发电厂设备运维方法及系统与流程

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种发电厂设备运维方法、发电厂设备运维系统、计算机可读存储介质及计算机设备。

背景技术：

大型发电厂是现代社会的重要能源输出节点，其安全可靠运行直接关系到整个社会的正常运转。随着技术的快速发展，发电厂的信息化、智能化水平不断登上新台阶，大数据、云计算等新技术也不断在发电厂中得到推广应用。然而，现阶段发电厂信息化、智能化主要体现的设备信息采集和远程监控端，但在设备现场，信息化、智能化水平相对于以往并没有明显提高，技术人员现场的各项操作与电厂信息化改造升级前并没有明显差异。由于现场的各项设备是发电厂的最重要资产，其安全可靠运行是整个电厂正常运作的基石，因而提高整个电厂的信息化、智能化水平时不应忽略技术人员在现场的信息化、智能化水平。

目前，发电厂运维工作的信息化、智能化水平已经达到较高程度，尤其是在信息获取和远程监控方面，相关系统已较为完备。然而，在技术人员对运行设备进行现场巡视和操作以及进行设备维护和检修时，由于远端和现场仍处于分立状态，而难以发挥上述信息化、智能化系统的优势，仍按传统方式进行。另外，尽管电厂已针对各项操作制定了详尽的流程规范，但是技术人员在现场往往还是凭记忆和以往个人经验进行设备操作，规范性指导有所不足，存在一定的误操作可能性。

技术实现要素：

本发明提供一种发电厂设备运维方法、发电厂设备运维系统、计算机可读存储介质及计算机设备，以提高发电厂设备现场运维的便利性和直观性，从而提高发电厂设备现场运维的信息化及智能化水平。

本发明实施例提供一种发电厂设备运维方法，包括：拍摄发电厂设备的图像；获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及所述发电厂设备的身份信息；根据所述发电厂设备的身份信息和一运维需求信息获取所述发电厂设备的相关信息；根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标，对所述拍摄图像和所述相关信息进行图像合成；显示合成的图像，以辅助用户对所述发电厂设备进行运维。

本发明实施例还提供一种发电厂设备运维系统，包括：前端系统，用于拍摄发电厂设备的图像；获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及所述发电厂设备的身份信息；根据所述发电厂设备的身份信息和一运维需求信息获取所述发电厂设备的相关信息；根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标，对所述拍摄图像和所述发电厂设备的相关信息进行图像合成；显示合成的图像，以辅助用户对所述发电厂设备进行运维；后台系统，用于提供所述相关信息；通信系统，用于实现所述前端系统和所述后台系统之间的通信。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述各实施例所述方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述各实施例所述方法的步骤。

本发明实施例的发电厂设备运维方法、发电厂设备运维系统、计算机可读存储介质及计算机设备，通过拍摄发电厂设备的图像，获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及所述发电厂设备的身份信息，根据所述发电厂设备的身份信息和一运维需求信息获取所述发电厂设备的相关信息，根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标，对所述拍摄图像和所述相关信息进行图像合成，并显示合成的图像，能够使发电厂设备巡检或检修人员在现场方便地、直观的获取发电厂设备的相关信息，提高了发电厂设备现场运维的智能化及信息化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明一实施例的发电厂设备运维方法的流程示意图。

图2是本发明一实施例中获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及发电厂设备的身份信息的方法流程示意图。

图3是本发明另一实施例中获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及发电厂设备的身份信息的方法流程示意图。

图4是本发明一实施例中对拍摄图像和相关信息进行图像合成的方法流程示意图。

图5是本发明另一实施例中对拍摄图像和相关信息进行图像合成的方法流程示意图。

图6是本发明一实施例的发电厂设备运维系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图1是本发明一实施例的发电厂设备运维方法的流程示意图。如图1所示，该发电厂设备运维方法，可包括：

步骤s110：拍摄发电厂设备的图像；

步骤s120：获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及所述发电厂设备的身份信息；

步骤s130：根据所述发电厂设备的身份信息和一运维需求信息获取所述发电厂设备的相关信息；

步骤s140：根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标，对所述拍摄图像和所述相关信息进行图像合成；

