基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示方法，包括以下步驟：建立電力設(shè)備模型數(shù)據(jù)庫；移動(dòng)終端設(shè)備的攝像頭，對(duì)準(zhǔn)想要識(shí)別的電力實(shí)體設(shè)備。程序以數(shù)據(jù)幀的方式采集攝像頭回傳的圖片信息，并提取特征與數(shù)據(jù)庫以存儲(chǔ)識(shí)別目標(biāo)特征比對(duì)。如匹配則返回所對(duì)應(yīng)的設(shè)備信息；在移動(dòng)端將保留對(duì)以匹配模型的圖像位置信息，并在此位置基礎(chǔ)上通過3D渲染，將匹配后所獲得的模型以及相關(guān)信息展示到屏幕上，并保持跟隨狀態(tài)，即當(dāng)挪動(dòng)移動(dòng)設(shè)備時(shí)會(huì)重新計(jì)算模型所在位置。由于采用上述技術(shù)方案，可以通過移動(dòng)端設(shè)備掃描電力設(shè)備模型快速并生動(dòng)的展示其相關(guān)信息。極大地方便了維護(hù)人員對(duì)設(shè)備的了解，進(jìn)一步降低設(shè)備維護(hù)的成本。
【專利說明】
基于増強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于電力新能源設(shè)備信息管理與信息化領(lǐng)域，尤其是涉及電力設(shè)備信息提取與展示的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在新電力新能源設(shè)備管理及信息化相關(guān)工作時(shí)，常常需要及時(shí)的了解某一電力設(shè)備的工作狀態(tài)，使用年限及相關(guān)參數(shù)等信息，大多數(shù)情況下，操作人員只能通過實(shí)施單位提供的說明書或是通過桌面系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)照查詢，而且查詢出來的信息呆板生硬不易于理解。不能及時(shí)方便快捷準(zhǔn)確生動(dòng)的得到設(shè)備的相關(guān)信息，這就亟需一種可以快速生動(dòng)的基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示的方法及系統(tǒng)，可以快速提取設(shè)備信息并生動(dòng)有效的進(jìn)行展示。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示的方法，包括以下步驟:
[0006]I)建立電力設(shè)備模型數(shù)據(jù)中心，錄入電力設(shè)備模型與相關(guān)參數(shù)信息，以及該設(shè)備的識(shí)別目標(biāo)圖片的圖片特征；
[0007]2)移動(dòng)終端通過攝像頭采集想要識(shí)別的電力實(shí)體設(shè)備的圖片信息，并提取圖片特征；
[0008]3)移動(dòng)終端連接電力設(shè)備模型數(shù)據(jù)中心，將提取的圖片特征與數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)的識(shí)別目標(biāo)特征比對(duì)，如匹配則返回所對(duì)應(yīng)的設(shè)備信息；
[0009]4)移動(dòng)終端保留對(duì)已匹配模型的圖像位置信息，并在此位置基礎(chǔ)上通過3D渲染，將匹配后所獲得的模型以及相關(guān)信息展示到屏幕上，并保持跟隨狀態(tài)。
[0010]進(jìn)一步的，步驟I)中，使用Autodesk Maya專業(yè)3D建模軟件，根據(jù)電力設(shè)備CAD圖紙生成3D模型，將電力設(shè)備模型與相關(guān)參數(shù)信息錄入到數(shù)據(jù)庫表中。
[0011]進(jìn)一步的，步驟I)中，將電力設(shè)備的正面圖片作為該設(shè)備的識(shí)別目標(biāo)，通過OpenCv提取圖片特征存儲(chǔ)到XML文件中，并添加到數(shù)據(jù)庫中。
[0012]進(jìn)一步的，步驟2)中，移動(dòng)終端以數(shù)據(jù)幀的方式采集攝像頭回傳的圖片信息并提取圖片特征。
[0013]進(jìn)一步的，步驟3)中，移動(dòng)終端通過無線網(wǎng)絡(luò)連接電力設(shè)備模型數(shù)據(jù)中心。
[0014]進(jìn)一步的，步驟4)中，所述跟隨狀態(tài)為:所述跟隨狀態(tài)為:挪動(dòng)移動(dòng)終端時(shí)會(huì)重新計(jì)算攝像頭的視角，從而調(diào)整所展示模型的角度，大小。
[0015]本發(fā)明的另一方面，一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)中心及移動(dòng)終端，所述數(shù)據(jù)中心包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、3D模型建立模塊、特征提取模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)設(shè)備模型以及相關(guān)信息;所述3D模型建立模塊模塊用于為電力設(shè)備建立3D模型;所述特征提取模塊模塊用于提取設(shè)備正面圖的特征點(diǎn)；
[0016]所述移動(dòng)終端設(shè)有圖像采集模塊、特征匹配模塊、信息提取模塊和3D模型展示模塊，所述圖像采集模塊用于以數(shù)據(jù)幀的方式提取攝像頭回傳數(shù)據(jù);所述特征匹配模塊模塊用于比對(duì)攝像頭采集圖像與數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)模型特征點(diǎn);所述信息提取模塊用于將匹配后的模型數(shù)據(jù)以及相關(guān)信息反饋給移動(dòng)設(shè)備;所述3D模型展示模塊用于顯示提取后的設(shè)備模型與相關(guān)信息。
[0017]進(jìn)一步的，所述3D模型建立模塊鏈接AutodeskMaya提供處理工具及接口。
[0018]進(jìn)一步的，所述特征提取模塊鏈接OpenCv提供處理工具及接口。
