AR下通信机房运维巡检技术研究

1、AR下通信机房运维巡检技术研究基于通信机房运维巡检工作智能化需求的提升，对基于AR （增强现实）技术在通信机 房巡检中的应用进行了研究。该项技术成果通过注册跟踪技术、显示技术、虚拟物体生成技 术等关键技术的研究开发，奠沱AR技术实现的基础。同时，又通过对相关模型的建立，巡 检指令信号、数据上传和分析构建实现了 AR技术在通信机房辅助巡检的目的。该系统经过 实际应用证明，可以实现标示牌识别、人机互动、信息记录以及远程专家会诊等功能。十 三五;期间，电网规模将迎来爆发式增长，电网运行安全性要求也越来越高，电网的通信机 房的规模也越来越大，依靠人力为主的传统运维检修模式导致运维能力提升有限，已经无法

2、 满足”十三五;期间迅猛增长的电网通信机房运维巡检工作需求：同时传统的运维检修模式 无法实现资源的优化配苣，运检资源分配随意性较大，制约了运检效率的进一步提高。为了 提升设备运检工作效率和效益，需要充分发挥新技术的优势和效能，提升运维和检修的信息 交互水平，从而提髙运维检修工作效率，降低检修成本，提升大电网安全运行保障能力。以 互联网技术为核心、以工业4.0“;为代表的新一轮科技革命和产业变革正在深刻影响传统产 业，类似的互联网+”；、中国制造2025“;首次写入政府工作报告，并上升为国家战略，为当 前运检技术变革升级提供了历史机遇。国家电网公司已经制左了十三五”;运检物联网技术 顶层设计方案

3、，确左了以智能传感技术、视觉感知技术为代表的新一代物联网技术发展趋势, 这些新兴技术构成了智能电网信息感知的基础，全方而提髙了智能电网各个环巧信息感知深 度、广度及密度。将AR （增强现实）等新技术全面引入智能电网的建设，实现电网生产作 业中的可视化虚实结合，提供直观便捷的作业指导和协作支持，提髙电网作业工作质量、工 作效率及标准化水平、安全作业水平，这将是智能电网发展的必然趋势。随着AR技术的持 续进步，AR技术未来在电力系统的运用，将会为智能巡检和保电任务带来更多的便利，比 如利用AR虚实结合显示特性，可以将巡检时的电气设备台账信息、实时环境数据、实时的 运行数据、以及相关的历史数数据及时

4、交互融介呈现眼前，提髙巡检作业现场信息获取速度 和完整度，极大增强运维巡检人员在现场对设备的感知和判断能力，能极大提升运维巡检的 效率。一、增强显示关键技术在AR智能眼睛的增强显示技术中，比较关键的技术主要包括以下三项技术：跟踪注册 技术，显示技术和虚拟物体生成技术等。1.跟踪注册技术。跟踪注册技术主要目的是实现虚拟信息和貞实环境进行匹配注册，进 而将虚拟的信息和现实中頁实环境场景结合起来。该项技术主要的技术原理是通过机器学习, 实现对跟踪物体的特征的预处理、增强处理。通常情况下，该技术的实现是通过BP神经网 络和支持向量机（SVM）对图像的处理，完成跟踪注册的。BP神经网络是一门成熟的技术，

5、 可以通过其强度值向量、矩阵向量等特征数据，提高跟踪注册的精度。而SVM主要通过其 强大的图像处理技术，通过对构建海量的数据样本的非线性数据充分挖掘来为跟踪注册提供 支撑的。2.显示技术。显示技术是智能AR眼睛系统中比较重要的组成部分之一，该项技术主要 目的是为了实现较为真实的虚实相结合技术，使AR眼睛在实际应用中的方便程度得到大幅 度的提升：显示技术，可以为使用者提高相关环境信息录入，虚实相融合的场景。该项技术 在应用过程中可以与使用者的交互接口、显示通道以及图像融合技术综合集成在一起，并采 用更为貞实有效的环境岀展现真实的场景，将对通过摄像机扌白摄的外部环境的图像信息处理 之后，与真实环境

6、融合，并将两者的图像信息进行叠加，进行显示。3.虚拟物体生成技术。在智能AR眼睛的增强显示技术在具体应用过程中，英主要的目 标是讲虚拟世界中的相关信息在真实的环境中叠加处理，并采用相关算法程序实现对貞实环 境中物体的动感操作，因此在实际应用中，能否为使用者提供优秀的物体动感模型，是增强 显示技术在应用效果的一个关键因素。在现在技术环境下，三维建模技术是虚拟物体生成的 一个关键技术，它能够充分的将虚拟物体的真实感给展现出来。任生成虚拟物体的过程中， 自然交换是其中一项关键的技术，该技术的成果应用不仅仅可以实现辅助增强现实和信息注 册，而且还可以利用图像标记功能，进而能够实时的监控外部的输入信息。

