5G+AR的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程協(xié)同系統(tǒng)研究與分析

陳璐

摘要：5G被稱為革命性的通訊技術(shù)，根據(jù)ITU國際電信標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟的定義，它主要有三大基本場(chǎng)景分別是：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）、低時(shí)延高可靠通信（URLLC）和大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）是一種實(shí)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像的技術(shù)，是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，這種技術(shù)的目標(biāo)是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實(shí)世界并進(jìn)行互動(dòng)。基于5G+AR的遠(yuǎn)程協(xié)同系統(tǒng)將會(huì)給工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來非同尋常的意義。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);AR技術(shù);遠(yuǎn)程協(xié)同系統(tǒng);工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

引言：5G+AR遠(yuǎn)程協(xié)同系統(tǒng)通過AR眼鏡端和平臺(tái)端的通訊實(shí)現(xiàn)音、視、圖、文的實(shí)時(shí)互動(dòng)，看到、聽到現(xiàn)場(chǎng)情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程互動(dòng)，以進(jìn)行指導(dǎo)、問詢、設(shè)備維修等工作。通過系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)維服務(wù)，從部署到用戶日常使用，為系統(tǒng)提供全面可靠的監(jiān)測(cè)、響應(yīng)、分析、管理機(jī)制，有效提高業(yè)務(wù)系統(tǒng)的支撐能力。實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)與后臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)管理閉環(huán)。

一、系統(tǒng)需求分析

目前現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景巡檢需要手工記錄問題，維修需要專家到場(chǎng)，效率低下，開銷大，在非常時(shí)刻嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。5G+AR遠(yuǎn)程協(xié)同系統(tǒng)以現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際場(chǎng)景應(yīng)用為基礎(chǔ)，根據(jù)多家企業(yè)需求通用性為工業(yè)場(chǎng)景訂制，以工業(yè)級(jí)的處理器、高清攝像頭、大視角顯示提供遠(yuǎn)程可視化交流、現(xiàn)場(chǎng)管理、視覺識(shí)別等。

二、系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)整體AR眼鏡端、Android主機(jī)端、PC專家坐席端、后臺(tái)管理端等構(gòu)成。巡檢人員或維修人員在巡檢或維修過程中發(fā)現(xiàn)問題并需要專家的遠(yuǎn)程協(xié)助時(shí)，利用AR眼鏡和Android主機(jī)上安裝的應(yīng)用來選擇對(duì)應(yīng)的專家進(jìn)行呼叫，在接通后AR眼鏡實(shí)時(shí)采集畫面并傳輸給專家端，專家端在遠(yuǎn)程進(jìn)行協(xié)助，并且可以以標(biāo)注畫面的形式來實(shí)時(shí)指導(dǎo)，AR眼鏡端在采集畫面的同時(shí)也實(shí)時(shí)接收專家傳輸過了的畫面，以此在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下到達(dá)高效快速的協(xié)同處理，解決問題。如果存在專家不在線或忙碌的情況，AR眼鏡端也可以進(jìn)行拍照和視頻錄制并保存在本地或上傳到專家端，待接通專家后發(fā)送視頻和圖片來反饋問題，或是專家端登陸后臺(tái)管理端后查看用戶端反饋過來的問題以此來分析，隨著數(shù)據(jù)的不斷收集可以形成知識(shí)庫來不斷的完善系統(tǒng)功能。本系統(tǒng)的功能包含實(shí)時(shí)呼叫、高清低延遲通話、云端和本地錄制、知識(shí)庫檢索、屏幕分享與標(biāo)注、語音控制、設(shè)備管理、智能識(shí)別等，為用戶提供高效便捷的體驗(yàn)。

三、系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）后臺(tái)管理端

管理端系統(tǒng)采用SSM（Spring+SpringMVC+MyBatis）框架進(jìn)行開發(fā)，通過Spring的IOC特性，將對(duì)象之間的依賴關(guān)系交給了Spring控制，方便解耦，對(duì)重復(fù)模塊進(jìn)行集中，實(shí)現(xiàn)事務(wù)，日志，權(quán)限的控制;SpringMVC是使用了MVC設(shè)計(jì)思想的輕量級(jí)web框架，對(duì)web層進(jìn)行解耦，使開發(fā)更簡(jiǎn)潔，與Spring無縫銜接;Mybatis提供映射標(biāo)簽，支持對(duì)象和和數(shù)據(jù)庫Orm字段關(guān)系的映射，支持對(duì)象關(guān)系映射標(biāo)簽，支持對(duì)象關(guān)系的組建，提供了Xml標(biāo)簽，支持動(dòng)態(tài)的Sql。后臺(tái)管理端功能分為角色管理、用戶管理、服務(wù)隊(duì)列管理、文件管理、知識(shí)庫管理、設(shè)備管理、智能識(shí)別、個(gè)人中心等模塊等，用戶可以使用管理端方便的進(jìn)行業(yè)務(wù)操作和管理。

