像的特征点集合，实时状态下将作业画面中的预处理图像于智能管理后台内进行匹配，以得到环境识别结果；设备感知单元，基于图像跟踪算法，采集作业画面中的设备图像并进行分析查找，以显示匹配的
AR
资源，当作业画面包含主设备时，设备感知单元将主设备的当前运行状态信息在
AR
作业前端叠加显示
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于综合
AR
的换流站新型智能交互运维装置，包括
AR
作业前端
、
智能管理后台及管理模块，
AR
作业前端通过
WAPI
协议与智能管理后台进行数据传输和交互，其特征在于，所述
AR
作业前端包括：设备感知模块，在换流站环境下使用
SLAM
算法对目标物体进行位置确定
、
稀疏地图构建和物体识别；作业指导模块，
AR
作业前端将换流站环境的音视频编码后，上传到智能管理后台，由智能管理后台分发给通话中的所有参与者；交互指引模块，自智能管理后台接收包含作业部位
、
作业方法
、
作业标准的语音播报；定位导航模块，获取换流站环境的地图信息，计算出最优巡视路径，并根据换流站环境对最优巡视路径进行路径算法的参数调优；远程协同模块，于
AR
作业前端的实时通讯画面中接收
AR
空间标注，以将指导结果同步展现在
AR
作业前端中；告警推送模块，接收换流站设备告警信息和
/
或缺陷消除信息，并接收执行处理结果以同步至智能管理后台；巡视记录模块，于最优巡视路径的巡视过程中，记录巡视画面；定位预警模块，基于
AR
作业前端采集到的当前画面，结合视觉
IMU
融合，构建换流站的全局地图，并根据当前运维人员的定位信息，判断所述定位信息是否超出作业范围，以发出定位预警信息；所述智能管理后台包括：展示模块，所述展示模块接收
AR
作业前端的作业画面，并以第一视角的形式展示作业画面的远程视频；记录模块，接收运维人员的运维操作，并实时保存记录运维视频；跟踪模块，接收运维人员的运维轨迹，并记录所述运维轨迹以实时跟踪；分析模块，与所述管理模块连接，向所述管理模块发送所述运维轨迹
、
远程视频
、
定位信息
、
设备告警信息
、
地图信息
、
最优巡视路径的至少一个，使得所述管理模块对所述运维轨迹
、
远程视频
、
定位信息
、
设备告警信息
、
地图信息
、
最优巡视路径进行分析以形成分析结果
。2.
如权利要求1所述的换流站新型智能交互运维装置，其特征在于，所述设备感知模块包括：环境识别单元，所述环境识别单元基于图像跟踪算法，对作业画面中被跟踪的设备图像进行预处理，得到预处理图像的特征点集合，实时状态下将作业画面中的预处理图像于智能管理后台内进行匹配，以得到环境识别结果；设备感知单元，基于图像跟踪算法，采集作业画面中的设备图像并进行分析查找，以显示匹配的
AR
资源，当作业画面包含主设备时，设备感知单元将主设备的当前运行状态信息在
AR
作业前端叠加显示
。3.
如权利要求1所述的换流站新型智能交互运维装置，其特征在于，所述作业指导模块包括：
AR
单元，实时捕捉并分析换流站的作业画面，并将换流站的换流变巡视计划
、
巡视信息叠加到
AR
作业前端并显示；
计算机视觉单元，基于视觉
SLAM
算法，分析换流站的换流变设备特点图像，在识别换流变设备后，将换流变设备参数虚拟内容与换流变现实设备相关联；数据分析单元，与所述管理模块连接，通过
AR
单元的使用频次
、
使用场景以及收集的换流变设备的巡视数据和换流变设备的状态数据，通过数据分析算法，形成运维人员的运维流程
、
设备状态和运维习惯，识别操作人员的行为
、
分析操作过程中的异常情况，并提供作业指导
。4.
如权利要求1所述的换流站新型智能交互运维装置，其特征在于，所述交互指引模块包括：路线指引单元，基于换流变巡视的现场环境信息，基于避免障碍物
、
最小化行走距离的限制条件，选用
A*
最短路径算法，提供路径规划，并在
AR
作业前端显示给运维人员，使得运维人员查看换流变设备的状态信息
、
故障排除步骤以及移动路径指引；建模单元，利用建模工具生成虚拟三维模型，并与换流变设备进行关联绑定，当运维人员对换流变设备运维时，将对应三维模型与作业画面叠加显示；所述定位导航模块包括：传感器单元，利用卡尔曼滤波器和粒子滤波器算法，估算运维人员的状态信息，所述状态信息包括所述运维人员的位置
、
速度和姿态；时间对齐单元，对传感器单元和
AR
作业前端进行时间对齐，以确保不同传感器单元的数据同步性；地图构建单元，从
AR
作业前端的当前画面序列中提取出特征点，并进行特征描述子的计算和匹配，后基于预设的相机轨迹和地图点的视差估计，通过优化算法来优化地图，并更新
AR
作业前端的姿态和空间点的位置
。5.
如权利要求1所述的换流站新型智能交互运维装置，其特征在于，所述远程协同模块包括：传输单元，将所述
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞亮，王伟，刘长发，吕刚，谢辰昱，李学武，孙勇，方明，张华，王祥，王春，唐华东，罗宗源，刘凡栋，蔡潞，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局，
类型：发明
国别省市：