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基于通信機房運維巡檢工作智能化需求的提升，對基于ar（增強現實）技術在通信機房巡檢中的應用進行了研究。該項技術成果通過注冊跟蹤技術、顯示技術、虛擬物體生成技術等關鍵技術的研究開發，奠定AR技術實現的基礎。同時，又通過對相關模型的建立，巡檢指令信號、數據上傳和分析構建實現了AR技術在通信機房輔助巡檢的目的。該系統經過實際應用證明，可以實現標示牌識別、人機互動、信息記錄以及遠程專家會診等功能。“十三五”期間，電網規模將迎來爆發式增長，電網運行安全性要求也越來越高，電網的通信機房的規模也越來越大，依靠人力為主的傳統運維檢修模式導致運維能力提升有限，已經無法滿足“十三五”期間迅猛增長的電網通信機房運維巡檢工作需求；同時傳統的運維檢修模式無法實現資源的優化配置，運檢資源分配隨意性較大，制約了運檢效率的進一步提高。為了提升設備運檢工作效率和效益，需要充分發揮新技術的優勢和效能，提升運維和檢修的信息交互水平，從而提高運維檢修工作效率，降低檢修成本，提升大電網安全運行保障能力。以互聯網技術為核心、以“工業4.0”為代表的新一輪科技革命和產業變革正在深刻影響傳統產業，類似的“互聯網+”、“中國制造2025”首次寫入政府工作報告，并上升為國家戰略，為當前運檢技術變革升級提供了歷史機遇。國家電網公司已經制定了“十三五”運檢物聯網技術頂層設計方案，確定了以智能傳感技術、視覺感知技術為代表的新一代物聯網技術發展趨勢，這些新興技術構成了智能電網信息感知的基礎，全方面提高了智能電網各個環節信息感知深度、廣度及密度。將AR（增強現實）等新技術全面引入智能電網的建設，實現電網生產作業中的可視化虛實結合，提供直觀便捷的作業指導和協作支持，提高電網作業工作質量、工作效率及標準化水平、安全作業水平，這將是智能電網發展的必然趨勢。隨著AR技術的持續進步，AR技術未來在電力系統的運用，將會為智能巡檢和保電任務帶來更多的便利，比如利用AR虛實結合顯示特性，可以將巡檢時的電氣設備臺賬信息、實時環境數據、實時的運行數據、以及相關的歷史數數據及時交互融合呈現眼前，提高巡檢作業現場信息獲取速度和完整度，極大增強運維巡檢人員在現場對設備的感知和判斷能力，能極大提升運維巡檢的效率。
一、增強顯示關鍵技術
在AR智能眼睛的增強顯示技術中，比較關鍵的技術主要包括以下三項技術：跟蹤注冊技術，顯示技術和虛擬物體生成技術等。
1.跟蹤注冊技術。跟蹤注冊技術主要目的是實現虛擬信息和真實環境進行匹配注冊，進而將虛擬的信息和現實中真實環境場景結合起來。該項技術主要的技術原理是通過機器學習，實現對跟蹤物體的特征的預處理、增強處理。通常情況下，該技術的實現是通過BP神經網絡和支持向量機（SVM）對圖像的處理，完成跟蹤注冊的。BP神經網絡是一門成熟的技術，可以通過其強度值向量、矩陣向量等特征數據，提高跟蹤注冊的精度。而SVM主要通過其強大的圖像處理技術，通過對構建海量的數據樣本的非線性數據充分挖掘來為跟蹤注冊提供支撐的。
2.顯示技術。顯示技術是智能AR眼睛系統中比較重要的組成部分之一，該項技術主要目的是為了實現較為真實的虛實相結合技術，使AR眼睛在實際應用中的方便程度得到大幅度的提升；顯示技術，可以為使用者提高相關環境信息錄入，虛實相融合的場景。該項技術在應用過程中可以與使用者的交互接口、顯示通道以及圖像融合技術綜合集成在一起，并采用更為真實有效的環境出展現真實的場景，將對通過攝像機拍攝的外部環境的圖像信息處理之后，與真實環境融合，并將兩者的圖像信息進行疊加，進行顯示。
3.虛擬物體生成技術。在智能AR眼睛的增強顯示技術在具體應用過程中，其主要的目標是講虛擬世界中的相關信息在真實的環境中疊加處理，并采用相關算法程序實現對真實環境中物體的動感操作，因此在實際應用中，能否為使用者提供優秀的物體動感模型，是增強顯示技術在應用效果的一個關鍵因素。在現在技術環境下，三維建模技術是虛擬物體生成的一個關鍵技術，它能夠充分的將虛擬物體的真實感給展現出來。在生成虛擬物體的過程中，自然交換是其中一項關鍵的技術，該技術的成果應用不僅僅可以實現輔助增強現實和信息注冊，而且還可以利用圖像標記功能，進而能夠實時的監控外部的輸入信息。為了增加3D動畫的建模效果，就需要利用自然交互技術中的特征提取、模式識別、事件觸發等功能，通過序列化增量式的操作達到追求的建模目標。
二、AR智能巡檢實現方法
