基于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的機(jī)房智能設(shè)備巡檢平臺研究

武 陽 李平舟

（西安電子科技大學(xué)物理與光電工程學(xué)院，西安 710100）

基于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的機(jī)房智能設(shè)備巡檢平臺研究

武 陽 李平舟

（西安電子科技大學(xué)物理與光電工程學(xué)院，西安 710100）

各行業(yè)中均需要主動掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況及動態(tài)，因此機(jī)房巡檢工作尤為重要。針對目前機(jī)房巡檢的精度問題，在傳統(tǒng)機(jī)房巡檢方式的基礎(chǔ)上，結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)及室內(nèi)藍(lán)牙定位技術(shù)提出一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的機(jī)房智能巡檢平臺設(shè)計方案。對比傳統(tǒng)機(jī)房巡檢技術(shù)，智能巡檢技術(shù)處理人工操作更便捷智能，并有利于建立電網(wǎng)自身的智能巡檢數(shù)據(jù)庫。

增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)；室內(nèi)藍(lán)牙定位技術(shù)；電網(wǎng)智能巡檢

1 機(jī)房智能巡檢平臺研究

機(jī)房及設(shè)備各重要參數(shù)直接影響整個系統(tǒng)的正常工作[1]，日常巡檢數(shù)據(jù)多作為機(jī)房服務(wù)器等設(shè)備的反饋信息，且該類信息巡檢作業(yè)在電網(wǎng)系統(tǒng)、航天、軍工等各個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，因此對巡檢的精度、方式等要求也逐漸提高。目前，人工依托紙張記錄的方式[2]、二維碼掃描設(shè)備記錄等方式為主要應(yīng)用形式。本文采用藍(lán)牙室內(nèi)定位方式，采取主動捕獲和被動捕獲兩種方式采集服務(wù)器信息及智能規(guī)劃巡檢路線，并結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行智能機(jī)房巡檢平臺研究。

2 機(jī)房智能設(shè)備巡檢平臺設(shè)計原理

智能巡檢平臺搭載圖像識別模塊并結(jié)合藍(lán)牙定位模塊，通過室內(nèi)定位主動或被動是被設(shè)備，通過后臺管理系統(tǒng)查詢設(shè)備相關(guān)信息[3]。通過設(shè)備搭載的攝像頭采集設(shè)備圖像信息，編碼壓縮后上傳到后臺管理系統(tǒng)，經(jīng)后臺知識庫匹配判斷，提示設(shè)備巡視重點，后臺管理系統(tǒng)信息交互模塊負(fù)責(zé)對設(shè)備圖像信息與設(shè)備運(yùn)行及其他相關(guān)信息進(jìn)行集成，編碼后下發(fā)至智能平臺。

2.1 增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)原理及應(yīng)用

增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)是一種把現(xiàn)實世界與虛擬信息結(jié)合的應(yīng)用技術(shù)，主要通過對計算機(jī)所采集到的音頻、視頻、位置等信息進(jìn)行現(xiàn)實強(qiáng)化，使真實環(huán)境和虛擬信息實時地疊加到同一個畫面或空間同時存在[4]。真實環(huán)境的信息主要是由攝像頭、傳感器等設(shè)備獲取[5]；虛擬信息則通過圖像識別、標(biāo)定、數(shù)據(jù)處理等手段處理，使人機(jī)交互更加有效。

2.2 藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)原理及應(yīng)用

電網(wǎng)通信機(jī)房的設(shè)備眾多[6]，考慮到二維碼等傳統(tǒng)編碼方式工作量大且為有限量難以應(yīng)對機(jī)房設(shè)備的大量增加、GPS及北斗系統(tǒng)覆蓋區(qū)域局限、坐標(biāo)信息泄露等問題，本方案采用藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)，建立電網(wǎng)自身的室內(nèi)坐標(biāo)庫，可實行將三維坐標(biāo)與資產(chǎn)編碼相結(jié)合作為惟一標(biāo)識提高坐標(biāo)信息利用率。

基于指紋技術(shù)的藍(lán)牙室內(nèi)定位系統(tǒng)是通過實際測量藍(lán)牙多徑信號，建立相應(yīng)的機(jī)房位置指紋庫，再將需要定位的藍(lán)牙設(shè)備的實測數(shù)據(jù)與指紋庫進(jìn)行比對得出設(shè)備實際位置的技術(shù)[7]。該技術(shù)分為兩個階段實施，即離線階段和在線定位階段。離線階段主要是采集所需定位的機(jī)房各位置的藍(lán)牙信號強(qiáng)弱形成指紋庫，在線定位階段則是對藍(lán)牙信號的采集、判定、比對、距離估算等工作[8]。考慮各行業(yè)通信機(jī)房設(shè)備的復(fù)雜性，本文采用三維坐標(biāo)定位的方式識別目標(biāo)并建立自身數(shù)據(jù)庫信息，在識別及加載信息方面都對坐標(biāo)資源充分利用。

3 基于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的機(jī)房智能設(shè)備巡檢平臺設(shè)計

3.1 基于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的巡檢平臺系統(tǒng)設(shè)計

研究基于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的電網(wǎng)機(jī)房設(shè)備智能巡檢平臺，通過現(xiàn)場可穿戴設(shè)備回傳數(shù)據(jù)，經(jīng)過狀態(tài)檢修管理生成檢修策略，產(chǎn)生任務(wù)單，可穿戴設(shè)備作業(yè)端根據(jù)任務(wù)單及標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書范本等產(chǎn)生作業(yè)包，下載至移動終端機(jī)上進(jìn)行操作，完成后回傳給服務(wù)器。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 智能巡檢平臺業(yè)務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)圖

