一种基于5G通讯的电气柜AR智能巡检系统及方法

一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统及方法
技术领域
1.本发明涉及ar和智能巡检技术领域，特别是指一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统及方法。


背景技术：

2.目前在电气柜巡检工作中，由于涉及接线端子复杂且易出错，现场运维检修人员，存在不能完全掌握各个接线端子各方面信息、运维技能不足等问题，导致难以准确判断设备故障、无法开展紧急维护等，同时，在设备调试、维修和紧急情况处理时，现场运维人员无法独自完成，作业质量和效果无法及时检查确认，设备和人身安全可能产生隐患，沟通和决策效率有待提高。而以前存在一个问题因为现场视频流传输时数据量较大，而且没有办法第一时间调用到对应的数据信息，会导致决策时间变长，巡检难度增加。对于视频流传输，经过5g与4g，wifi等无线传输方式的对比，5g网络在传输速率上能更满足使用需求。此外，利用5g网络的低时延特性能使远程协助更顺畅进行，以及通过5g网络的广域互联性，加强设备数据之间的传输，为巡检系统的各种设备的实时数据需求提供保障。
3.因此，提供一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统，利用5g网络大带宽，低时延，高可靠等特点，实现了视频流的实时传输和视频流的实时处理，利用ar技术对电气柜巡检提供帮助，引导巡检作业，快速确认异常情况，远端专家通过巡检系统，对现场人员提供支撑，有效节省人力和时间成本，提高工作效率和电力安全生产水平。
4.现有的智能巡检系统方案多是宽泛的，并未针对钢铁行业背景下电气柜巡检这一应用场景深度结合5g和ar技术。宽泛的巡检系统方案无法根据实际特定应用场景进行基于ar技术的深度智能巡检，每一个实际的巡检技术方案针对不同的应用场景都会相应不同。
5.综上所述，现技术中的智能巡检系统以从面到点的设计方式，会导致针对特定应用场景的巡检方案有所缺陷，无法取到良好的巡检效果。


