一种基于可穿戴ar设备的轨道交通智能检修系统和方法
阅读说明：本技术 一种基于可穿戴ar设备的轨道交通智能检修系统和方法 (Intelligent rail transit maintenance system and method based on wearable AR equipment ) 是由 胡明伟 赵千 何国庆 于 2021-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修系统和方法,包括：可穿戴式AR眼镜智能终端,用于采集检修设备的视频图像数据和音频数据；后台分析系统,用于将所述视频图像数据、音频数据与预存车辆信息模型库进行比对,以根据对比结果对检修操作关键流程进行卡口控制。采用本发明的技术方案,促使其严格按流程执行车辆检修作业,并对关键作业步骤进行卡控,同时实现现场维修人员与后方管理人员的音视频实时交互,达到远程作业指导和协助。(The invention discloses a system and a method for intelligent track traffic maintenance based on wearable AR equipment, which comprises the following steps: the wearable AR glasses intelligent terminal is used for acquiring video image data and audio data of the maintenance equipment; and the background analysis system is used for comparing the video image data and the audio data with a prestored vehicle information model base so as to carry out bayonet control on the key process of the maintenance operation according to the comparison result. By adopting the technical scheme of the invention, the vehicle maintenance operation is strictly executed according to the flow, the key operation steps are controlled by the card, and the real-time audio and video interaction between field maintenance personnel and rear management personnel is realized, so that the remote operation guidance and assistance are achieved.)
技术领域
本发明属于轨道交通智慧运维领域，具体涉及一种基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修系统及方法。
背景技术
目前，我国城市轨道交通和城际轨道交通运营里程增长较快，运营检修任务繁重，车辆检修是保证轨道交通系统运行安全的主要手段之一，检修需确保其作业流程规范、准确、高效以及作业人员安全。但列车检修面临窗口期短、作业任务繁重、专业分工细且专业性强、熟练检修人员短缺等困境。随着轨道交通系统自动化、综合化、智能化程度的不断提升，提升车辆检修安全和效率也越来越受到关注，加强检修作业流程标准化、规范化、可视化、无纸化是提高检修管理水平、提升作业效率、保证列车安全运行的重要措施。
轨道交通行业中车辆设备的一项检修作业通常要依靠两位或两位以上检修人员前往现场检修设备(A角承担主要检修任务，B角负责校核、监控和记录)，检修人员根据操作手册和经验判断是否发生故障和是否需要维护，进而进行检修作业并记录设备故障和检修作业信息。后方轨道交通管理人员通过远程语音通话与现场检修人员联络，提供远程指导并掌握现场列车设备检修情况。然而现有的检修作业存在耗时长、执行成本高，人工投入多、劳动强度大、实时交互性差等不足，特别是在检修过程中，受作业场地、设备空间的限制，部分检修作业仅能由单人操作完成，难以实现多人协作，后方管理者无法掌握前方检修人员的作业进度及监控作业质量，容易因检修任务繁重造成漏检、质量不达标或人员受伤等弊病。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，本发明提供一种基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修系统及方法，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修系统，包括：
可穿戴式AR眼镜智能终端，用于采集检修设备的视频图像数据和音频数据；
后台分析系统，用于将所述视频图像数据、音频数据与预存车辆信息模型库进行比对，以根据对比结果对检修操作关键流程进行卡口控制。
作为优选，所述可穿戴AR眼镜智能终端包括：高清摄像头、语音通话装置、智能调节镜片、智能控制装置、双向通讯装置和电源；智能控制装置分别连接高清摄像头、语音通话装置、智能调节镜片、双向通讯装置和电源。
作为优选，所述摄像头用于采集检修设备的视频图像数据，包括固接在AR眼镜上的摄像头和可拆卸式外接摄像头，所述可拆卸式外接摄像头用于对列车底部或肢体难于接近的设备内部进行内窥检测，其采集数据无线传输到智能控制装置。
作为优选，所述语音通话装置包括麦克风、耳机和外放扬声器，所述语音通话装置用于实现检修人员与后台管理者或技师的实时语音交互、或者与后台计算机的语音交互。
作为优选，智能调节镜片用于呈现交互界面，并可以根据外界光照强度调节成像清晰度。
作为优选，所述智能控制装置用于提供高清摄像头、语音通话装置、智能调节镜片的控制和运算，并对高清摄像头、语音通话装置、智能调节镜片提供电源供应。
作为优选，双向通讯装置为蜂窝无线通讯设备或WiFi设备。
作为优选，所述后台分析系统还包括：云服务器数据库用于存储可穿戴AR眼镜智能终端发送的视频图像数据和音频数据。
一种基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修方法，包括以下步骤：
采集检修设备的视频图像数据和音频数据；
将所述视频图像数据、音频数据与预存车辆信息模型库进行比对，以根据对比结果对检修操作关键流程进行卡口控制。
作为优选，还包括：存储可穿戴AR眼镜智能终端发送的视频图像数据和音频数据。
