[發明專利]一種基于增強現實的遠程裝備維保系統

在審

• 申請號: 202110238688.7
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113011723A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 李新樂;陳宇翔;張記強;張健;于然;張楊;趙曉燕
• 申請（專利權）人: 北京計算機技術及應用研究所
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/00;G09B9/00
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

本發明涉及一種基于增強現實的遠程裝備維保系統，涉及增強現實技術領域。本發明提出的基于增強現實的遠程裝備維保系統，支持維修訓練和輔助維修兩種模式，提高了維保系統的利用率。遠程輔助維修，有效利用專家庫知識，降低了對維保操作人員的技術要求。遠程方案推送使得基于增強現實的裝備維保訓練系統能應用于更多的場景，而非系統預先定制的有限場景。

技術領域

本發明涉及增強現實技術領域，具體涉及一種基于增強現實的遠程裝備維保系統。

背景技術

增強現實技術是借助計算機圖形技術和可視化技術產生真實環境中不存在的虛擬對象，并通過傳感技術將虛擬物體準確“放置”到真實環境中，借助顯示設備將虛擬物體與真實環境融為一體，并呈現給用戶一個感官效果真實的新環境。

近年來，隨著增強現實技術的興起，人們逐漸嘗試將增強現實技術應用于裝備維保訓練系統中。有研發人員利用AR技術構建虛擬的裝備維修場景，并提供裝備模型供操作學員反復進行操作訓練。

國家發明專利“一種電網增強現實培訓系統”(公開號CN109410683A)，提出了電子培訓設備技術領域的一種電網增強現實培訓系統，給學員提供身臨其境的爬桿訓練體驗，該發明專利主要應用與電網系統的維修訓練場景。

國家發明專利“基于增強現實技術的教學輔助系統”(公開號CN107705645A)，提出了一種教學輔助系統，屬于智慧校園技術領域，目的是提供一種教育成本低、教學效果好的教學輔助系統，不適用于裝備維保的應用場景。

國家發明專利“增強現實版交互式電子技術手冊、內容構建及輔助維修/輔助操作流程的構建”(公開號CN106096857A)，提供一種增強現實版交互式電子技術手冊，以頭戴式增強現實設備為載體，以解決傳統的交互式電子技術手冊沉浸感不強、使用效率低問題。但該專利的主要作用是提供輔助維修/輔助操作流程的構建，及增強現實版交互式電子技術手冊的內容構建，應用場景取決于系統讀取的場景文件，有較大局限性。

國家發明專利“基于可以遠程更新的增強現實模擬的用于焊接培訓的裝置”公開號(CN104471629B)，提出一種基于增強現實模擬的用于焊接培訓的裝置，可以遠程更新焊接類型，適用于焊接培訓場景。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何設計一種遠程裝備維保系統，支持維修訓練和輔助維修兩種模式，提高維保系統的利用率。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于增強現實的遠程裝備維保系統，包括：場景還原建模模塊、裝備維保模塊、遠程通信模塊；

所述場景還原建模模塊用于在系統啟動后，進行現實環境的掃描和建模，完成裝備模型加載過程，實現虛擬信息與現實場景的交互；

所述裝備維保模塊用于在完成裝備模型加載過程后，實現裝備維保。

優選地，所述場景還原建模模塊包括相機跟蹤子模塊、場景重建子模塊和環境特征識別子模塊；

所述相機跟蹤子模塊，用于通過增強現實眼鏡所配備的相機和傳感器，在系統運行過程中完成相機跟蹤注冊，實時判斷AR眼鏡姿態信息，基于眼鏡姿態信息實時調整系統虛擬場景的渲染相機姿態，提高混合現實沉浸感；

所述場景重建子模塊，用于在相機跟蹤的同時，傳感器采集現實環境深度信息，并根據深度信息完成對操作者所處現實環境的等比例還原建模，得到現實場景模型；

所述環境特征識別子模塊，用于在場景重建過程得到現實場景模型的基礎上，對模型進行網格簡化處理和分類分析，識別出場景中的具有典型特征的現實物體；并以具有簡化平面和不同材質的扁平立方體替換原有場景中的原始重建模型，實現虛擬場景中對于現實場景特征的識別和標識。