一种基于混合现实技术的机车远程维保服务系统及方法与流程

本发明属于铁路机车维保的技术领域，具体而言，涉及一种基于混合现实技术的机车远程维保服务系统及方法。

背景技术：

近些年，随着中国铁路装备技术的飞速发展，中国机车装备出口到世界多个国家，遍布全球，尤其出口到非洲、中亚等不发达地区的机车车辆，由于当地铁路线路条件差、运用管理和技术维护能力欠缺，导致机车不能按要求的维保周期进行检查和维修，维保过程检查不到位，超期运行等，以上种种因素导致机车质量问题突出，严重影响中国机车的声誉和品牌。为保证机车运用，制造商不得不派出较多的机车维护和检修专家到现场指导用户操作，造成制造商需要招聘和培养大批既懂技术、管理和外语的综合型人才进行派驻，费用支出巨大，而且受当地社会政治因素影响，驻外人员的安全还得不到有效保证。如何降低派驻人员的巨大费用支出，保证人身安全，而且还能有效的指导世界不同地区的用户如何进行有效的维保和检修机车，提高维保检修质量和效率，保证机车的正常运用，成为摆在机车制造商面前的一道难题。

2018年1月8日，武汉协和骨科医院成功实施全球首例混合现实(mr)技术三地远程会诊手术。整个手术场景极为科幻，位于中国武汉和美国弗吉尼亚理工大学的骨科专家团队戴上特殊头盔，仿佛拥有了透视眼，远在新疆博尔人民医院的患者病灶部位的全息投影成像，精准地“悬浮”眼前，如身临其境般指导新疆医院的主刀医生，一边演示一边标注手术路径，就像“手把手”的现场教授。混合现实技术打破时空局限，将远程专家带进本地手术室，千里会诊成真。

该案例中混合现实(mr)技术是虚拟现实(vr)和增强现实(ar)技术的进一步发展，该技术通过在现实场景中呈现虚拟场景信息，在现实世界、虚拟世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。混合现实是一组技术组合，其合并现实与虚拟世界而产生新的可视化环境，在新的可视化环境里物理和数字对象共享，并实时互动和信息的及时获取。

以上关于混合现实mr技术的成功运用，为机车制造商建立一种远程维保服务平台来指导用户操作成为可能，制造商的售后服务专家在公司内部即可对全球的机车的维保和检修进行“手把手”的现场教授。

技术实现要素：

鉴于此，为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的的目的在于提供一种基于混合现实技术的机车远程维保服务系统及方法以达到使用全息投影技术以突破空间的限制，避免扩充更多终端显示设备，极大地提高了远程维保服务的高效性和便利性的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种基于混合现实技术的机车远程维保服务系统，包括专家mr智能终端和用户mr智能终端，还包括维保服务系统和车载信息系统，所述维保服务系统通过无线网络通信分别与车载信息系统和用户mr智能终端建立连接；

所述维保服务系统包括专家支持主机，该专家支持主机通信连接有机车数据主机和专家mr智能终端；

所述车载信息系统包括信息采集主机和车载mr智能终端，所述信息采集主机和车载mr智能终端的输出端均通过无线通信的方式与所述维保服务器建立连接，且信息采集主机的输入端通信连接有车载微机和车载传感器。

进一步的，所述专家mr智能终端和用户mr智能终端均包括mr终端控制处理模块、无线通信模块、mr智能显示模块、音频模块和mr环境感知模块，所述mr智能显示模块、音频模块和mr环境感知模块均与所述mr终端控制处理模块通信连接，且音频模块设有麦克风和扬声器，mr环境感知模块设有景深相机、高清相机和环境感知器。

