本发明属于输电领域。
背景技术:
输电线路具有空间分布广阔,尺寸高大,形式多样,装配关系复杂的特点,往往难以进行课堂讲授,给传统的培训方式带来多种挑战。提升输电线路运行检修培训手段的科技含量,全面提高线路运检人员的培训质量,是电力企业发展的必然要求。
vr虚拟现实技术能通过融合计算机图形、仿真、传感器、显示等多种科学技术,创建一个虚拟信息环境,使用户具有身临其境的沉浸感和交互体验。将vr技术应用到输电线路的信息管理系统中,可为输电线路运行人员提供一个全新的三维图形用户界面,给人员提供各种直观而又自然的实时感官交互手段,将此项技术应用到仿真培训中,可以最大限度地方便人员操作,给被培训人员直观化的感受、提高整个培训的工作效率。
技术实现要素:
本发明的目的就是要解决以上问题,提供一种基于vr技术的输电线路可视化仿真培训系统,将虚拟现实技术和系统仿真技术结合,使输电线路浓缩在一个系统中,可进行角色扮演,亲手操作,反复演练等功能。
本发明的技术方案是这样得以实现的:一种基于vr技术的输电线路可视化仿真培训系统,其特点是:包含现场的摄像机和全景深度摄像机搭建,现场环境能实时传输回数据中心;通过技术手段进行三维人工建模绘制,建设完整线路三维模型;将完整三维建模数据导入vr系统中,并对vr设备感应进行联调;呈现出现实的虚拟效果;数据采集设备包括全景摄像机、vr漫游交互模块、全景视频播放模块、用户登陆模块、数据交互同步模块、后台管理模块、数据库服务,视频服务组件,数据接口服务,角色控制授权服务,gis数据服务、htcvive+tpcast+vr主机、提线架。
本发明将vr技术应用于输电线路模拟运行、巡视、检修中,使实际作业过程在设备上虚拟实现,具有突出的空间感,可以实现高度仿真和实时交互,并且不消耗现实资源和能量,确保培训过程的安全高效。
附图说明
图1是本发明的可视化仿真的杆塔系统架构图。
具体实施方式
从图1可见:输电线路可视化仿真培训实现,需要三维建模、数据采集。通过监控摄像机采集到的现场实时画面,对输电线路细节进行人工建模,可以获得精细模型。根据现场真实建模搭建的vr虚拟场景与现实几乎无异,通过vr沉浸式体验,可以达到快速虚拟巡检的目标,达到仿真培训的目的。
通过摄像机拍摄到的多角度画面,可以对杆塔、线路进行精细建模。根据拍摄到画面的清晰度不同,模型的细节会随着提升或降低。以三维的方式对杆塔、线路进行精细建模,然后将三维模型导入vr虚拟场景中,可以通过vr系统软件和vr头戴式眼镜,进行三维仿真虚拟线路培训。
按照图片材料的现场环境,绘制真实杆塔,包括但不限于:上字型、叉骨型、猫头型、v字型、干字型、酒杯型,杆塔类别包括但不限于:直线塔、耐张塔、转角塔、终端杆塔等。
将杆塔上每一个部件,包括塔身、塔座、塔顶、绝缘子串、防震锤、跳线等内容,并将实际线路走向绘制出。
可以切换在地面上,走到具体杆塔下方或四周,对杆塔情况进行巡视。通过真实杆塔现场布置的监控摄像机,一键切换至监控摄像机实时视频画面,观察该杆塔在当前时间下,现场的情况。
通过vr手持设备一键切换空中无人机巡检线路,并且可以通过切换杆塔上或者周围布置的监控摄像机,对杆塔上当前时间下的线路实景进行巡检。
输电线路可视化仿真培训是模拟真实的虚拟场景培训系统,本发明包含了现场的摄像机和全景深度摄像机搭建,保证现场环境能实时传输回数据中心;通过技术手段进行三维人工建模绘制,建设完整线路三维模型;将完整三维建模数据导入vr系统中,并对vr设备感应进行联调。呈现出现实的虚拟效果。具体需要数据采集用的全景摄像机、vr设备(vr漫游交互模块、全景视频播放模块、用户登陆模块、数据交互同步模块、后台管理模块、数据库服务,视频服务组件,数据接口服务,角色控制授权服务,gis数据服务)、htcvive+tpcast+vr主机+提线架硬件设备。
输电线路三维场景:整理一个输电线路场景,10个杆塔的线路长度,包含vr行走模式、高空无人机模式及菜单触发等功能。实现架空输电线路仿真,反映输电线路导线,杆塔,金具,绝缘子等,进行360度全方位的可视化培训。
1、vr行走模式和高空无人机模式:模拟人在地面巡检,查看线路和杆塔情况,看杆塔线路情况的时候,需有放大镜的巡视功能,详细查看三维设备。高空模式:设定一条巡视线路,vr视角漫游,类似vr游戏中血管流量一样。
2、菜单触发,一个线路的事故,高空挂物或者线路发热及断线等事故产生后,可以查看设备的详细资产信息,点击附件的摄像头打开一个视频。
3、实现系统的集成,建立培训支持系统,通过此系统,培训人员可以在虚拟空间通过漫游和演练实现输电线路虚拟巡视检修,达到仿真培训的目的。
输电线路可视化仿真培训系统具备除培训外的多用途应用,在设备选型和系统架构设计上拥有操作上的便捷、体验更真实、预览实时性更高等优点。