一种用于调控人员现场监控的沉浸式视景观看系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于调控人员现场监控的沉浸式视景观看系统，包括交互设备、计算设备、图像融合设备以及投影设备。其中，计算设备包括主控计算机和多台渲染计算机；交互设备连接主控计算机，主控计算机通过网络交换设备分别连接各渲染计算机，各渲染计算机连接图像融合设备，图像融合设备连接投影设备。利用本实用新型能够直观、形象地显示变电站内的电力设备，具有很好的沉浸感，从而便于调控人员了解电力设备的运行状况，方便指挥现场工作。
【专利说明】一种用于调控人员现场监控的沉浸式视景观看系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于调控人员现场监控的沉浸式视景观看系统。
【背景技术】
[0002]为了保证电力系统的安全稳定运行，电力调度中心的调控人员通过SCADA(数据采集与监视控制)系统对变电站内的电力设备进行实时监控，完成对电力设备的遥测、遥信、遥控和遥调。但是，现有基于SCADA技术的监控系统只能使用二维图形显示电力设备的运行状况，显示效果不够直观，不能给调控人员身临其境的感受。因此在一定程度上，可能会影响调控人员的判断。
[0003]虚拟现实技术可以通过视听手段，让人感受到身临其境的沉浸感。该技术已经广泛应用于电力系统的仿真培训、可视化展示、虚拟试验等应用中，能够更加准确、逼真地反映现场设备及环境的状态，大大提升了用户的视觉感受和人机交互体验。虽然虚拟现实技术已经应用到电力系统的各个环节中，但在监控系统中的应用还是比较少的。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种用于调控人员现场监控的沉浸式视景观看系统。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用下述的技术方案:
[0006]一种用于调控人员现场监控的沉浸式视景观看系统，包括交互设备、计算设备、图像融合设备以及投影设备；其中，
[0007]所述计算设备包括主控计算机和多台渲染计算机；
[0008]所述交互设备连接所述主控计算机，所述主控计算机通过网络交换设备分别连接各渲染计算机，各渲染计算机连接图像融合设备，所述图像融合设备连接所述投影设备；
[0009]所述投影设备由投影仪和投影屏幕组成。
[0010]其中较优地，所述交互设备为摇杆手柄。
[0011]其中较优地，所述图像融合设备为CK4M系列图像融合处理器。
[0012]其中较优地，所述投影屏幕为三面Viewall系列背景投影幕，所述投影仪与三面所述投影屏幕组成一个CAVE沉浸式虚拟空间。
[0013]利用本实用新型提供的沉浸式视景观看系统，能够直观、形象地显示变电站内的电力设备，具有很好的沉浸感，从而便于调控人员了解电力设备的运行状况，方便指挥现场工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的整体系统架构图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0016]参见图1，本实用新型提供的用于调控人员现场监控的沉浸式视景观看系统包括交互设备、计算设备、图像融合设备、投影设备以及立体眼镜。该计算设备包括一台主控计算机以及若干用于渲染的计算机；主控计算机一方面连接交互设备，另一方面同时连接各渲染计算机；图像融合设备分别连接投影设备和各渲染计算机。投影设备包括投影屏幕和若干投影仪。该立体眼镜供调控人员观看投影设备的投影图像。其中，计算设备和图像融合设备作为图形计算的硬件平台，用于实现变电站虚拟现实场景的构建与渲染；投影设备用于显示变电站虚拟现实场景；交互设备用于调控人员在变电站虚拟现实场景中进行第一人称视角的漫游。下面对此展开进一步的说明。
[0017]在本实用新型中，交互设备优选采用摇杆手柄。摇杆手柄通过USB数据线与主控计算机相连接。调控人员可以通过控制摇杆手柄，实现在变电站虚拟现实场景第一人称视角的平移和场景漫游。通过对虚拟现实场景的多角度漫游，使得调控人员能够真实了解变电站内部情况，方便进行指挥现场工作。在本实用新型的一个实施例中，优选采用BTP-4328系列摇杆手柄，其操作简单，可以实现上下、左右、前后六自由度的控制。