进一步的，所述车载mr智能终端包括mr智能终端控制处理模块、无线通信模块和多个摄像头，所述无线通信模块和多个摄像头分别与mr智能终端控制处理模块通信连接。

进一步的，所述无线通信模块为4g/5g通信模块，该4g/5g通信模块通过4g/5g网络与所述维保服务系统建立远程通信连接。

进一步的，所述专家mr智能终端、用户mr智能终端和车载mr智能终端均设为可穿戴式mr智能眼镜。

本发明还提供了一种基于混合现实技术的机车远程维保服务方法，该方法包括：

通过车载微机、车载传感器和车载mr智能终端采集机车资料信息，并将机车资料信息通过无线网络传输至维保服务系统；

在后台专家所在空间和远程用户所在空间内分别设有专家mr智能终端和用户mr智能终端，专家mr智能终端和用户mr智能终端之间通过无线网络建立通信连接；

专家mr智能终端和用户mr智能终端自动识别各自所处的物理环境信息，并进行物理环境建模，生成物理环境模型；

专家mr智能终端通信连接维保服务系统，获取所述机车资料信息，并将机车资料信息经运算处理后以全息影像的形式投射到物理环境模型中，生成混合现实场景；

专家mr智能终端和用户mr智能终端在混合现实场景中通过多种控制方式实现对机车资料信息进行查阅、编辑、整理和统计分析；

专家mr智能终端和用户mr智能终端之间进行实时交互。

进一步的，所述无线网络传输的方式采用4g/5g网络传输方式。

进一步的，所述维保服务系统包括专家支持主机和机车数据主机，所述机车数据主机和专家mr智能终端均与专家支持主机建立通信连接，且机车数据主机用于存储所述机车资料信息。

进一步的，所述机车信息资料包括机车三维模型、历史数据记录、专家知识库以及用户维保手册。

进一步的，所述车载mr智能终端包括多个摄像头，各个所述摄像头分别采集机车司机室、动力室、电气室、其他机械室及车下设备的区域。

本发明的有益效果为：

1、本发明所提供的基于混合现实技术的机车远程维保服务系统，通过无线网络通信实现将维保服务系统、车载信息系统和用户mr智能终端三者之间形成实时数据交互；同时，mr智能终端在硬件上的高度集成，避免因各种硬件交互运行导致的兼容性问题，同时降低维护成本，mr智能终端具备无线、移动化等特点，现场用户可根据后台专家的指导，对机车进行实时检修和维保，操作效率高，极大的降低了经济成本和时间成本。

2、本发明所提供的基于混合现实技术的机车远程维保服务方法，可在混合现实场景中将远端的机车故障现象和维保过程进行直观展示，通过可视化和交互的方式对维保作业人员提供指导或培训，无需派出较多的机车维护和检修专家到现场指导用户操作；能够实现机车维保及故障处理的数字化、交互化、实时化和平台化管理，可以有效提高维保作业效率和工作质量，极大的降低维保工作成本。

附图说明

图1是本发明提供的基于混合现实技术的机车远程维保服务系统的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“专家”、“用户”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

如图1所示，在本实施例中，具体提供了一种基于混合现实技术的机车远程维保服务系统，包括专家mr智能终端和用户mr智能终端，还包括维保服务系统和车载信息系统，所述维保服务系统通过无线网络通信分别与车载信息系统和用户mr智能终端建立连接，以实现在维保服务系统、车载信息系统以及用户mr智能终端三者之间进行实时数据交互。

所述维保服务系统包括专家支持主机，该专家支持主机通信连接有机车数据主机和专家mr智能终端，专家支持主机可调取存储于机车数据主机内的机车资料信息，并将机车资料信息上传至专家mr智能终端中；专家支持主机还可展示现场视频影像、车载显示界面、历史数据回放，还可进行历史故障统计。

所述车载信息系统包括信息采集主机和车载mr智能终端，所述信息采集主机和车载mr智能终端的输出端均通过无线通信的方式与所述维保服务器建立连接，且信息采集主机的输入端通信连接有车载微机和车载传感器，车载微机和车载传感器均是机车上的现有设备，能够自动获取机车正常运行的参数信息。

