一种电力故障应急增强现实智能设备交互培训方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电力故障应急增强现实智能设备交互培训方法及系统，包括以下步骤：构建智能设备交互培训系统；进行训练场景控制；通过测量与运算实现通信数据传输；根据实际物体的成像大小进行虚拟尺寸调整；进行训练场景控制；进行测试场景控制；进行综合评分指标的设定。上述技术方案结合真实场景进行交互操作的设备间交互培训，借助VR智能母镜和教学操控器配合VR智能子镜和实操操控器，通过中央控制平台进行数据交互，实现教学者和操作者的交互，实现实际判断经验的有效传递。实现实际判断经验的有效传递。实现实际判断经验的有效传递。

【技术实现步骤摘要】
一种电力故障应急增强现实智能设备交互培训方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能交互
，尤其涉及一种电力故障应急增强现实智能设备交互培训方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，工业元宇宙兴起，但目前通过VR眼镜进行工业场景培训只能在全虚拟仿真的环境中进行，并且由于建模质量的参差不齐很难让操作者有身临其境的感受，在实地环境中仍旧不知如何操作；且在培训中只是操作者与系统间的交互，并未有教学者和操作者的交互，皆是通过触发系统条件进行操作的摸索，教学方式较为生硬，难以达到高效教学效果，尤其在需要经验进行判断的场景中，仍无法做出有效判断，达到实际工作的程度。
[0003]中国专利文献CN111308910A公开了一种“电力系统仿真教学平台”。采用了电力系统仿真教学平台包括：上位机，所述上位机用于开发目标设备模型；实时仿真机，所述实时仿真机用于下载并运行所述目标设备模型；电力设备，所述实时仿真机与至少一所述电力设备通信连接，所述电力设备与所述实时仿真机构成仿真系统，所述上位机还用于显示所述仿真系统运行过程中的特征信号，所述特征信号至少基于所述目标设备模型的参数和所述电力设备的参数产生。上述技术方案难以实现教学者和操作者的交互，难以有效传递实际判断经验。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决原有的技术方案难以实现教学者和操作者的交互，难以有效传递实际判断经验技术问题，提供一种电力故障应急增强现实智能设备交互培训方法及系统，结合真实场景进行交互操作的设备间交互培训，借助VR智能母镜和教学操控器配合VR智能子镜和实操操控器，通过中央控制平台进行数据交互，实现教学者和操作者的交互，实现实际判断经验的有效传递。
[0005]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0006]一种电力故障应急增强现实智能设备交互培训方法，包括以下步骤：
[0007]S1构建智能设备交互培训系统；
[0008]S2进行训练场景控制；
[0009]S3通过测量与运算实现通信数据传输；
[0010]S4根据实际物体的成像大小进行虚拟尺寸调整；
[0011]S5进行训练场景控制；
[0012]S6进行测试场景控制；
[0013]S7进行综合评分指标的设定。
[0014]结合真实场景进行交互操作的设备间交互培训，借助VR智能母镜和教学操控器配合VR智能子镜和实操操控器，通过中央控制平台进行数据交互，实现教学者和操作者的交互，实现实际判断经验的有效传递。
[0015]作为优选，所述的步骤S2具体包括：
[0016]S2.1 VR智能母镜通过内置的摄像头获取智能母镜前置的真实图像，通过内置的显示屏成像在用户的眼前，用户通过教学操控器指向某一处地点或某一处设备，教学操控器通过测量与运算得到教学操控器所指向的点位在VR智能母镜上与显示屏所成真实图像的相对位置关系并在显示屏上进行叠加成像；
[0017]S2.2通过内置的摄像头获取智能子镜前置的真实图像，通过内置的显示屏成像在用户的眼前，将教学操控器所指向的点位进行变换运算和偏差运算，通过通信装置将教学操控器数据传输至VR智能子镜，同时结合VR智能子镜内置的测向装置得到教学操控器所指向的点位在VR智能子镜上与显示屏所成真实图像的相对位置关系并在显示屏上进行叠加成像。。