（二）專家座席端

采用PC Web的B/S架構(gòu)，無需安裝，在瀏覽器就可以使用。采用layui框架，遵循原生 HTML/CSS/JS 的書寫與組織形式，便于開發(fā)和維護(hù)。主要功能包括登陸、開關(guān)隊(duì)列監(jiān)聽、視頻通話、云端錄制、屏幕分享、屏幕標(biāo)注等，能夠高效的遠(yuǎn)程協(xié)助用戶處理問題。

（三）用戶端APP

作為信息采集和遠(yuǎn)程協(xié)助展現(xiàn)的重要組成部分，APP采用Android原生開發(fā)語言使用MVP框架進(jìn)行開發(fā)，模型與視圖完全分離，我們可以修改視圖而不影響模型;可以更高效地使用模型，因?yàn)樗械慕换ザ及l(fā)生在一個(gè)地方即Presenter內(nèi)部;我們可以將一個(gè)Presenter用于多個(gè)視圖，而不需要改變Presenter的邏輯。這個(gè)特性非常的有用，因?yàn)橐晥D的變化總是比模型的變化頻繁;如果我們把邏輯放在Presenter中，那么我們就可以脫離用戶接口來測(cè)試這些邏輯（單元測(cè)試）。

APP系統(tǒng)主要包含登陸、視頻錄制、拍照、OCR識(shí)別、呼叫專家、視頻通話、接受屏幕分享和標(biāo)注、語音控制等功能模塊，功能設(shè)計(jì)清晰易懂，降低了使用難度，優(yōu)化了用戶體驗(yàn)，APP安裝在Android微型主機(jī)中，攜帶方便，通過5G網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)或?qū)＜叶诉M(jìn)行交互，極大的提高了生成效率。

（四）AR眼鏡端

AR眼鏡包含攝像頭和顯示鏡片，攝像頭為500像素1080P高清攝像頭，首創(chuàng)21°大視角顯示更大的屏幕，LED補(bǔ)光燈圖像采集更清晰，鏡片采用單目式方便用戶使用，眼鏡與Android主機(jī)端通過usb線進(jìn)行連接和供電，主要完成信息采集和數(shù)據(jù)展示的功能，并且由于APP支持語音控制，使用AR眼鏡徹底解放了雙手，更加便于在專家指導(dǎo)過程中用戶的實(shí)際操作。

（五）核心技術(shù)

供第一視角高清視頻直播;微型近眼顯示圖文雙向可視化;引入增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)標(biāo)注、視覺識(shí)別技術(shù)高效精準(zhǔn)交流;嵌入語言識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別等交互創(chuàng)新手段保障使用方便;借助可穿戴移動(dòng)終端采集工作過程數(shù)據(jù);引入深度學(xué)習(xí)算法與大數(shù)據(jù)云分析技術(shù)，形成人工智能工業(yè)大數(shù)據(jù)庫，真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)隨時(shí)隨地共享。

結(jié)束語

本系統(tǒng)是一套基于各行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)遠(yuǎn)程溝通的實(shí)際需求，結(jié)合5G+AR技術(shù)，以5G和AR智能眼鏡為基礎(chǔ)，通過AR眼鏡端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，為遠(yuǎn)程求助方提供可視化的信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)專家級(jí)遠(yuǎn)程協(xié)助的遠(yuǎn)程可視化解決方案。將繁雜的工作手冊(cè)、流程圖、對(duì)講機(jī)等統(tǒng)統(tǒng)拋棄，徹底解放工人/操作者的雙手。提高維修效率、實(shí)現(xiàn)信息互傳、增強(qiáng)應(yīng)對(duì)實(shí)際問題的處理經(jīng)驗(yàn)。讓工業(yè)問題交流更直接，更精準(zhǔn)，更高效，可視化的共享信息。免去了現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員與專家的出差煩擾和節(jié)約企業(yè)成本，實(shí)現(xiàn)真正的互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)。

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