CN109102731A - 一种基于vr的变电站仿真平台及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于VR的变电站仿真平台及方法，变电站模拟检修模块、机器人控制模块、VR设备、投影仪、摄像头、实时学习模块、增强训练模块、考核管理模块均与核心处理模块连接。本发明的变电站电力设备智能巡检***是依托变电站高精度建模，利用摄像头和机器人采集到的数据，实现对现场设备的实时监测和远程操作。使得工作人员只需戴上VR虚拟头盔，就能亲自在变电站中漫游，并依照巡检流程，实时查看变电站运行情况，从而提高了运检人员的积极性和有效预防巡检过程中不规范的操作带来的人身伤害。另外，还具有培训学习机制、增强训练机制、考核管理机制，实现培训学习、操作、考核管理于一体，大大提高了巡检的效率和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及变电站技术领域，尤其涉及一种基于VR的变电站仿真平台及方法。
背景技术
智能变电站是电力***的重要组成部分。它的可靠运行，直接影响到输变电生产安全和社会稳定，因此做好智能变电站巡检和运维工作对保证电力***安全、经济、优质地运行十分重要。当前变电站巡检和运维存在以下痛点：
变电站的巡检过程工作量非常巨大，设备漏检及数据管理差错缺失不可避免，而且极容易出现不规范操作导致的人身伤害。传统的变电站操作培训，不止操作培训时间漫长、费用高，而且脱离实际效果不佳。而变电站设备长期处于带电状态，因此不能通过实际设备直接进行操作培训。关于变电站事故的应变能力要求高，但培训绝不允许故意制造事故让运维人员处理。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于VR的变电站仿真平台及方法，以解决现有技术的不足。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于VR的变电站仿真平台，包括变电站模拟检修模块、机器人控制模块、核心处理模块、VR设备、投影仪、摄像头、实时学习模块、增强训练模块、考核管理模块，所述变电站模拟检修模块、机器人控制模块、VR设备、投影仪、摄像头、实时学习模块、增强训练模块、考核管理模块均与核心处理模块连接：
变电站模拟检修模块，用于模拟变电站检修时的场景，为虚拟机器人巡检提供操作对象环境；
机器人控制模块用于在巡检中操作人员操作控制虚拟机器人动作，发出控制指令；
核心处理模块完成VR巡检培训学习、VR巡检操作和VR巡检考核管理模块和流程的协调处理；
VR设备戴在操作人员的头上，操作人员观察VR设备中的场景，体验虚拟机器人操作空间，通过操作机器人控制模块观察VR设备中机器人的工作反馈，持续不断；
投影仪，VR设备中的场景可通过投影仪显示在幕布上；
摄像头，安装在VR设备的眼镜的前面板上并且连接核心处理模块，当该VR设备戴在操作人员头上时，该摄像头用于获取机器人控制模块的实景画面；
实时学习模块，调用现有培训资源，根据变电站运维人员培训规范生成实战型结构化课件，在虚拟变电站中完成沉浸地学习电力设备规范操作方式；
增强训练模块，实现VR操作手柄与虚拟电力操作工具的结合，以自然的方式与虚拟环境中的电力设备进行交互作用，根据训练需求和标准化指导完成操作练习；
考核管理模块，在任务模式下学员选择考核项目，***将实时记录运维人员的考核细节，并通过操作姿势、操作时间的考核点展开智能分析，作出评价并打出分数。
上述的一种基于VR的变电站仿真平台，所述VR设备通过HDMI和USB接口连接核心处理模块。
上述的一种基于VR的变电站仿真平台，所述摄像头通过USB连接核心处理模块。
上述的一种基于VR的变电站仿真平台，所述变电站模拟检修模块、核心处理模块为安装在PC机上的软件操作***。
上述的一种基于VR的变电站仿真平台，所述机器人控制模块为VR操作手柄。
一种基于VR的变电站仿真方法，包括以下步骤：
步骤1、利用摄像头和机器人采集到的数据，实现对现场设备的实时监测和远程操作，使得工作人员只需戴上VR设备，工作人员自由在变电站中漫游，真实而全面的了解变电站环境以及布局，同时能够在每个点形成360度无死角巡检；
步骤2、实时学习模块调用现有培训资源，根据变电站运维人员培训规范生成实战型结构化课件，在虚拟变电站中完成沉浸地学习电力设备规范操作方式；