[0018]作为优选，所述的步骤S2还包括进行设备运维、操作的教学和故障应急的教学：用户通过教学操控器的操作键可在教学操控器指向的端点生成虚拟模型，教学操控器通过测量与运算得到教学操控器所生成的虚拟模型在VR智能母镜上与显示屏所成真实图像的相对位置关系并在显示屏上进行叠加成像；
[0019]若所述的虚拟模型成像与真实图像的成像满足触发交互动画条件的相对位置关系，则系统将存储的该点位的虚拟动画在所绑定的真实图像上进行叠加成像，用户通过教学操控器在显示屏上调用系统所存储的虚拟仪器和虚拟设备与虚拟动画完成正确的交互完成设备运维操作和故障应急的教学；
[0020]VR智能子镜通过内置的摄像头获取智能子镜前置的真实图像，通过内置的显示屏成像在用户的眼前，将VR智能母镜上的虚拟成像进行变换运算和偏差运算，通过通信装置将VR智能母镜上的数据传输至VR智能子镜，同时结合VR智能子镜内置的测向装置得到虚拟成像在VR智能子镜上与显示屏所成真实图像的相对位置关系并在显示屏上进行叠加成像。
[0021]作为优选，所述的步骤S3测量与运算方法具体为：
[0022]S3.1当教学操控器指向某一处地点或某一处设备时，教学操控器中的测距光由教学操控器的端点出射，测量教学操控器到指向点的距离p1，同时教学操控器内置的测向装置以某一固定水平线为基准线测量测距光出射角φ1；
[0023]S3.2指向点、教学操控器和VR智能母镜为三个点，在某一个平面能组成三角形，VR智能母镜与教学操控器内设有定位装置，定期更新VR智能母镜与教学操控器的相对位置关系，VR智能母镜内置的测向装置以同一固定水平线为基准线，通过与教学操控器内置的测向装置进行交互测量相对角度φ2，通过测距装置测量VR智能母镜与教学控制器间的距离p2，则虚拟指向点在VR智能母镜上的成像距离为：
[0024][0025]S3.3根据虚拟指向点的成像距离ω确认成像路径，以VR智能母镜为坐标系原点，以VR智能母镜的水平切线方向为x轴，水平切线朝向指向点的垂线方向为y轴，竖直方向为z轴建立实际空间坐标系，根据教学操控器和VR智能母镜上的测向装置测量p1、p2、ω长度所对应的两点连线与水平面的夹角，分别为τ1、τ2、τ3，根据公式计算得到两点连线在水平面上的投影，即l1、l2、l3，计算水平夹角
[0026][0027]其中θ1由VR智能母镜的测向装置求得，是以某一固定水平线为基准线，VR智能母镜相对于该基准线在水平面上所转过的角度；其中θ2是VR智能母镜内置的测向装置以同一固定水平线为基准线，通过与教学操控器内置的测向装置进行交互测量其在水平面上的相对角度；已知光路到成像介质和到成像基底的距离，则成像介质和成像基底的距离参数为固定值y0，
[0028][0029]S3.4根据教学操控器和VR智能母镜上的测向装置测量p1、p2、ω长度所对应的两点连线与VR智能母镜中轴面的夹角，分别为ε1、ε2、ε3，根据公式计算得到两点连线在VR智能母镜中轴面上的投影，即s1、s2、s3，计算垂直夹角
[0030][0031]其中θ6由VR智能母镜的测向装置求得，是以某一固定水平线为基准线，VR智能母镜相对于该基准线在中轴面上所转过的角度；其中θ7是教学操控器内置的测向装置以同一固定水平线为基准线，通过与VR智能母镜内置的测向装置进行交互测量在中轴面上的相对角度；已知光路到成像介质和到成像基底的距离，则成像介质和成像基底的距离参数为固定值y0，
[0032][0033]在VR智能母镜的显示屏上，以显示屏中心位置点为原点，横向轴为x轴，纵向轴为z轴，则教学操控器所指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力故障应急增强现实智能设备交互培训方法，其特征在于，包括以下步骤：S1构建智能设备交互培训系统；S2进行训练场景控制；S3通过测量与运算实现通信数据传输；S4根据实际物体的成像大小进行虚拟尺寸调整；S5进行训练场景控制；S6进行测试场景控制；S7进行综合评分指标的设定。2.根据权利要求1所述的一种电力故障应急增强现实智能设备交互培训方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：S2.1 VR智能母镜通过内置的摄像头获取智能母镜前置的真实图像，通过内置的显示屏成像在用户的眼前，用户通过教学操控器指向某一处地点或某一处设备，教学操控器通过测量与运算得到教学操控器所指向的点位在VR智能母镜上与显示屏所成真实图像的相对位置关系并在显示屏上进行叠加成像；S2.2通过内置的摄像头获取智能子镜前置的真实图像，通过内置的显示屏成像在用户的眼前，将教学操控器所指向的点位进行变换运算和偏差运算，通过通信装置将教学操控器数据传输至VR智能子镜，同时结合VR智能子镜内置的测向装置得到教学操控器所指向的点位在VR智能子镜上与显示屏所成真实图像的相对位置关系并在显示屏上进行叠加成像。