技术实现要素：

6.针对现有技术从面到点的设计方式，以及并未针对钢铁行业背景下电气柜巡检这一应用场景深度结合5g和ar技术的问题，本发明提出了一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统及方法。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
8.一方面，提供了一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统，包括：
9.ar端，用于对电气柜设备进行图像采集、ar成像、语音交互以及5g通讯；
10.5g通讯云平台，用于对电气柜异常情况进行巡检；
11.专家端，用于进行远程专家与设备现场巡检人员之间的交互。
12.可选地，ar端包括：
13.图像采集单元，用于采集电气柜的视频流图像信息，提取电气柜常见异常所需特征信息；
14.ar成像单元，用于对图像采集单元采集的图像信息进行ar成像；
15.语言交互单元，用于语音信息的输入和输出；
16.5g通讯单元，用于与5g通讯云平台进行通讯。
17.可选地，5g通讯云平台，包括：
18.状态识别模块，用于通过图像采集单元提取到的特征信息，对电气柜的异常状态进行识别；
19.设备定位模块，用于针对电气柜的异常状态，提供具体异常设备的位置信息，并提供异常设备位置的ar导航图；
20.数据管理模块，用于ar端以及专家端对各个模块生成的数据信息的调取以及回溯；
21.智能巡检模块，用于针对电气柜配置对应的巡检计划信息和异常处理方案；
22.知识索引模块，用于针对现场巡检人员提供电气柜相关巡检数据信息的支持；
23.身份验证模块，用于验证现场使用者和专家的身份信息；
24.远程协助模块，用于建立ar端与专家端的远程通信。
25.可选地，状态识别模块，还用于根据图像采集单元采集到的图像，通过对图像进行图像处理算法以及图像识别算法的处理，对电气柜的异常情况进行识别。
26.可选地，数据管理模块，还用于对历史巡检数据信息进行储存，形成知识数据库。
27.可选地，巡检计划信息包括多个巡检点以及巡检计划步骤；异常处理方案为根据电气柜不同异常情况提供的处理方案。
28.可选地，知识索引模块，还用于根据电气柜巡检特征信息调取知识数据库对应的电气柜巡检知识信息。
29.可选地，远程协助模块包括：
30.通讯建立子模块，用于建立巡检端和所述专家端的实时视频通讯连接；
31.ar标记子模块，用于专家端对现场画面进行ar标记；ar端获取标记信息。
32.可选地，ar标记子模块，还用于提取专家标记信息中的标记位置2d坐标以及标记图像信息；通过2d-3d坐标转换算法，获取对应的3d坐标；结合获取的标记图像信息以及3d坐标，进行现实设备中的ar标注绘制。
33.一方面，提供了一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检方法，包括：
34.s1：通过ar端对电气柜进行图像采集以及ar成像；提取电气柜的异常情况特征信息；
35.s2：通过5g通讯云平台对电气柜的异常情况进行巡检；根据异常情况特征信息，调用识别算法判断电气柜中的异常设备，锁定目标设备；
36.s3：通过5g通讯云平台，根据所述电气柜的异常情况显示目标设备的巡检方案，以及目标设备的ar线路图；
37.s4：汇总巡检方案以及ar线路图生成历史巡检信息；将历史巡检信息存入知识数据库，完成电气柜的智能巡检。
38.一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行以实现上述基于5g通讯的电气柜ar智能巡检的方法。
39.一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现上述基于5g通讯的电气柜ar智能巡检的方法。
40.本发明实施例的上述技术方案至少具有如下有益效果：
41.上述方案中，1.本发明设计一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统，可以针对电气柜，通过对实时视频流的特征提取与分析处理，起到人工和数据记录结合的巡检效果，并对电气柜的各种异常情况做出相应的维护方案。
42.2.本发明针对电气柜常见异常情况，设计异常识别算法，对实时视频流进行特征提取处理，识别视频流中包含的异常情况信息。通过此算法可以对电气柜的各种异常智能化识别与判断。
43.3.本发明针对电气柜巡检过程，设计远程协助功能。此功能采用2d-3d坐标转换算法，将平面视频流信息与三维ar视频流信息匹配，达到远程标记、协助处理功能。
44.4.本发明针对电气柜巡检过程中，ar视频流信息数据量大需要实时传输，远程视频通信需要低时延连接以及巡检人员可移动性等网络需求，即网络需满足ar视频流400mbps传输量、时延低至20ms的实时传输需求，采用5g网络作为网络基础。利用5g网络大带宽，低时延，高可靠等特点，为电气柜巡检过程中ar视频流的实时传输和实时处理的提供了网络支撑。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
46.图1是本发明实施例提供的一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统的系统架构拓扑图；
47.图2是本发明实施例提供的一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统的实施环境图；
48.图3是本发明实施例提供的一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统的状态识别模块技术流程图；
49.图4是本发明实施例提供的一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统的远程协助模块技术流程图；
50.图5是本发明实施例提供的一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检方法的流程图；
51.图6是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
52.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
53.本发明实施例提供了一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统。如图1所示的基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统的架构拓扑图，该系统包括：
54.ar端，用于对电气柜设备进行图像采集、ar成像、语音交互以及5g通讯。
55.优选地，ar端包括：
56.图像采集单元，用于采集电气柜的视频流图像信息，提取电气柜常见异常所需特征信息；
57.ar成像单元，用于对图像采集单元采集的图像信息进行ar成像；
58.语言交互单元，用于语音信息的输入和输出；
59.5g通讯单元，用于与5g通讯云平台进行通讯。