[0018]计算设备包括主控计算机以及若干渲染计算机，用于建立各种装配展示场景，以及渲染大数据量的三维模型。其中，主控计算机用于生成变电站虚拟现实场景；渲染计算机对其加载的主控计算机生成的虚拟现实场景并进行高逼真度仿真及渲染。其中，计算机的型号优选采用图形渲染能力强的HP Z820系列，以便实现变电站虚拟现实场景渲染中的大量图形计算。在本实用新型的一个实施例中，计算设备包括一台主控计算机和三台渲染计算机。主控计算机一方面与交互设备相连接，用于接收并处理调控人员的视角平移和场景漫游的数据信息；另一方面通过网络交换设备与各渲染计算机连接。其中，网络交换设备优选采用D-Link的DGS-1024T24 口千兆交换机，用于主控计算机与渲染计算机之间组成局域网，实现数据共享和管理。
[0019]图像融合设备、投影设备和立体眼镜等相互配合，用于将计算设备构建的变电站虚拟现实场景投影到屏幕上进行显示。具体地说，渲染计算机输出的变电站虚拟现实场景数据首先发送至图像融合设备进行融合处理；图像融合设备将多台渲染计算机的数据进行整合，并将图像信息同步、无失真地传送到投影仪中。投影仪的数量通常与渲染计算机的数量保持一致。多个投影仪接收并处理图像信息后，将三维图像投影到投影屏幕上。调控人员通过立体眼镜就可以观看三维虚拟现实场景中电力设备的运行状况。
[0020]为了保证变电站虚拟现实场景的显示效果，本实用新型中的图像融合设备优选采用CK4M系列图像融合处理器，可以保证图像数据高品质、高保真地进行融合。投影仪优选采用F85系列主动立体投影仪，投影屏幕优选采用三面Viewall系列背景投影幕。投影仪与三面投影屏幕可以组成一个CAVE (Cave Automatic Virtual Environment,洞穴状自动虚拟系统)沉浸式虚拟空间。立体眼镜优选采用Edgel.2主动立体眼镜。在投影屏幕围成的CAVE沉浸式虚拟空间中，调控人员戴上立体眼镜后，就可以观看变电站的虚拟现实场景。
[0021]利用本实用新型提供的沉浸式视景观看系统，能够直观、形象地显示变电站内的电力设备，具有很好的沉浸感，从而便于调控人员了解电力设备的运行状况，方便指挥现场工作。
[0022]上面对本实用新型所提供的用于调控人员现场监控的沉浸式视景观看系统进行了详细的说明，但并非对本实用新型的限制。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
【权利要求】
1.一种用于调控人员现场监控的沉浸式视景观看系统，其特征在于包括交互设备、计算设备、图像融合设备以及投影设备；其中， 所述计算设备包括主控计算机和多台渲染计算机； 所述交互设备连接所述主控计算机，所述主控计算机通过网络交换设备分别连接各渲染计算机，各渲染计算机连接图像融合设备，所述图像融合设备连接所述投影设备； 所述投影设备由投影仪和投影屏幕组成。
2.如权利要求1所述的沉浸式视景观看系统，其特征在于: 所述交互设备为摇杆手柄。
3.如权利要求1所述的沉浸式视景观看系统，其特征在于还包括立体眼镜，所述立体眼镜供调控人员观看所述投影设备的投影图像。
4.如权利要求1所述的沉浸式视景观看系统，其特征在于: 所述图像融合设备为CK4M系列图像融合处理器。
5.如权利要求1所述的沉浸式视景观看系统，其特征在于: 所述投影屏幕为三面Viewall系列背景投影幕，所述投影仪与三面所述投影屏幕组成一个CAVE沉浸式虚拟空间。
6.如权利要求1所述的沉浸式视景观看系统，其特征在于: 所述投影仪的数量与所述渲染计算机的数量保持一致。
【文档编号】G03B29/00GK204009857SQ201320892448
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】雷鸣, 梁志峰, 游大宁, 廖大鹏, 马强, 刘军, 乔立同, 王晓鹏, 吕霏, 王明松 申请人:国网山东省电力公司, 北京科东电力控制系统有限责任公司, 国家电网公司