所述专家mr智能终端和用户mr智能终端均包括mr眼镜，该mr眼镜内设有mr终端控制处理模块、无线通信模块、mr智能显示模块、音频模块和mr环境感知模块，所述mr智能显示模块、音频模块和mr环境感知模块均与所述mr终端控制处理模块通信连接，且音频模块设有麦克风和扬声器，mr环境感知模块设有景深相机、高清相机和环境感知器。优选的，环境感知器包括气体传感器、温湿度传感器以及陀螺仪等，用于感知mr智能终端在使用环境中周围事物的状态、穿戴者的状态和运动信息等。

所述车载mr智能终端包括mr智能终端控制处理模块、无线通信模块和多个摄像头，所述无线通信模块和多个摄像头分别与mr智能终端控制处理模块通信连接。在本实施例中，设有三个摄像头并分别采集机车的司机室、动力室以及电气室的场景信息。

所述无线通信模块为4g/5g通信模块，该4g/5g通信模块通过4g/5g网络与所述维保服务系统建立远程通信连接，4g/5g通信模块具有传输速度快、可靠性高的优点。

为了使用成熟技术和简便应用，所述专家mr智能终端、用户mr智能终端和车载mr智能终端均设为可穿戴式mr智能眼镜，可穿戴式mr智能眼镜的技术成熟、结构轻巧且便于携带，有利于用户在远端对机车进行检修和维保，无需占用用户的双手，能够极大的节约时间并提供操作效率。

实施例2

基于实施例1提供的基于混合现实技术的机车远程维保服务系统，本实施例提供了应用该机车远程维保服务系统的方法，该方法具体包括：

通过车载微机、车载传感器和车载mr智能终端采集机车资料信息，并将机车资料信息通过无线网络传输至维保服务系统；其中，所述机车信息资料包括机车三维模型、历史数据记录、专家知识库以及用户维保手册，所述机车三维模型、专家知识库和用户维保手册通过车载微机进行提供，历史数据记录通过车载传感器进行提供，其中，专家知识库则是适应于不同的机车类型提供的特殊知识库。

在后台专家所在空间和远程用户所在空间内分别设有专家mr智能终端和用户mr智能终端，专家mr智能终端和用户mr智能终端之间通过无线网络建立通信连接，在本实施例中，用户mr智能终端先与维保服务系统建立无线通信连接，维保服务系统再与专家mr智能终端建立通信连接；优选的，所述无线网络传输的方式采用4g/5g网络传输方式。

专家mr智能终端和用户mr智能终端自动识别各自所处的物理环境信息，并进行物理环境建模，生成物理环境模型；

专家mr智能终端通信连接维保服务系统，获取所述机车资料信息，并将机车资料信息经运算处理后以全息影像的形式投射到物理环境模型中，生成混合现实场景；

专家mr智能终端和用户mr智能终端在混合现实场景中通过多种控制方式实现对机车资料信息进行查阅、编辑、整理和统计分析，其中，查阅、编辑、整理和统计分析形式包括浏览各种信息、将需要的信息分类集中，移动、旋转、缩放资料、复制备份资料、圈点标注资料、收藏分享资料和截屏录像录音等；专家mr智能终端和用户mr智能终端之间进行实时交互，实时交互方式包括但不限于留言、实时沟通交流的方式。

在本实施例中，专家mr智能终端和用户mr智能终端看到的混合现实场景自动进行数据同步合并，各个佩戴者在感官上看到的混合现实场景相同。

所述维保服务系统包括专家支持主机和机车数据主机，所述机车数据主机和专家mr智能终端均与专家支持主机建立通信连接，且机车数据主机用于存储所述机车资料信息。

所述车载mr智能终端包括多个摄像头，各个所述摄像头分别采集机车司机室、动力室、电气室、其他机械室及车下设备的区域。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。