[0019]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:由于采用上述技術(shù)方案，可以通過移動(dòng)端設(shè)備掃描電力設(shè)備模型快速并生動(dòng)的展示其相關(guān)信息。極大地方便了維護(hù)人員對(duì)設(shè)備的了解，進(jìn)一步降低設(shè)備維護(hù)的成本。
【附圖說明】
[°02°]圖1是本發(fā)明的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0022]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0023]其次，在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，
[0024]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù):增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality，簡稱AR)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息(視覺信息，聲音，味道，觸覺等)，通過電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，被人類感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間同時(shí)存在。
[0025]MySQL:是一個(gè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，由瑞典MySQL AB公司開發(fā)，目前屬于Oracle旗下公司。MySQL最流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，在WEB應(yīng)用方面MySQL是最好的RDBMS(Relat1naI Database Management System，關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))應(yīng)用軟件之一。
[0026]Autodesk Maya:是美國Autodesk公司出品的世界頂級(jí)的三維動(dòng)畫軟件，應(yīng)用對(duì)象是專業(yè)的影視廣告，角色動(dòng)畫，電影特技等Iaya功能完善，工作靈活，易學(xué)易用，制作效率極高，渲染真實(shí)感極強(qiáng)，是電影級(jí)別的高端制作軟件。
[0027]OpenCv:的全稱是:Open Source Computer Vis1n Library aOpenCV是一個(gè)基于BSD許可(開源)發(fā)行的跨平臺(tái)計(jì)算機(jī)視覺庫，可以運(yùn)行在Linux、Wind0WS和Mac OS操作系統(tǒng)上。它輕量級(jí)而且高效--由一系列C函數(shù)和少量C++類構(gòu)成，同時(shí)提供了Python、Ruby、MATLAB等語言的接口，實(shí)現(xiàn)了圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺方面的很多通用算法。
[0028]—種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示的方法，包括以下步驟:
[0029]I)、建立電力設(shè)備模型數(shù)據(jù)庫(MySQL)。
[0030]2)、使用Autodesk Maya專業(yè)3D建模軟件，根據(jù)電力設(shè)備CAD圖紙生成3D模型。
[0031]3)、將電力設(shè)備模型與相關(guān)參數(shù)信息錄入到數(shù)據(jù)庫表中，模型是一個(gè)*.fbx文件，只需要將文件轉(zhuǎn)成數(shù)據(jù)流模式存入數(shù)據(jù)庫。參數(shù)包括:生產(chǎn)日期，生產(chǎn)單位，設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，使用說明，以及最后維護(hù)日期人員。
[0032]4)、根據(jù)電力設(shè)備的正面圖片作為該設(shè)備的識(shí)別目標(biāo)，通過OpenCv提取圖片特征存儲(chǔ)到*.XML文件中，并添加到數(shù)據(jù)庫中。
[0033]5)、上述步驟得到電力設(shè)備的模型，參數(shù)信息以及對(duì)應(yīng)的識(shí)別目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫。通過計(jì)算機(jī)程序語言將提取模型信息程序編譯成移動(dòng)端可運(yùn)行程序，安裝到移動(dòng)端設(shè)備。
[0034]6)、啟動(dòng)移動(dòng)端設(shè)備的攝像頭，對(duì)準(zhǔn)想要識(shí)別的電力實(shí)體設(shè)備。程序以數(shù)據(jù)幀的方式采集攝像頭回傳的圖片信息，并提取特征與數(shù)據(jù)庫以存儲(chǔ)識(shí)別目標(biāo)特征比對(duì)。如匹配則返回所對(duì)應(yīng)的設(shè)備信息，包括:生產(chǎn)日期，生產(chǎn)單位，設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，使用說明，以及最后維護(hù)日期人員。
[0035]7)、在移動(dòng)端將保留對(duì)已匹配模型的圖像位置信息，所述圖像位置信息是指:通過對(duì)攝像頭對(duì)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行掃描，程序通過數(shù)據(jù)幀收集并返回圖片幀。進(jìn)行實(shí)時(shí)的識(shí)別過程，也就是說程序會(huì)對(duì)每一幀返回的圖像做特征匹配，并不是全圖對(duì)比而是區(qū)域特征點(diǎn)的提取對(duì)比。也就是說特征圖存在于回傳圖的某個(gè)位置上，對(duì)匹配特征匹配成功的圖像后，停止識(shí)別過程。匹配成功后特征點(diǎn)的位置就是匹配成功的位置。
[0036]保留圖像位置信息后，并在此位置基礎(chǔ)上通過3D渲染，將匹配后所獲得的模型以及相關(guān)信息展示到屏幕上，并保持跟隨狀態(tài)，所述跟隨狀態(tài)是指:模型以通過上述的步驟渲染到了屏幕上，并且出現(xiàn)在屏幕的和識(shí)別目標(biāo)特征點(diǎn)匹配的位置。這樣的一個(gè)3D場(chǎng)景當(dāng)中。利用3D引擎(3D引擎指的是程序開發(fā)所用到的類庫以及方法由開發(fā)工具自帶提供)所提供的方法構(gòu)建3D空間，把手機(jī)攝像頭做成第三人稱視角，當(dāng)移動(dòng)設(shè)備的時(shí)候就會(huì)重新計(jì)算視角。調(diào)整看到模型的角度，大小。