步骤3、工作人员通过VR设备直观查看设备实时运行数据、运行状态和台账信息等，通过VR操作手柄点击，查看设备的基础信息；
步骤4、增强训练模块实现VR操作手柄与虚拟电力操作工具的结合，以自然的方式与虚拟环境中的电力设备进行交互作用，根据训练需求和标准化指导完成操作练习；
步骤5、考核管理模块在任务模式下学员选择考核项目，***将实时记录运维人员的考核细节，并通过操作姿势、操作时间的考核点展开智能分析，作出评价并打出分数。
上述的一种基于VR的变电站仿真方法，所述步骤1的巡检内容包括但不限于变压器、开关、刀闸、临时接地线在内的运行设备外观及仪表参数。
上述的一种基于VR的变电站仿真方法，所述步骤2的培训资源包括但不限于文字、图片、视频、3D动画。
本发明的有益效果是：
本发明的变电站电力设备智能巡检***是依托变电站高精度建模，利用摄像头和机器人采集到的数据，实现对现场设备的实时监测和远程操作。使得工作人员只需戴上VR虚拟头盔，就能亲自在变电站中漫游，并依照巡检流程，实时查看每个设备的基础数据和实时数据，身临其境的查看变电站运行情况，从而提高了运检人员的积极性和有效预防巡检过程中不规范的操作带来的人身伤害。另外，还具有培训学习机制、增强训练机制、考核管理机制，实现培训学习、操作、考核管理于一体，大大提高了巡检的效率和可靠性。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的***结构框图。
图2是本发明的方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于VR的变电站仿真平台，包括变电站模拟检修模块、机器人控制模块、核心处理模块、VR设备、投影仪、摄像头、实时学习模块、增强训练模块、考核管理模块，所述变电站模拟检修模块、机器人控制模块、VR设备、投影仪、摄像头、实时学习模块、增强训练模块、考核管理模块均与核心处理模块连接：
变电站模拟检修模块，用于模拟变电站检修时的场景，为虚拟机器人巡检提供操作对象环境；
机器人控制模块用于在巡检中操作人员操作控制虚拟机器人动作，发出控制指令；
核心处理模块完成VR巡检培训学习、VR巡检操作和VR巡检考核管理模块和流程的协调处理；
VR设备戴在操作人员的头上，操作人员观察VR设备中的场景，体验虚拟机器人操作空间，通过操作机器人控制模块观察VR设备中机器人的工作反馈，持续不断；
投影仪，VR设备中的场景可通过投影仪显示在幕布上；
摄像头，安装在VR设备的眼镜的前面板上并且连接核心处理模块，当该VR设备戴在操作人员头上时，该摄像头用于获取机器人控制模块的实景画面；
实时学习模块，调用现有培训资源，根据变电站运维人员培训规范生成实战型结构化课件，在虚拟变电站中完成沉浸地学习电力设备规范操作方式；
增强训练模块，实现VR操作手柄与虚拟电力操作工具的结合，以自然的方式与虚拟环境中的电力设备进行交互作用，根据训练需求和标准化指导完成操作练习；
考核管理模块，在任务模式下学员选择考核项目，***将实时记录运维人员的考核细节，并通过操作姿势、操作时间的考核点展开智能分析，作出评价并打出分数。
本实施例中，所述VR设备通过HDMI和USB接口连接核心处理模块。
本实施例中，所述摄像头通过USB连接核心处理模块。
本实施例中，所述变电站模拟检修模块、核心处理模块为安装在PC机上的软件操作***。
本实施例中，所述机器人控制模块为VR操作手柄。
如图2所示，一种基于VR的变电站仿真方法，包括以下步骤：
步骤1、利用摄像头和机器人采集到的数据，实现对现场设备的实时监测和远程操作，使得工作人员只需戴上VR设备，工作人员自由在变电站中漫游，真实而全面的了解变电站环境以及布局，同时能够在每个点形成360度无死角巡检；
步骤2、实时学习模块调用现有培训资源，根据变电站运维人员培训规范生成实战型结构化课件，在虚拟变电站中完成沉浸地学习电力设备规范操作方式；
步骤3、工作人员通过VR设备直观查看设备实时运行数据、运行状态和台账信息等，通过VR操作手柄点击，查看设备的基础信息；
步骤4、增强训练模块实现VR操作手柄与虚拟电力操作工具的结合，以自然的方式与虚拟环境中的电力设备进行交互作用，根据训练需求和标准化指导完成操作练习；
步骤5、考核管理模块在任务模式下学员选择考核项目，***将实时记录运维人员的考核细节，并通过操作姿势、操作时间的考核点展开智能分析，作出评价并打出分数。
