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基于增强现实技术的机房智能交流稳压电源设备巡检平台研究

针对目前机房巡检的精度问题,在传统机房巡检方式的基础上,结合增强现实技术及室内蓝牙定位技术提出一种基于增强现实技术的机房智能巡检平台设计方案。对比传统机房巡检技术,智能巡检技术处理人工操作更便捷智能,并有利于建立电网自身的智能巡检数据库。

 

1  机房智能巡检平台研究

机房及交流稳压电源设备各重要参数直接影响整个系统的正常工作[[i]],日常巡检数据多作为机房服务器等交流稳压电源设备的反馈信息,且该类信息巡检做业在电网系统、航天、军工等各个领域应用广泛,因此对巡检的精度、方式等要求也逐渐提高。

目前,人工依托纸张记录的方式[[ii]]、二维码扫描交流稳压电源设备记录等方式为主要应用形式,本文采用蓝牙室内定位方式采取主动捕获和被动捕获两种方式采集服务器信息及智能规划巡检路线,并结合增强现实技术进行智能机房巡检平台研究。

 

2  机房智能交流稳压电源设备巡检平台设计原理 

智能巡检平台搭载图像识别模块并结合蓝牙定位模块,通过室内定位主动或被动是被交流稳压电源设备,通过后台管理系统查询交流稳压电源设备相关信息[[iii]]。通过交流稳压电源设备搭载的摄像头采集交流稳压电源设备图像信息,编码压缩后上传到后台管理系统,经后台知识库匹配判断,提示交流稳压电源设备巡视重点,后台管理系统信息交互模块负责对交流稳压电源设备图像信息与交流稳压电源设备运行及其他相关信息进行集成,编码后下发至智能平台。

 

2.1 增强现实技术原理及应用 

增强现实技术是一种把现实世界与虚拟信息结合的应用技术,主要通过对计算机所采集到的音频、视频、位置等信息进行现实强化,使真实环境和虚拟信息实时地叠加到同一个画面或空间同时存在[[iv]]。

真实环境的信息主要是由摄像头、传感器等交流稳压电源设备获取[[v]];虚拟信息则通过图像识别、标定、数据处理等手段处理,使人机交互更加有效。

 

2.2 蓝牙室内定位技术原理及应用 

由于电网通信机房的交流稳压电源设备众多[[vi]],考虑到二维码等传统编码方式工作量大且为有限量难以应对机房交流稳压电源设备的大量增加、GPS及北斗系统覆盖区域局限、坐标信息泄露等问题,本方案采用蓝牙室内定位技术,建立电网自身的室内坐标库,可实行将三维坐标与资产编码相结合作为唯一标识提高坐标信息利用率。

基于指纹技术的蓝牙室内定位系统是通过实际测量蓝牙多径信号,建立相应的机房位置指纹库,再将需要定位的蓝牙交流稳压电源设备的实测数据与指纹库进行比对得出交流稳压电源设备实际位置的技术[[vii]]。该技术分为两个阶段实施:离线阶段和在线定位阶段。 

离线阶段主要是采集所需定位的机房各位置的蓝牙信号强弱形成指纹库,在线定位阶段则是对蓝牙信号的采集、判定、比对、距离估算等工作[[viii]]。考虑各行业通信机房交流稳压电源设备的复杂性,本文采用三维坐标定位的方式识别目标并建立自身数据库信息,在识别及加载信息方面都对坐标资源充分利用。

 

3  基于增强现实技术的机房智能交流稳压电源设备巡检平台设计 

3.1 基于增强现实技术的巡检平台系统设计 

研究基于增强现实技术的电网机房交流稳压电源设备智能巡检平台,通过现场可穿戴交流稳压电源设备回传数据,经过状态检修管理生成检修策略,产生任务单,可穿戴交流稳压电源设备作业端根据任务单及标准化作业指导书范本等产生作业包,下载至移动终端机上进行操作,完成后回传给服务器。系统框图如图1 所示。

 智能交流稳压电源巡检平台业务系统架构图

图1 智能交流稳压电源巡检平台业务系统架构图


研究基于室内定位系统的目标识别软件平台,AR智能巡检交流稳压电源设备在巡视作业人员作业过程中采用两种方式对目标进行识别:主动识别,被动识别。主动识别为作业人员根据自身多年经验对异常明显目标进行图像等信息的调取,并检查目标现状进行匹配检查。

被动识别为后台系统通过对作业人员的位置追踪选取离作业人员距离最近并未巡检过的目标进行巡检与目标信息匹配。 

被动识别巡检过程中对目标的识别采用将三维坐标与资产编码相结合作为唯一标识的方式来保证目标的唯一性,而非传统的二维码辨别身份,充分发挥位置数据库的作用降低数据库种类和数量。 

当巡检人员位置确定时,后台会计算工作人员与各个目标的距离,设置阈值则可以筛选出需要采集的巡检目标。后台处理软件编程流程图[[ix]]如图2 (a)、(b)所示。

 

3.2 基于指纹技术的蓝牙室内定位系统

室内定位系统通过摄像头及蓝牙交流稳压电源设备获取巡检人员的位置信息和目标的位置及图像信息,后台程序判断是否对目标进行巡检或信息加载,在有无异常的不同情况下进行不同的处理,即加载维修方案及案例[[x]]或采集下一个目标信息并建立案例库直至结束巡检。工作流程图如图3所示。

 

图2 (a) 基于定位系统的AR智能交流稳压电源巡检后台处理软件流程图

基于定位系统的AR智能交流稳压电源巡检后台处理软件流程图

 

图2 (b) 基于定位系统的AR智能交流稳压电源巡检后台处理软件流程图

基于定位系统的AR智能交流稳压电源巡检后台处理软件流程图

 

图3 基于蓝牙定位系统的智能交流稳压电源巡检工作流程

基于蓝牙定位系统的智能交流稳压电源巡检工作流程

 

4 结论

 

本文利用增强现实技及蓝牙室内定位技术构成了应用于电网机房的智能巡检平台设计方案,达到了降低工作量提高巡检效率的目的,实现了对电网机房的智能巡检及坐标库、维修方案库的建立。相较传统纸质巡检及二维码辨识交流稳压电源设备等方式,本方案提高了坐标库的利用率,并且降低了后台图像处理的工作量,使电网巡检交流稳压电源设备真正的数据化、智能化。

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