7、为了增加3D动 画的建模效果，就需要利用自然交互技术中的特征提取、模式识別、事件触发等功能，通过 序列化增量式的操作达到追求的建模目标。二、AR智能巡检实现方法1.相关模型的建立。在通信机房巡检过程中，首先需要根据通信机房的设备状况建立相 应的模型，其模型的创建主要便于在利用AR智能眼睛巡检过程中便于进行计算机的自动识 别。通信机房设备模型的建立主要包括设备的判宦模型，图形的辨识模型以及相关的巡检流 程的制左。在这些模型中，图形的辨识模型的建立主要依拯时设备及仪表等的外观外貌等的 识别，便于在巡检过程中能够自动识別，而判左模型和巡检流程的制定，主要为运维巡检人 员在巡检过程中提供便利，通过对运

8、维巡检人员的巡检的设备信息，时间，路线等的设左, 提供在巡检过程中的安全性。2.巡检的指令信号。智能AR眼睛在通信机房巡检过程中的巡检指令信号是英利用管理 系统向巡检人员发送操作质量。该操作指令的管理功能包括运维巡检流程过程的管理确左, 相关判定原则和通信设备参数的管理。在通信机房运维巡检过程中，运维巡检人员可以通过 AR智能眼睛对需要巡检的设备进行识别，设备的相关参数会直接呈现在运维人员的眼睛里 而。同时AR智能眼睛也可以对通信机房里而设备的各种物理参数进行识别，并根据AR眼 睛里而内置的判左模式对采集到的各种参数进行判定，并将判怎的结果通过AR眼睛直接反 馈到运维巡检人员，以提髙运维巡检人

9、员的工作效率。3.相关巡检数据上传。在运维巡检人员进行通信机房的巡检工作过程中，利用AR技术 完成的相关运维巡检工作后，会将相关的巡检数据和运维数据上传到服务器，以方便后台进 行分析和监控。4巡检数据分析。利用AR智能眼睹增强现实技术可以实现对运维巡检数据的收集，同 时，可以对运维巡检数据进行分析，通过对数据的分析，并结合设备的历史运行数拯，发现 在巡检过程中设备潜在运行风险，最终为通信机房的安全运行提供强力支撑。三.AR增强现实技术在通信机房巡检中的应用1 通信设备标示牌识别。基于标识物的增强现实本质上是把三维虚拟模型组件嵌入真实 环境中，因此对标识物的识别是AR技术实现的关键点。本文采用的

10、识别技术原理就是采用 图形识别法”;，利用AR眼镜上的高淸摄像机对机房设备的标示牌进行OCR扫描来进行识别 机房设备信息。2辅助运维巡视。该项技术的实现是通过在真实场景中识别机房设备信息，并在设备真 实场景中叠加虚拟组件（电子导航菜单）对通信机房运维巡检人员的巡视流程和方法进行指 导。当系统通过标示牌的图像识别后，自动在真实场景中叠加虚拟导航菜单栏，运维人员可 以通过与虚拟组件进行交互实现运维巡视辅助的各项功能。运维人员可以查阅设备基础信息、 设备巡视标准和设备检修记录，并且还能通过调阅设备运行数据判断设备运行状态。3人机互动的界而操作。为了实现AR技术中的人机互动，采用FAR设备的动态追踪特

11、 性技术，实现了基于手势的互动体验，通过人体手指的运动实现界而操作，将实现最基本的 点选、拖拽操作，比如点选菜单实现人机互动操作，通过拖拽改变虚拟组件物体在貞实场景 中成像位置。4信息记录。由于AR技术中人机交互的方式相对比较单一，智能识别简单的手势点选 或拖拽操作，不能满足通信机房运维巡检现场的实际需求，因此本文还采用了语音命令和语 音输入的方式实现更为复杂的交互体验，比如在巡视过程中通过语音命令快速调阅设备信息 和巡视标准，当运维人员发现设备缺陷时可以通过语音命令快速进入记录缺陷的界而并通过 语音录制缺陷内容描述信息，再利用云端STT语音引擎将录音转成文字进行保存。5远程专家会诊。当设备出现严重和危急缺陷时，公司各级各层而能够快速召集相关人 员召开故障、缺陷分析会。与会分管领导、技术专家、制造厂代表等无需到达事故现场，也 无需到指立会议室参会，远程的专家可以通过智能手机随时随地查看现场的画而，并可以通 过在屏幕上圈画标注的方式指导远程的作业人员。通过先进的AR （增强现实）技术使分处 不同城市的人员如同在同一现场。四、小结在通信机房运维巡检作业中，目前有许多辅助的技术手段，比如远程视频辅助监控系统、 手持PDA等，但是都存在着一立的问题，信息展现的形式比较单一，对于通信设备相关信 息的解读不够全而。本文通过对基于增强现实技术智能AR眼睛在通信机房运维巡检的应用 和研究