【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于维修仿真系统技术力领域，具体涉及一种基于增强现实的ewis维修支持系统。
技术介绍
1、由于大型复杂电气设备的电气系统的复杂性、维修环境的恶劣性和电气排故过程的危险性，因此，对从业人员的技术水平和所使用的工具设备都提出了极高的要求。多年来，培训学员和培养维修人员的排故技能一直是电气工程领域面临的重要挑战之一。
2、现有的电气排故的培训主要有基于实际设备和基于虚拟仿真技术两种方式。基于实际设备的培训由于电气设备价格昂贵、占地面积大，难以开展有效的实践培训，而且受训人员往往技术不够熟练，且实际设备带有高压电，培训过程中容易产生操作差错和人身安全问题。基于虚拟仿真技术的培训通过操作虚拟设备模型，成功地解决了电气设备实际空间限制的问题，同时也降低了受训人员在实践操作中的安全隐患。然而，虚拟复杂机电设备仿真系统通常只能反映理想条件下的运行情况，而未能考虑到复杂设备运行时可能存在的外界干扰，如干扰、伺服误差、故障以及手动操作等因素。因此，它只能实现对实际设备运行过程的部分模拟。此外，虚拟培训系统让受训者完全投入到由计算机生成的虚拟培训环境中，与真实操作环境相隔离。这也导致受训者无法获取真实培训场景的视觉信息和真实设备参数，从而影响了培训的可操作性和实际体验。
3、现有的线缆仿真方式主要有传统的线缆仿真和基于nurbs的线缆仿真两种方式。传统的线缆物理仿真方法通常采用圆柱体来模拟电气设备中的线缆，并依赖单一操作来完成线缆的敷设。这种方法在实际敷设后，使得线缆呈现出与现实世界中相去甚远的横平竖直状态，与实际
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的实施例提出一种基于增强现实的ewis维修支持系统。
2、本专利技术的基于增强现实的ewis维修支持系统，包括：半实物硬件平台模块，所述半实物硬件平台模块负责硬件的设计和电气控制信号的交互；ewis维修支持平台模块，所述ewis维修支持平台模块负责模型的导入、柔性线缆创建、线缆的敷设、标准化施工工具的导入和使用、线缆的标准化施工流程、柔性线缆物理特性的仿真、线路故障的纠错及提示、线缆标准化施工参数数据包的导出；ar融合显示模块，所述ar融合显示模块负责将半实物硬件平台模块的硬件和ewis维修支持平台模块构建的电气设备虚拟模型利用增强现实三维注册技术进行虚实融合，利用嵌入元器件连接知识的目标识别算法识别电气元器件进行线缆敷设，并实现在设备实际控制信号的控制下进行排故和维修过程。
3、在一些实施例中，所述半实物硬件平台模块为电气设备半实物硬件模块，所述电气设备半实物硬件模块的建立步骤为：
4、(1)将ewis维修支持系统中的零件根据其功能进行分类，将它们划分为外观类零件、安装类零件、操作类零件、控制类零件和其他零件；
5、(2)根据电气设备实物的组装结构，将电气设备的外观类零件、安装类零件、操作类零件和控制类零件组装在一起，组成半实物硬件设备；
6、(3)为操作类零件设计信号采集系统，用于检测和记录操作类零件的状态和动作；
7、(4)将控制类零件通过适当的接口连接到硬件信号控制系统；
8、(5)为安装类零件设计和制作机械结构，使其能够显示或收缩隐藏到箱体内，并将显示或收缩隐藏的状态信号添加硬件信号控制系统。
9、在一些实施例中，所述ewis维修支持系统中标准化线路施工数据包的建立步骤为：
10、(1)导入电气设备三维模型到ewis维修支持平台开发模型中；
11、(2)根据电气设备所需线缆的实际需求，生成不同规格的柔性线缆；
12、(3)根据线缆的敷设方式选用相应的标准施工工具来支撑、固定和敷设线缆；
13、(4)按照电气设备的线路连接的要求，使用柔性线缆来连接电气设备接口；
14、(5)物理特性仿真；
15、(6)线缆柔性仿真；
16、(7)将场景中的标准化线路施工过程中的信息实时的发送到增强现实显示设备进行同步展示。
17、在一些实施例中，所述步骤(5)中的物理特性仿真步骤为：
18、(1)创建物理世界，设置物理世界的重力、碰撞检测算法、解算器，配置物理世界的环境参数；
19、(2)确定场景中模型的类别，将场景中的模型分为柔体和刚体两类；
20、(3)针对柔性物体设置其碰撞形状、质量、形变系数、体积保持系数、所受的力、仿真迭代次数，确保柔性物体产生的形变符合实际现实世界；