3.根据权利要求1或2所述的一种电力故障应急增强现实智能设备交互培训方法，其特征在于，所述步骤S2还包括进行设备运维、操作的教学和故障应急的教学：用户通过教学操控器的操作键可在教学操控器指向的端点生成虚拟模型，教学操控器通过测量与运算得到教学操控器所生成的虚拟模型在VR智能母镜上与显示屏所成真实图像的相对位置关系并在显示屏上进行叠加成像；若所述的虚拟模型成像与真实图像的成像满足触发交互动画条件的相对位置关系，则系统将存储的该点位的虚拟动画在所绑定的真实图像上进行叠加成像，用户通过教学操控器在显示屏上调用系统所存储的虚拟仪器和虚拟设备与虚拟动画完成正确的交互完成设备运维操作和故障应急的教学；VR智能子镜通过内置的摄像头获取智能子镜前置的真实图像，通过内置的显示屏成像在用户的眼前，将VR智能母镜上的虚拟成像进行变换运算和偏差运算，通过通信装置将VR智能母镜上的数据传输至VR智能子镜，同时结合VR智能子镜内置的测向装置得到虚拟成像在VR智能子镜上与显示屏所成真实图像的相对位置关系并在显示屏上进行叠加成像。4.根据权利要求1所述的一种电力故障应急增强现实智能设备交互培训方法，其特征在于，所述步骤S3测量与运算方法具体为：S3.1当教学操控器指向某一处地点或某一处设备时，教学操控器中的测距光由教学操控器的端点出射，测量教学操控器到指向点的距离p1，同时教学操控器内置的测向装置以某一固定水平线为基准线测量测距光出射角φ1；S3.2指向点、教学操控器和VR智能母镜为三个点，在某一个平面能组成三角形，VR智能母镜与教学操控器内设有定位装置，定期更新VR智能母镜与教学操控器的相对位置关系，VR智能母镜内置的测向装置以同一固定水平线为基准线，通过与教学操控器内置的测向装
置进行交互测量相对角度φ2，通过测距装置测量VR智能母镜与教学控制器间的距离p2，则虚拟指向点在VR智能母镜上的成像距离为：S3.3根据虚拟指向点的成像距离ω确认成像路径，以VR智能母镜为坐标系原点，以VR智能母镜的水平切线方向为x轴，水平切线朝向指向点的垂线方向为y轴，竖直方向为z轴建立实际空间坐标系，根据教学操控器和VR智能母镜上的测向装置测量p1、p2、ω长度所对应的两点连线与水平面的夹角，分别为τ1、τ2、τ3，根据公式计算得到两点连线在水平面上的投影，即l1、l2、l3，计算水平夹角其中θ1由VR智能母镜的测向装置求得，是以某一固定水平线为基准线，VR智能母镜相对于该基准线在水平面上所转过的角度；其中θ2是VR智能母镜内置的测向装置以同一固定水平线为基准线，通过与教学操控器内置的测向装置进行交互测量其在水平面上的相对角度；已知光路到成像介质和到成像基底的距离，则成像介质和成像基底的距离参数为固定值y0，S3.4根据教学操控器和VR智能母镜上的测向装置测量p1、p2、ω长度所对应的两点连线与VR智能母镜中轴面的夹角，分别为ε1、ε2、ε3，根据公式计算得到两点连线在VR智能母镜中轴面上的投影，即s1、s2、s3，计算垂直夹角其中θ6由VR智能母镜的测向装置求得，是以某一固定水平线为基准线，VR智能母镜相对于该基准线在中轴面上所转过的角度；其中θ7是教学操控器内置的测向装置以同一固定水平线为基准线，通过与VR智能母镜内置的测向装置进行交互测量在中轴面上的相对角度；已知光路到成像介质和到成像基底的距离，则成像介质和成像基底的距离参数为固定值y0，在VR智能母镜的显示屏上，以显示屏中心位置点为原点，横向轴为x轴，纵向轴为z轴，则教学操控器所指向的点位在VR智能母镜上的坐标为(x0,z0)，即5.根据权利要求4所述的一种电力故障应急增强现实智能设备交互培训方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪涛，吴宇红，朱优优，路昌明，张杰，余建安，王雪燕，嵇骁鹏，郑军，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司德清县供电公司德清欣电电力建设有限公司浙江大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：