研究基于室內(nèi)定位系統(tǒng)的目標(biāo)識別軟件平臺，AR智能巡檢設(shè)備在巡視作業(yè)人員作業(yè)過程中采用兩種方式對目標(biāo)進(jìn)行識別，即主動識別和被動識別。主動識別為作業(yè)人員根據(jù)自身多年經(jīng)驗對異常明顯目標(biāo)進(jìn)行圖像等信息的調(diào)取，并檢查目標(biāo)現(xiàn)狀進(jìn)行匹配檢查。被動識別為后臺系統(tǒng)通過對作業(yè)人員的位置追蹤選取離作業(yè)人員距離最近并未巡檢過的目標(biāo)進(jìn)行巡檢與目標(biāo)信息匹配。

被動識別巡檢過程中對目標(biāo)的識別采用將三維坐標(biāo)與資產(chǎn)編碼相結(jié)合作為惟一標(biāo)識的方式來保證目標(biāo)的惟一性，而非傳統(tǒng)的二維碼辨別身份，充分發(fā)揮位置數(shù)據(jù)庫的作用降低數(shù)據(jù)庫種類和數(shù)量。當(dāng)巡檢人員位置確定時，后臺會計算工作人員與各個目標(biāo)的距離，設(shè)置閾值則可以篩選出需要采集的巡檢目標(biāo)。后臺處理軟件編程流程圖[9]如圖2（a）、（b）所示。

圖2 軟件流程圖

3.2 基于指紋技術(shù)的藍(lán)牙室內(nèi)定位系統(tǒng)

室內(nèi)定位系統(tǒng)通過攝像頭及藍(lán)牙設(shè)備獲取巡檢人員的位置信息和目標(biāo)的位置及圖像信息，后臺程序判斷是否對目標(biāo)進(jìn)行巡檢或信息加載，在有無異常的不同情況下進(jìn)行不同的處理，即加載維修方案及案例[10]或采集下一個目標(biāo)信息并建立案例庫直至結(jié)束巡檢。工作流程圖如圖3所示。

圖3 基于藍(lán)牙定位系統(tǒng)的智能巡檢工作流程

4 結(jié)論

本文利用增強(qiáng)現(xiàn)實技及藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)構(gòu)成了應(yīng)用于電網(wǎng)機(jī)房的智能巡檢平臺設(shè)計方案，達(dá)到了降低工作量提高巡檢效率的目的，實現(xiàn)了對電網(wǎng)機(jī)房的智能巡檢及坐標(biāo)庫、維修方案庫的建立。相較傳統(tǒng)紙質(zhì)巡檢及二維碼辨識設(shè)備等方式，本方案提高了坐標(biāo)庫的利用率，并且降低了后臺圖像處理的工作量，使電網(wǎng)巡檢設(shè)備做到了真正的數(shù)據(jù)化、智能化。

[1] 劉蓓, 汪沨, 陳春, 等. 一種配電網(wǎng)故障階段式恢復(fù)方法[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2014, 42(3)： 24-30.

[2] 徐云鵬, 毛強(qiáng), 李庭堅. 輸電線路機(jī)巡與人巡效果對比及協(xié)同巡檢建議[J]. 南方電網(wǎng)技術(shù), 2016, 10(2)：44-47.

[3] 高志遠(yuǎn), 姚建國, 曹陽, 等. 智能電網(wǎng)發(fā)展機(jī)理研究初探[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2014, 42(5)： 116-121.[4] 柴晨, 楊小薇, 郭璐. AR技術(shù)在高校圖書館中的應(yīng)用[J]. 知識經(jīng)濟(jì), 2015, 23(23)： 67.

[5] 康一鑫, 朱永利, 白晶. 基于博弈論的輸電線路監(jiān)測系統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模型[J]. 南方電網(wǎng)技術(shù), 2013, 7(6)： 113-117.

[6] 李東東, 崔龍龍, 林順富, 等. 家庭智能用電系統(tǒng)研究及智能控制器開發(fā)[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2013, 41(4)： 109-115.

[7] 陳國平, 馬耀輝, 張百珂. 基于指紋技術(shù)的藍(lán)牙室內(nèi)定位系統(tǒng)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用, 2013, 39(3)： 104-107.[8] 王益健. 藍(lán)牙室內(nèi)定位關(guān)鍵技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D].南京： 東南大學(xué), 2015： 5-7.

[9] 董倩, 王素珍, 韓冬, 等. 輸電線路智能巡檢系統(tǒng)中GPS技術(shù)的研究與應(yīng)用[J]. 微型機(jī)與應(yīng)用, 2013,32(16)： 8-10.

[10] 邊莉, 邊晨源. 電網(wǎng)故障診斷的智能方法綜述[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2014, 42(3)： 146-153.

Research on Intelligent Equipment Patrol Platform of Engine Room based on Augmented Reality Technology

Wu Yang Li Pingzhou
(Xidian University School of Physics and Optoelectronic Engineering, Xi’an 710100)

All industries need to take the initiative to master the operation and dynamic of equipment, so the inspection work about engine room is particularly important. In view of the accuracy of the current room inspection, this paper presents a design scheme of intelligent inspection platform for engine room based on augmented reality technology and traditional machine room inspection mode,indoor Bluetooth positioning technology and so on. Intelligent inspection technology is more convenient compared with traditional machine room inspection method. This intelligent method is conducive to the establishment of the power system’s intelligent inspection database.

augmented reality technology; indoor Bluetooth positioning technology; intelligent equipment patrol platform for power system

武 陽（1994-），女，通信作者，碩士研究生，研究方向為電網(wǎng)智能測試與控制。