1.相關模型的建立。在通信機房巡檢過程中，首先需要根據通信機房的設備狀況建立相應的模型，其模型的創建主要便于在利用AR智能眼睛巡檢過程中便于進行計算機的自動識別。通信機房設備模型的建立主要包括設備的判定模型，圖形的辨識模型以及相關的巡檢流程的制定。在這些模型中，圖形的辨識模型的建立主要依據時設備及儀表等的外觀外貌等的識別，便于在巡檢過程中能夠自動識別，而判定模型和巡檢流程的制定，主要為運維巡檢人員在巡檢過程中提供便利，通過對運維巡檢人員的巡檢的設備信息，時間，路線等的設定，提供在巡檢過程中的安全性。
2.巡檢的指令信號。智能AR眼睛在通信機房巡檢過程中的巡檢指令信號是其利用管理系統向巡檢人員發送操作質量。該操作指令的管理功能包括運維巡檢流程過程的管理確定，相關判定原則和通信設備參數的管理。在通信機房運維巡檢過程中，運維巡檢人員可以通過AR智能眼睛對需要巡檢的設備進行識別，設備的相關參數會直接呈現在運維人員的眼睛里面。同時AR智能眼睛也可以對通信機房里面設備的各種物理參數進行識別，并根據AR眼睛里面內置的判定模式對采集到的各種參數進行判定，并將判定的結果通過AR眼睛直接反饋到運維巡檢人員，以提高運維巡檢人員的工作效率。
3.相關巡檢數據上傳。在運維巡檢人員進行通信機房的巡檢工作過程中，利用AR技術完成的相關運維巡檢工作后，會將相關的巡檢數據和運維數據上傳到服務器，以方便后臺進行分析和監控。
4.巡檢數據分析。利用AR智能眼睛增強現實技術可以實現對運維巡檢數據的收集，同時，可以對運維巡檢數據進行分析，通過對數據的分析，并結合設備的歷史運行數據，發現在巡檢過程中設備潛在運行風險，最終為通信機房的安全運行提供強力支撐。
三、AR增強現實技術在通信機房巡檢中的應用
1.通信設備標示牌識別?；跇俗R物的增強現實本質上是把三維虛擬模型組件嵌入真實環境中，因此對標識物的識別是AR技術實現的關鍵點。本文采用的識別技術原理就是采用“圖形識別法”，利用AR眼鏡上的高清攝像機對機房設備的標示牌進行OCR掃描來進行識別機房設備信息。
2.輔助運維巡視。該項技術的實現是通過在真實場景中識別機房設備信息，并在設備真實場景中疊加虛擬組件（電子導航菜單）對通信機房運維巡檢人員的巡視流程和方法進行指導。當系統通過標示牌的圖像識別后，自動在真實場景中疊加虛擬導航菜單欄，運維人員可以通過與虛擬組件進行交互實現運維巡視輔助的各項功能。運維人員可以查閱設備基礎信息、設備巡視標準和設備檢修記錄，并且還能通過調閱設備運行數據判斷設備運行狀態。
3.人機互動的界面操作。為了實現AR技術中的人機互動，采用了AR設備的動態追蹤特性技術，實現了基于手勢的互動體驗，通過人體手指的運動實現界面操作，將實現最基本的點選、拖拽操作，比如點選菜單實現人機互動操作，通過拖拽改變虛擬組件物體在真實場景中成像位置。
4.信息記錄。由于AR技術中人機交互的方式相對比較單一，智能識別簡單的手勢點選或拖拽操作，不能滿足通信機房運維巡檢現場的實際需求，因此本文還采用了語音命令和語音輸入的方式實現更為復雜的交互體驗，比如在巡視過程中通過語音命令快速調閱設備信息和巡視標準，當運維人員發現設備缺陷時可以通過語音命令快速進入記錄缺陷的界面并通過語音錄制缺陷內容描述信息，再利用云端STT語音引擎將錄音轉成文字進行保存。
5.遠程專家會診。當設備出現嚴重和危急缺陷時，公司各級各層面能夠快速召集相關人員召開故障、缺陷分析會。與會分管領導、技術專家、制造廠代表等無需到達事故現場，也無需到指定會議室參會，遠程的專家可以通過智能手機隨時隨地查看現場的畫面，并可以通過在屏幕上圈畫標注的方式指導遠程的作業人員。通過先進的AR（增強現實）技術使分處不同城市的人員如同在同一現場。
四、小結
在通信機房運維巡檢作業中，目前有許多輔助的技術手段，比如遠程視頻輔助監控系統、手持PDA等，但是都存在著一定的問題，信息展現的形式比較單一，對于通信設備相關信息的解讀不夠全面。本文通過對基于增強現實技術智能AR眼睛在通信機房運維巡檢的應用和研究，該技術能夠比較全面的在巡檢過程中通信設備的信息以較高的效率展現在用戶的眼中，可以顯著提高運維巡檢效率，同時該項技術在標識牌識別，人機互動，信息記錄和遠程專家協助等方面也能夠提供深層次的技術支撐。AR技術在電力通信行業的推廣應用，可以很好改進當前通信機房運維巡檢的狀況，能夠顯著提高運維巡檢效率，為電力企業的安全生產提供強力的技術支撐，因此，AR技術具有很高的推廣價值。
作者:杜冠軍 潘海囤 王鵬展 尤秉文 高予軍 單位:國網河南省電力公司鄭州供電公司 河南九域騰龍信息工程有限公司