[0037]在實(shí)際測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)該方法能夠快速有效的通過移動(dòng)端掃描獲取電力設(shè)備特征點(diǎn)并能生動(dòng)的展示對(duì)應(yīng)的3D模型以及相關(guān)的設(shè)備信息及運(yùn)行參數(shù)，最終得到令操作員滿意的結(jié)果。
[0038]本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0039]本發(fā)明提出了一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明利用新能源電力設(shè)備的特性以及操作人員對(duì)快速有效的獲取相關(guān)參數(shù)信息的需求，對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行了 3D建模，信息采集，特征提取，實(shí)時(shí)掃描，特征比對(duì)，3D展示。大大提高了操作人員工作效率并寫更加生動(dòng)有效的反饋給操作人員設(shè)備必要的參數(shù)信息，并可推廣到建筑設(shè)計(jì)與醫(yī)療器械管理等多個(gè)領(lǐng)域。
[0040]以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)建立電力設(shè)備模型數(shù)據(jù)中心，錄入電力設(shè)備模型與相關(guān)參數(shù)信息，以及該設(shè)備的識(shí)別目標(biāo)圖片的圖片特征； 2)移動(dòng)終端通過攝像頭采集想要識(shí)別的電力實(shí)體設(shè)備的圖片信息，并提取圖片特征； 3)移動(dòng)終端連接電力設(shè)備模型數(shù)據(jù)中心，將提取的圖片特征與數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)的識(shí)別目標(biāo)特征比對(duì)，如匹配則返回所對(duì)應(yīng)的設(shè)備信息； 4)移動(dòng)終端保留對(duì)已匹配模型的圖像位置信息，并在此位置基礎(chǔ)上通過3D渲染，將匹配后所獲得的模型以及相關(guān)信息展示到屏幕上，并保持跟隨狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示的方法，其特征在于，步驟I)中，使用Autodesk Maya專業(yè)3D建模軟件，根據(jù)電力設(shè)備CAD圖紙生成3D模型，將電力設(shè)備模型文件轉(zhuǎn)成數(shù)據(jù)流模式與相關(guān)參數(shù)信息一起錄入到數(shù)據(jù)庫表中。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示的方法，其特征在于，步驟I)中，將電力設(shè)備的正面圖片作為該設(shè)備的識(shí)別目標(biāo)，通過OpenCv提取圖片特征存儲(chǔ)到XML文件中，并添加到數(shù)據(jù)庫中。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示的方法，其特征在于，步驟2)中，移動(dòng)終端以數(shù)據(jù)幀的方式采集攝像頭回傳的圖片信息并提取圖片特征。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示的方法，其特征在于，步驟3)中，移動(dòng)終端通過無線網(wǎng)絡(luò)連接電力設(shè)備模型數(shù)據(jù)中心。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示的方法，其特征在于，步驟4)中，所述跟隨狀態(tài)為:挪動(dòng)移動(dòng)終端時(shí)會(huì)重新計(jì)算攝像頭的視角，從而調(diào)整所展示模型的角度，大小。7.—種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)中心及移動(dòng)終端，所述數(shù)據(jù)中心包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、3D模型建立模塊、特征提取模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)設(shè)備模型以及相關(guān)信息;所述3D模型建立模塊模塊用于為電力設(shè)備建立3D模型；所述特征提取模塊模塊用于提取設(shè)備正面圖的特征點(diǎn)； 所述移動(dòng)終端設(shè)有圖像采集模塊、特征匹配模塊、信息提取模塊和3D模型展示模塊，所述圖像采集模塊用于以數(shù)據(jù)幀的方式提取攝像頭回傳數(shù)據(jù);所述特征匹配模塊模塊用于比對(duì)攝像頭采集圖像與數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)模型特征點(diǎn);所述信息提取模塊用于將匹配后的模型數(shù)據(jù)以及相關(guān)信息反饋給移動(dòng)設(shè)備;所述3D模型展示模塊用于顯示提取后的設(shè)備模型與相關(guān)?目息O8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示系統(tǒng)，其特征在于，所述3D模型建立模塊鏈接Autodesk Maya提供處理工具及接口。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的電力設(shè)備信息提取與展示系統(tǒng)，其特征在于，所述特征提取模塊鏈接OpenCv提供處理工具及接口。
【文檔編號(hào)】G06T17/00GK106097425SQ201610409713
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】吳亮, 申剛, 李小宇, 周曉帆
【申請(qǐng)人】天津天大求實(shí)電力新技術(shù)股份有限公司