60.一种可行的实施方式中，ar端的配置为ar眼镜；ar成像单元用于输出ar显示信息。
61.本发明实施例中，通过采用ar技术对电气柜现场设备的采集以及显示，能够更好的为远程检测提供各个方位的观测，实现全方位无死角的设备检修。
62.本发明提供的基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统，还包括：
63.5g通讯云平台，用于对电气柜异常情况进行巡检。
64.优选地，5g通讯云平台，包括：
65.状态识别模块，用于通过图像采集单元提取到的特征信息，对电气柜的异常状态进行识别；
66.一种可行的实施方式中，如图2所示，为实施环境图。电气柜智能巡检系统通过上述功能模块完成对电气柜的巡检。如图3所示，为状态识别模块技术流程图。状态识别模块通过获取ar端的视频流信息，针对电气柜巡检过程中的异常状态进行识别，即根据现实图像通过图像处理、图像识别等算法，对电气柜接线端子、空气开关、指示灯和设备仪表等异常情况进行识别。
67.设备定位模块，用于针对电气柜的异常状态，提供具体异常设备的位置信息，并提供异常设备位置的ar导航图；
68.一种可行的实施方式中，设备定位模块可使巡检人员根据电气柜的异常情况快速到达相应故障设备。例如在对电气柜巡检时出现某个接线端子的故障，巡检人员需要对此接线端子的具体设备进行检查，即可利用此设备定位模块快速导航至目标设备。
69.数据管理模块，用于ar端以及专家端对各个模块生成的数据信息的调取以及回溯；
70.优选地，数据管理模块，还用于对历史巡检数据信息进行储存，形成知识数据库。
71.一种可行的实施方式中，数据管理模块包括对电气柜的状态信息、历史巡检信息的储存以及调用；通过数据管理模块，ar终端和专家端能够实时调取数据信息，并且5g通讯云平台对每次巡检过程的数据信息储存在数据管理库中，实现数据信息可回溯。
72.智能巡检模块，用于针对电气柜配置对应的巡检计划信息和异常处理方案；
73.一种可行的实施方式中，智能巡检模块针对电气柜配置有巡检计划信息和异常处理方案，巡检计划信息包括若干巡检点以及巡检计划步骤，异常处理方案根据电气柜不同异常情况提供异常处理方案，完成对电气柜的巡检。
74.知识索引模块，用于针对现场巡检人员提供电气柜相关巡检数据信息的支持；
75.一种可行的实施方式中，知识索引模块根据电气柜巡检特征信息调取所述知识数据库对应的电气柜巡检知识信息，提供现场巡检人员电气柜相关巡检知识的支持。
76.身份验证模块，用于验证现场使用者和专家的身份信息；
77.一种可行的实施方式中，身份验证模块包括使用账户密码的方式验证使用者身份信息。
78.远程协助模块，用于建立ar端与专家端的远程通信。
79.优选地，远程协助模块包括：
80.通讯建立子模块，用于建立巡检端和所述专家端的实时视频通讯连接；
81.ar标记子模块，用于专家端对现场画面进行ar标记；ar端获取标记信息。
82.可选地，ar标记子模块，还用于提取专家标记信息中的标记位置2d坐标以及标记图像信息；通过2d-3d坐标转换算法，获取对应的3d坐标；结合获取的标记图像信息以及3d坐标，进行现实设备中的ar标注绘制。
83.一种可行的实施方式中，远程协助模块如附图4所示，包括ar终端和专家端通讯建立单元和ar标记单元，所述通讯建立单元用于建立巡检端和所述专家端的实时视频通讯连接；所述ar标记单元用于专家端对现场画面进行ar标记，同时ar终端实时获得标记信息。
84.本发明实施例中，5g通讯云平台中其余功能模块的使用皆根据状态识别模块识别的异常情况进行相应设计。
85.本发明提供的基于5g通讯的电气柜ar智能巡检系统，还包括：
86.专家端，用于进行远程专家与设备现场巡检人员之间的交互。
87.本发明实施例中，专家端提供远程专家与现场巡检人员的实时交互，使专家在指挥中心就能完成巡检问题的处理，使得设备数据、设备巡检知识可以第一时间被配置和对接，给到巡检人员充分的知识和技术支持。
88.本发明针对电气柜的巡检，通过ar终端基于图像识别技术做出对特征识别，根据电气柜不同的异常状态，实时提供维护方案；通过远程专家实时协助，快速处理异常情况，减少时间成本；通过ar技术与ar终端，解放巡检人员双手，并针对电气柜异常情况进行智能化识别，提高工作效率。本发明最终实现针对电气柜的智能巡检，有效节省人力和时间成本，提高工作效率和电力安全生产水平。
89.本发明实施例提供了一种基于5g通讯的电气柜ar智能巡检的方法，该方法可以由电子设备实现，该电子设备可以是端或服务器。如图5所示的基于5g通讯的电气柜ar智能巡检的方法流程图，该方法的处理流程可以包括如下的步骤：
90.s1：通过ar端对电气柜进行图像采集以及ar成像；提取电气柜的异常情况特征信息；
91.s2：通过5g通讯云平台对电气柜的异常情况进行巡检；根据异常情况特征信息，调用识别算法判断电气柜中的异常设备，锁定目标设备；
92.s3：通过5g通讯云平台，根据所述电气柜的异常情况显示目标设备的巡检方案，以及目标设备的ar线路图；
93.s4：汇总巡检方案以及ar线路图生成历史巡检信息；将历史巡检信息存入知识数据库，完成电气柜的智能巡检。
94.本发明实施例中，针对电气柜巡检过程，通过ar终端采集特征视频流信息，通过5g通讯，将视频流信息传至云平台，在云平台对电气柜巡检异常进行异常判断处理，将相应异常对应的巡检方案通过ar技术显示在ar终端上，并使用远程协助模块与远程专家视频通信协助处理异常；同时在云平台上对联动目标巡检设备进行导航处理，将导航路线通过ar技
术显示在ar终端上，利于巡检人员快速到达目标设备位置。
95.图6是本发明实施例提供的一种电子设备200的结构示意图，该电子设备200可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，cpu)201和一个或一个以上的存储器202，其中，所述存储器202中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器201加载并执行以实现下述基于5g通讯的电气柜ar智能巡检的方法的步骤：
96.s1：通过ar端对电气柜进行图像采集以及ar成像；提取电气柜的异常情况特征信息；
97.s2：通过5g通讯云平台对电气柜的异常情况进行巡检；根据异常情况特征信息，调用识别算法判断电气柜中的异常设备，锁定目标设备；
98.s3：通过5g通讯云平台，根据所述电气柜的异常情况显示目标设备的巡检方案，以及目标设备的ar线路图；
99.s4：汇总巡检方案以及ar线路图生成历史巡检信息；将历史巡检信息存入知识数据库，完成电气柜的智能巡检。
100.在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由端中的处理器执行以完成上述基于5g通讯的电气柜ar智能巡检的方法。例如，所述计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
101.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
102.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。