一种应用于工业现场的监控方法与流程

本发明涉及一种应用于工业现场的监控方法。

背景技术：

目前的监控系统和方法主要将监控系统的摄像头和变送器的信息投影到大屏幕或现场显示屏的方法进行监控和显示。这种监控方法具有很强的局限性，尽管可以在大屏幕上显示多数信息，但是现场的显示屏无法很好的显示所需信息。一些公司公开各自的增强现实显示方法和三维显示方法，提高显示能力，但是目前增强现实显示技术是基于图像建模的方法，依然无法解决工业现场复杂环境的信息显示。微软、联想等公司公开各自的增强现实的可穿戴设备(眼镜)，对于工业厂房和设备监控的应用，需要一定的方法支持，才能实现工业生产、监控、维护和维修的需求。

技术实现要素：

针对现有大型设备监控、维护和维修过程的信息显示问题，本发明的目的在于提供一种工业现场的监控方法，基于可穿戴增强现实设备和三维模型的监控信息方法，将固定的屏幕显示信息变为跟随视觉、与现实融合的实时显示信息，并实时提示操作规程和注意事项，监控工作人员的操作，确保设备和人员的安全。

本发明目的是这样实现的：一种应用于工业现场的监控方法，如下：采用多功能眼镜和计算机数据中心，多功能眼镜具有录像、定位、通信、显示、存储和计算功能，计算机数据中心存储有各类设备的三维模型；当三维模型发生更新时，多功能眼镜与计算机数据中心实时通信，自动更新；工具和各类设备设置有标记，设备标记为颜色块/带、一维码、二维码或射频识别标签，工具标记为不同形状、不同颜色的颜色块；

多功能眼镜根据设备标记和实时录像的影像，判断出显示设备为三维模型中的哪部分，当已经连接到计算机数据中心时，实时显示设备运行信息，并传输实时影像数据；当离线时，显示上次同步的信息，记录过程影像；

当进入维修和维护状态时，多功能眼镜显示维修或维护的操作规程，注意事项的信息，记录影像过程中根据设备标识和工具标识的动态过程，依据注意事项，判断是否有危险操作或违规操作，给出实时提示；

大型设备周边，厂房的高点，开阔地面应有多处标记点，多功能眼镜根据各标记点的位置数据，实时计算出人的所在位置，并结合三维模型，搜索数据中心的周围设备信息。提取数据后，多功能眼镜根据陀螺仪的视景方向、影像处理结果以及结合三维模型的位置信息，将数据显示在眼镜的显示屏上，显示位置与人的视觉位置相同；显示数据时，多功能眼镜根据实物目标的距离，计算显示内容的大小，同时根据眼睛的视距，计算出不同的显示画面，达到三维立体显示的目的。

本发明方法的有益效果：

本发明方法应用增强现实的可穿戴设备，将厂房、设备等做标记，基于已建好的三维模型，通过数据中心交互，实时显示各类设备信息。在现场任何位置可以高效的显示所需数据和信息，同时对于维护和维修操作，提供实时的操作规程，并根据注意事项实时监护工作人员的操作，避免危险发生。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

图2是图1中设备信息流向示意图。

具体实施方式

实施例1

某化工厂具有20000平方米的工业面积，并具有一个控制室，巡检过程使用本监控方法可以在设备旁任意位置观察到设备信息，并可以及时显示报警信息和处理故障方法。

一种应用于工业现场的监控方法，如下：采用多功能眼镜和计算机数据中心，多功能眼镜具有录像、定位、通信、显示、存储和计算功能，计算机数据中心存储有各类设备的三维模型；当三维模型发生更新时，多功能眼镜与计算机数据中心实时通信，自动更新；工具和各类设备设置有标记，设备标记为颜色块/带、一维码、二维码或射频识别标签，工具标记为不同形状、不同颜色的颜色块；

多功能眼镜根据设备标记和实时录像的影像，判断出显示设备为三维模型中的哪部分，当已经连接到计算机数据中心时，实时显示设备运行信息，并传输实时影像数据；当离线时，显示上次同步的信息，记录过程影像；

当进入维修和维护状态时，多功能眼镜显示维修或维护的操作规程，注意事项的信息，记录影像过程中根据设备标识和工具标识的动态过程，依据注意事项，判断是否有危险操作或违规操作，给出实时提示；

大型设备周边，厂房的高点，开阔地面应有多处标记点，多功能眼镜根据各标记点的位置数据，实时计算出人的所在位置，并结合三维模型，搜索数据中心的周围设备信息。提取数据后，多功能眼镜根据陀螺仪的视景方向、影像处理结果以及结合三维模型的位置信息，将数据显示在眼镜的显示屏上，显示位置与人的视觉位置相同；显示数据时，多功能眼镜根据实物目标的距离，计算显示内容的大小，同时根据眼睛的视距，计算出不同的显示画面，达到三维立体显示的目的。

实施例2

首先对被监控的工业现场进行三维数学建模，存放在数据中心中，同时对被观测的设备进行实物标记；其次将被监控收集传感器、设备远程状态信息等数据，汇总到数据中心，与建立的三维数学模型进行匹配，并在三维模型中标记显示；再次使用多功能眼镜观测设备实物和标记物，多功能眼镜从数据中心获取三维数学模型相应的传感器采集数据，并显示视觉画面中；增强显示设备根据被标记物的图像尺寸计算当前所在位置，同时根据当前所在位置和显示目标位置计算需要显示的画面尺寸；增强现实设备获取数据中心报警设备信息时，采用声音、显示画面颜色和振动方式发出报警。

使用多功能眼镜进行维修或维护设备时，多功能眼镜显示从数据中心的操作规程中获得的操作方法；对使用的工具进行标记，在数据中心中进行登记；对维修或维护过程中操作过程进行维护步骤进行显示编程处理；多功能眼镜实时监控的维修或维护的操作过程，从数据中心获取已编程的维修或维护步骤，并根据标记的工具和被维修设备相对位置变化，及时与数据中心的数据匹对，判断操作是否符合操作规程；当匹对的数据发生偏差，判断为不符合操作规程的操作，采用声音、显示画面颜色和振动方式发出报警。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种应用于工业现场的监控方法，如下：对被监控的工业现场进行三维数学建模，同时对需要观测的设备进行实物标记；收集传感器、设备远程状态信息等数据，汇总到数据中心，与建立的三维数学模型进行匹配；人使用增强现实设备维修或维护设备时，增强显示设备显示的维护方法信息从数据中心的操作规程中获得；增强显示设备监控的操作步骤从数据中心获取，并根据标记的相对位置变化和数据中心数据变化判断操作是否符合操作规程；对数据发生偏差的设备，以及不符合操作规程的操作，均及时报警，提供数据中心的操作建议，避免危险发生。

技术研发人员：张益盛;曹阳;刘斌;陈雪原;张威
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所
技术研发日：2017.09.14
技术公布日：2018.01.30