本实施例中，所述步骤1的巡检内容包括但不限于变压器、开关、刀闸、临时接地线在内的运行设备外观及仪表参数。
本实施例中，所述步骤2的培训资源包括但不限于文字、图片、视频、3D动画。
本发明基于VR的变电站仿真平台是依托变电站高精度建模，利用摄像头和机器人采集到的数据，实现对现场设备的实时监测和远程操作。使得工作人员只需戴上VR虚拟头盔，就能亲自在变电站中漫游，并依照巡检流程，实时查看每个设备的基础数据和实时数据，身临其境的查看变电站运行情况，从而提高了运检人员的积极性和有效预防巡检过程中不规范的操作带来的人身伤害。另外，还具有培训学习机制、增强训练机制、考核管理机制，实现培训学习、操作、考核管理于一体，大大提高了巡检的效率和可靠性。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于VR的变电站仿真平台，其特征在于：包括变电站模拟检修模块、机器人控制模块、核心处理模块、VR设备、投影仪、摄像头、实时学习模块、增强训练模块、考核管理模块，所述变电站模拟检修模块、机器人控制模块、VR设备、投影仪、摄像头、实时学习模块、增强训练模块、考核管理模块均与核心处理模块连接：
变电站模拟检修模块，用于模拟变电站检修时的场景，为虚拟机器人巡检提供操作对象环境；
机器人控制模块用于在巡检中操作人员操作控制虚拟机器人动作，发出控制指令；
核心处理模块完成VR巡检培训学习、VR巡检操作和VR巡检考核管理模块和流程的协调处理；
VR设备戴在操作人员的头上，操作人员观察VR设备中的场景，体验虚拟机器人操作空间，通过操作机器人控制模块观察VR设备中机器人的工作反馈，持续不断；
投影仪，VR设备中的场景可通过投影仪显示在幕布上；
摄像头，安装在VR设备的眼镜的前面板上并且连接核心处理模块，当该VR设备戴在操作人员头上时，该摄像头用于获取机器人控制模块的实景画面；
实时学习模块，调用现有培训资源，根据变电站运维人员培训规范生成实战型结构化课件，在虚拟变电站中完成沉浸地学习电力设备规范操作方式；
增强训练模块，实现VR操作手柄与虚拟电力操作工具的结合，以自然的方式与虚拟环境中的电力设备进行交互作用，根据训练需求和标准化指导完成操作练习；
考核管理模块，在任务模式下学员选择考核项目，***将实时记录运维人员的考核细节，并通过操作姿势、操作时间的考核点展开智能分析，作出评价并打出分数。
2.如权利要求1所述的一种基于VR的变电站仿真平台，其特征在于：所述VR设备通过HDMI和USB接口连接核心处理模块。
3.如权利要求1所述的一种基于VR的变电站仿真平台，其特征在于：所述摄像头通过USB连接核心处理模块。
4.如权利要求1所述的一种基于VR的变电站仿真平台，其特征在于：所述变电站模拟检修模块、核心处理模块为安装在PC机上的软件操作***。
5.如权利要求1所述的一种基于VR的变电站仿真平台，其特征在于：所述机器人控制模块为VR操作手柄。
6.一种基于VR的变电站仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、利用摄像头和机器人采集到的数据，实现对现场设备的实时监测和远程操作，使得工作人员只需戴上VR设备，工作人员自由在变电站中漫游，真实而全面的了解变电站环境以及布局，同时能够在每个点形成360度无死角巡检；
步骤2、实时学习模块调用现有培训资源，根据变电站运维人员培训规范生成实战型结构化课件，在虚拟变电站中完成沉浸地学习电力设备规范操作方式；
步骤3、工作人员通过VR设备直观查看设备实时运行数据、运行状态和台账信息等，通过VR操作手柄点击，查看设备的基础信息；
步骤4、增强训练模块实现VR操作手柄与虚拟电力操作工具的结合，以自然的方式与虚拟环境中的电力设备进行交互作用，根据训练需求和标准化指导完成操作练习；
步骤5、考核管理模块在任务模式下学员选择考核项目，***将实时记录运维人员的考核细节，并通过操作姿势、操作时间的考核点展开智能分析，作出评价并打出分数。
7.如权利要求6所述的一种基于VR的变电站仿真方法，其特征在于，所述步骤1的巡检内容包括但不限于变压器、开关、刀闸、临时接地线在内的运行设备外观及仪表参数。
8.如权利要求6所述的一种基于VR的变电站仿真方法，其特征在于，所述步骤2的培训资源包括但不限于文字、图片、视频、3D动画。
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