本发明的基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修系统及方法，具有以下特点：第一，基于检修人员第一视角，实现现场维修人员与后方管理人员的音视频实时交互，达到远程作业指导和协助；第二，提升作业流程的规范化和作业质量，在作业者眼前投屏作业步骤的文字和图片，促使其严格按流程执行车辆检修作业，并对关键作业步骤进行卡控；第三，作业过程云端记录存储和操作过程留痕，以备作业过程和质量追溯。
附图说明
图1为本发明基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修系统的结构示意图；
图2为本发明基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修系统的数据交互示意图；
图3为本发明可穿戴AR眼镜智能终端结构示意图；
图4为本发明基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修方法的流程图。
具体实施方式
为更好的说明本发明，下面结合附图与实施过程对本发明进一步说明。
如图1、2所示，本发明提供一种基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修系统包括：可穿戴AR眼镜智能终端和后台分析系统；后台分析系统与可穿戴AR眼镜智能终端实现双向交互，其包括语音交互、图像交互、预警提示、作业监测，其中，
可穿戴式AR眼镜智能终端，用于采集检修设备的视频图像数据和音频数据；
后台分析系统，用于将所述视频图像数据、音频数据与预存车辆信息模型库进行比对，以根据对比结果对检修操作关键流程进行卡口控制。
进一步，如图3所示，所述可穿戴AR眼镜智能终端包括：高清摄像头、语音通话装置、智能调节镜片、智能控制装置、双向通讯装置和电源；智能控制装置分别连接高清摄像头、语音通话装置、智能调节镜片、双向通讯装置和电源。
进一步，所述摄像头用于采集检修设备的视频图像数据，包括固接在AR眼镜上的摄像头和可拆卸式外接摄像头，所述可拆卸式外接摄像头用于对列车底部或肢体难于接近的设备内部进行内窥检测，其采集数据无线传输到智能控制装置。
进一步，所述语音通话装置包括麦克风、耳机和外放扬声器，所述语音通话装置用于实现检修人员与后台管理者或技师的实时语音交互、或者与后台计算机的语音交互。
进一步，智能调节镜片用于呈现交互界面，并可以根据外界光照强度调节成像清晰度。所述交互界面是显示检修操作步骤，使用者能通过语音控制交互界面的动作，如上/下一项、上、下一页、放大/缩小、确认/拒绝/忽略。后台分析系统的结果以图像等形式显示到可穿戴AR眼镜智能终端的镜片上，当检修人员的遇到检修难题时提供远程指导，并在检修人员操作出错时给予报警提示。
进一步，所述智能控制装置用于提供高清摄像头、语音通话装置、智能调节镜片的控制和运算，并对高清摄像头、语音通话装置、智能调节镜片提供电源供应。
进一步，双向通讯装置为蜂窝无线通讯设备或WiFi设备。
进一步，所述后台分析系统还包括：云服务器数据库用于存储可穿戴AR眼镜智能终端发送的视频图像数据和音频数据。
本发明的基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修系统的具体实施过程包括：
1、通过后台系统派发任务给特定的检修人员，检修人员收到检修任务后，根据相应的检修任务进行检修前的任务准备，并在车辆段控制中心提交相应的检修作业授权申报。
2、检修人员穿戴AR眼镜智能终端到达检修车间，所述智能终端上可显示检修任务情况、检修过程步骤、检修器械位置；
3、在智能终端上选择检查安全防护设备，检查防护服、绝缘手套、安全帽等是否完好，并进行正确穿戴；
4、穿戴好安全防护设备后，在智能终端上确认，并开始正式检修工作；
5、根据智能移动终端上的任务步骤提示，进行检修工作；通过摄像头图像识别对检修设备和控制仪表进行数据采集，将视频信息和图像信息传输回后台分析系统，并实时给出诊断和分析，将检修步骤回传到AR眼镜智能镜片上显示；
6、通过AR眼镜智能终端与后台分析系统建立远程监控，将检修人员第一视角的语音、视频信息实时回传，方便专家和管理者远程协助与监督；
7、后台分析系统对实时监测到的仪表指数和识别的图像进行诊断，若诊断结果为故障，则发出预警信息，预警信息会同步到AR眼镜智能终端上；
8、检修人员检修过程的视频、语音、操作决策会实时存储到后台，方便管理人员不定期查阅调取。
如图4所示，本发明还提供一种基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修方法，包括以下步骤：
步骤S1、采集检修设备的视频图像数据和音频数据；
步骤S2、将所述视频图像数据、音频数据与预存车辆信息模型库进行比对，以根据对比结果对检修操作关键流程进行卡口控制。
进一步，还包括：存储可穿戴AR眼镜智能终端发送的视频图像数据和音频数据。
本发明的有益效果：
1)能够实现基于轨道交通车辆检修人员第一视角的检修作业实时信息的高效全流程采集，信息包括：视频、图像、音频、位置和人员身份信息。
2)提供对各作业人员的全过程作业历史查询和回溯留痕，有助于检修质量争议的解决、检修过程的示范培训。
3)能够实现后台管理人员对固定点作业和流动检修作业的实时监控，克服固定摄像头覆盖不全，无法接近待检修部件且存在盲区的不足，使管理者不必到达现场，即可高效掌握和指导现场检修，降低检修人员受伤和发生危险的机率；
4)通过预先设置必选作业步骤和人工智能图像识别算法，实现对关键作业步骤进行卡控，若检修人员操作不当或毁损AR眼镜即可触发向后台人员的报警。
5)通过语音和图像实时交互，能实现多人远程协同作业，高级技术人员远程即可对复杂、专业性强、有危险的作业做出指导，系统对出错操作进行报警提示，有效的提高了检修效率和准确率。
6)当作业完成可向现场检修人员提供当次作业小结，按不同的统计口径(指定时间、指定作业流程、指定作业人员)，向后台管理人员提供作业统计分析报告。
本发明一种基于可穿戴AR设备的轨道交通智能检修系统和方法，将AR技术应用到轨道交通车辆段检修工作中，目的是辅助现场作业，提高作业效率、质量和安全性。解放检修人员双手，以第一视角引导检修人员完成复杂和高强度作业，检修人员不必记忆操作要点和复杂的步骤；在轨道交通设备的检修过程中实现与管理者远程共享信息和互动，实现对关键作业步骤进行卡控，同时在检修人员操作失误和设备异常时给予报警提示，帮助检修人员解决检修过程中的难点，安全高效的完成检修任务；在云端保存作业记录，向管理人员提供统计分析报告。
以上列举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范畴之内。
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