[发明专利]一种具有空间协同感知的数据中心增强巡检系统及方法

说明书

本发明公开一种具有空间协同感知的数据中心增强巡检系统及方法，本发明中数据中心的智能巡检提供载体；高清双目相机固定于巡检机器人系统上，用于实现巡检过程中3D视频流的获取，并可通过无线传感器网络进行实时传输；所述的增强现实设备，基于巡检机器人在现场环境下的位姿，驱动巡检过程中数据中心设备对应的虚拟模型进行漫游，并结合数据中心物理设备图像，将该虚拟模型等信息叠加于真实图像中，形成巡检过程的增强可视化。本发明将机器人在巡检过程中的运动轨迹、运动状态等信息以可视化方式显示在可穿戴智能眼镜中，预防和规避因机器人定位失败等导致的碰撞和数据中心破坏等潜在风险，有助于运维管理人员对当前巡检状态进行把控。

技术领域

本发明一种具有空间协同感知的数据中心增强巡检系统及方法，涉及数据巡检技术领域，特别涉及一种融合增强现实技术的数据中心机器人智能巡检系统及方法。

背景技术

数据中心设备参数和运行数据的正常与否，直接影响到整个电力通信网络的正常工作，对国民经济发展和国家安全具有重要意义。而现有电力数据机房巡检过程中，主要还是依赖工人手工作业的方式，在巡检过程中人为对机器人的运行指示灯、烟雾和异响等进行判断，存在巡检效率低且巡检结果主观性强等问题，且难以将巡检结果与物理现场进行可视化融合。因此迫切具有一种智能可视化的巡检方法，实现数据中心巡检过程的智能可视化。

增强现实技术作为一种新的可视化方式，其通过实时计算增强现实系统在物理环境中的位姿，进而将虚拟信息(模型、图片、视频等)以几何一致性形式，融合在现场环境中，让用户看到一个添加了虚拟物体的真实世界。其通过“可实际可操作”的智能可视化方式，帮助人们进一步理解和操作物理环境，为复杂工业任务(如巡检、维修等)完成提供详细指导和新的交互手段。

虽然巡检机器人和增强现实技术在数据中心的智能运维中各自发挥了重要作用，但现有系统和方法多是将机器人和增强现实眼镜分成两个独立的模块进行工作，如将巡检过程中的检测结果传输到眼镜端进行显示，缺乏将其二者进行紧耦合的空间协同感知交互能力，导致增强现实眼镜难以以巡检机器人视角直观感知当前的运动状态，同时增强现实眼镜端赋予的增强可视化信息，难以有效传输并被机器人理解。

因此，迫切需要一种新的增强巡检机器人系统和方法，以将数据中心巡检机器人和增强现实技术进行空间协同融合，实现机器人巡检过程与巡检现场的交互感知和智能可视化展示，对提高现有数据中心巡检的自动化和智能可视化水平具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种具有空间协同感知的数据中心增强巡检系统及方法，解决了现有机器人巡检过程中可视化程度低，机器人与增强现实系统间缺乏空间协同感知能力的局限，拓展了巡检过程的智能可视化水平，并将待巡检任务以可视化形式显示在巡检机器人坐标系中，有助于设备管理人员及时发现并解决巡检过程中出现的问题，保障数据中心的正常运行。

本发明通过以下技术方案实现：

提供了一种具有空间协同感知的数据中心增强巡检系统，包括巡检机器人、增强现实设备、高清双目相机以及无线传感器网络。其中巡检机器人能实时显示机器人当前的方位和运动状态，并通过采集现场环境中的异响、异味等数据，进行分析和异常报警，其具体可分为运动导航系统、检测系统、控制系统、通讯系统共四部分组成，为本发明中数据中心的智能巡检提供载体；高清双目相机固定于巡检机器人系统上，用于实现巡检过程中3D视频流的获取，并可通过无线传感器网络进行实时传输；所述的增强现实设备，典型的为可穿戴智能眼镜，可基于巡检机器人在现场环境下的位姿，驱动巡检过程中数据中心设备对应的虚拟模型进行漫游，并结合高清双目相机获取的数据中心物理设备图像，将该虚拟模型等信息叠加于真实图像中，形成巡检过程的增强可视化。

所述的增强巡检智能可视化系统，通过离线构建数据中心设备的三维数据化模型，利用增强现实设备，将数据中心设备对应的虚拟三维模型加载并显示在增强现实设备中，该模型可根据增强现实设备在空间的实时位姿估计，实现虚拟场景中视点的漫游。