[发明专利]一种海上风电场增强现实方法

说明书

本发明公开了一种海上风电场增强现实方法，应用于操作人员穿戴的AR眼镜上，包括：识别出风电场中的目标器械，实时获取操作人员视角信息和AR眼镜中相机的位置信息，根据所述操作人员视角信息和AR眼镜中相机的位置信息将虚拟对象叠加到真实的场景中所述的目标器械上或目标器械的设定方向位置处，其中，所述的虚拟对象包括目标器械的虚拟内部结构、目标器械内部部件虚拟运行姿态、目标器械的运行参数数据、目标器械的拆装动画、目标器械的历史数据信息中的任意一项或几项；本发明中通过将辅助操作人员工作的虚拟对象叠加到真实的场景中，从而帮助了操作人员在现场进行运维问题的决策与操作，提高了操作人员的工作效率，保障了风电场正常的工作。

技术领域

本发明属于AR相关技术设计开发领域或属于海上风电场可视化运维决策系统领域，尤其是涉及一种海上风电场增强现实方法。

背景技术

风电场一般采用预防性维护与纠错性维护相结合的运维策略，海上风电的工况复杂性、交通运输的可达性与安全性、故障处理可完成性等都会成为影响运维质量的重要因素。本发明针对海上风电运维体系所存在的管理经验欠缺，人员素质参差不齐，海上风电场天气及作业环境复杂，人员、设备和船只在海上作业危险性高等问题，基于AR(AugmentedReality增强现实)相关技术设计开发海上风电场可视化运维决策系统，利用图像识别、智能检测和数据挖掘技术等技术，帮助操作人员及时准确的定位并排除问题，根据现场情况制定相应的运维策略。AR技术依据实际现场环境与设备状态设计触发点，将实时运行数据嵌入AR显示界面中，实现集控数据与现实场景并存，从而获得人机交互的体感。在基于AR的可视化运维决策系统中现场维护人员通过所佩戴的AR设备对所要维修的对象进行识别，将相关的结构信息和实时运行数据附加在真实场景之上，制造出虚拟数据与现实场景共存的场景，帮助维护人员在现场进行运维问题决策与操作。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种海上风电场增强现实方法，将辅助操作人员工作的虚拟对象叠加到真实的场景中，从而帮助了操作人员在现场进行运维问题的决策与操作，提高了操作人员的工作效率，保障了风电场正常的工作。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种海上风电场增强现实方法，应用于操作人员穿戴的AR眼镜上，包括：识别出风电场中的目标器械，实时获取操作人员视角信息和AR眼镜中相机的位置信息，根据所述操作人员视角信息和AR眼镜中相机的位置信息将虚拟对象叠加到真实的场景中所述的目标器械上或目标器械的设定方向位置处，其中，所述的虚拟对象包括目标器械的虚拟内部结构、目标器械内部部件虚拟运行姿态、目标器械的运行参数数据、目标器械的拆装动画、目标器械的历史数据信息中的任意一项或几项。

优选的，根据风电场各器械实际物理属性制作纹理和材质数据，渲染出高真实感的虚拟三维模型，对具有动态运动的机械建立其动态运动模型，将所述的三维模型或运动模型显示在目标器械上或显示在目标器械的设定方向位置处。

优选的，针对风电场运维过程中的拆卸组装任务，建立从目标器械拆卸成零件以及将零件组装成目标器械的动态时序动画，根据操作人员指令将该动画显示在真实的场景中所述的目标器械上或目标器械的设定方向位置处，以便指导操作人员正确地执行拆卸、组装及维护任务。

优选的，针对风电场的风机舱内环境特征纹理缺乏的特点，采用基于边缘的SLAM算法进行目标器械的跟踪，并根据操作人员视角信息与真实场景的相对关系调整虚拟对象的姿态及比例参数，使虚拟对象叠加到真实场景的目标器械上或目标器械的设定方向位置处。

优选的，所述的进行目标器械的跟踪包括对目标器械进行初始化，得到目标器械在实际场景中的精确位姿的初始化过程和在目标器械与操作人员相对运动时，对目标器械进行边沿跟踪实时将虚拟对象叠加到真实的场景中所述的目标器械上或目标器械的设定方向位置处的跟踪过程。