21、(4)针对刚性物体设置其质量、初始位置、所受的力、惯性，确保刚性物体的运动规律符合牛顿定律；
22、(5)将柔性物体和刚性物体加入物理世界，实现物理世界与渲染世界的同步。
23、在一些实施例中，所述步骤(6)中的柔性线缆仿真步骤为：
24、(1)利用神经网络来分析和提取柔性线缆物理姿态估计的运动规律；
25、(2)通过设计柔性线缆仿真问题的物理方程以及初始条件对网络输出进行限制和纠正，确保了模型的可靠性和精度；
26、(3)输入特征的选择，确定用作神经网络模型的输入特征；
27、(4)设置神经网络的参数对输入的特征进行训练；
28、(5)根据训练好的模型，对柔性线缆的物理特性进行进一步预测并通过预测的结果来进一步微调柔性线缆仿真效果。
29、在一些实施例中，所述ar融合显示模块的建立步骤为：
30、(1)ar三维注册；
31、(2)电气元件目标识别；
32、(3)ar辅助指导；
33、(4)培训过程仿真。
34、在一些实施例中，所述步骤(1)中的ar三维注册的步骤为：
35、(1)数据采集，根据三维模型生成其三维点云信息、包围盒信息，利用虚拟现实设备采集电气设备实物的深度图像与纹理图像；
36、(2)数据预处理，对齐采集到的深度图像与纹理图像并生成模型的彩色点云数据，提取点云数据的点云特征与深度图像和纹理图像的特征；
37、(3)模型预训练，将提取的点云特征放入位姿估计模型进行预训练，获得初始位姿；
38、(4)修改refiner参数，将以上生成的初始位姿和提取的特征放入深度学习模型中进行再训练，获得最终位姿；以实现虚拟模型和电气设备实物注册配准；
39、(5)对内嵌物理知识的深度学习模型进行训练，以实现虚拟柔性线缆和半实物设备中线缆注册配准；
40、(6)使用增强现实头盔采集一帧实际场景数据，放入以上训练好的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于增强现实的EWIS维修支持系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于增强现实的EWIS维修支持系统，其特征在于，所述半实物硬件平台模块为电气设备半实物硬件模块，所述电气设备半实物硬件模块的建立步骤为：
3.根据权利要求1所述的基于增强现实的EWIS维修支持系统，其特征在于，所述EWIS维修支持系统中线缆标准化施工参数数据包的建立步骤为：
4.根据权利要求3所述的基于增强现实的EWIS维修支持系统，其特征在于，所述步骤(5)中的物理特性仿真步骤为：
5.根据权利要求3所述的基于增强现实的EWIS维修支持系统，其特征在于，所述步骤(6)中的柔性线缆仿真步骤为：
6.根据权利要求1所述的基于增强现实的EWIS维修支持系统，其特征在于，所述AR融合显示模块的建立步骤为：
7.根据权利要求6所述的基于增强现实的EWIS维修支持系统，其特征在于，所述步骤(1)中的AR三维注册的步骤为：
8.根据权利要求6所述的基于增强现实的EWIS维修支持系统，其特征在于，所述步骤(2)中电器元件目标
9.根据权利要求6所述的基于增强现实的EWIS维修支持系统，其特征在于，所述步骤(3)中的AR辅助指导步骤为：
10.根据权利要求6所述的基于增强现实的EWIS维修支持系统，其特征在于，所述步骤(4)中的培训过程仿真过程为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于增强现实的ewis维修支持系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于增强现实的ewis维修支持系统，其特征在于，所述半实物硬件平台模块为电气设备半实物硬件模块，所述电气设备半实物硬件模块的建立步骤为：
3.根据权利要求1所述的基于增强现实的ewis维修支持系统，其特征在于，所述ewis维修支持系统中线缆标准化施工参数数据包的建立步骤为：
4.根据权利要求3所述的基于增强现实的ewis维修支持系统，其特征在于，所述步骤(5)中的物理特性仿真步骤为：
5.根据权利要求3所述的基于增强现实的ewis维修支持系统，其特征在于，所述步骤(6)中的柔性线缆仿真步...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。