步骤s150：显示合成的图像，以辅助用户对所述发电厂设备进行运维。

上述步骤s110～步骤s150可以通过前端系统实现，该前端系统例如可以是手机、平板电脑的能够终端设备。上述步骤s110可以利用前端系统中的摄像头实现。上述步骤s120，可以通过内置在前端系统中的检测、识别及分析功能实现，例如可以利用现有的图像识别方法实现。具体地，例如可以基于发电厂设备上的标识物实现，或者基于超宽带的无线定位方法和三维电子罗盘实现。通过所述发电厂设备的身份信息可以知道该设备是发电厂中的哪台设备。

在上述步骤s130中，该运维需求信息可以是发电厂设备巡检人员、检修人员等根据其需求输入至前端系统，具体地，可以通过输入文字、从列表中选择等方式输入。该相关信息与该运维需求信息相对应，例如该运维需求信息是需要该发电厂设备的内部结构图，则该相关信息为该发电厂设备的内部结构图，又例如，该运维需求信息是需要该发电厂设备的操作流程规范，则该相关信息为文字、图片等形式的操作流程规范。

在上述步骤s140中，上述图像合成例如可基于现有的增强现实、虚拟现实等技术实现。可以基于该标记物或基于超宽带的无线定位方法及三维电子罗盘获取拍摄图像的拍摄角度和拍摄设备的绝对空间位置坐标。该用户可以是巡检人员、检修人员等。

本实施例中，通过拍摄发电厂设备的图像，获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及所述发电厂设备的身份信息，根据所述发电厂设备的身份信息和一运维需求信息获取所述发电厂设备的相关信息，根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标，对所述拍摄图像和所述相关信息进行图像合成，并显示合成的图像，能够使发电厂设备巡检或检修人员在现场方便地、直观的获取发电厂设备的相关信息，提高了发电厂设备现场运维的智能化及信息化。

图2是本发明一实施例中获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及发电厂设备的身份信息的方法流程示意图。如图2所示，在上述步骤s120中，获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及所述发电厂设备的身份信息，可包括：

步骤s1211：从拍摄图像中识别出所述发电厂设备的标识物；

步骤s1212：将所述标识物发送至一后台系统，以使所述后台系统通过对比所述标识物和预先存储的标识图像得到所述发电厂设备的身份信息，并根据所述发电厂设备的身份信息查询数据库得到的所述发电厂设备的绝对空间位置坐标；

步骤s1213：根据所述标识物的形状和预先存储的标识图像的形状确定所述发电厂设备与拍摄设备之间的相对位置和拍摄图像的拍摄角度，并根据所述相对位置和所述发电厂设备的绝对空间位置坐标计算得到拍摄设备的绝对空间位置坐标。

该标识物预先设置在发电厂设备上。例如，可以为二维码、条形码、特定图形、特定符号等，可以唯一标识发电厂设备，或者还可以唯一标识发电厂设备的每个组成单元。在该标识物可以唯一标识发电厂设备的每个组成单元的情况下，发电厂设备上可设置多个标识物，用于区别标识发电厂设备的不同组成单元。该标识物的识别可以通过内置在前端系统中的检测、识别及分析功能实现，例如可以利用现有的图像识别方法实现。该数据库中可以预先存储有发电厂中各设备的绝对空间位置坐标和设备身份信息的关联信息，可以是数据表，或者是包含各设备的发电厂三维模型。在发电厂三维模型中，各设备的身份信息和位置信息(绝对空间位置坐标)已知且关联。

该发电厂设备与该拍摄设备距离越远，该标识物(图像)越小，距离越近，该标识物(图像)越大。当正对该标识物拍摄时，拍摄得到的标识物(图像)与实际的标识物(可以从后台系统获取相应图像，用于与拍摄得到的标识物比较)形状一样，当斜对该标识物拍摄时，拍摄得到的标识物(图像)相对于实际的标识物会发生形变。基于该规律，可以根据所述标识物的形状确定所述发电厂设备与拍摄设备之间的相对位置和拍摄图像的拍摄角度。实施例中，可以使前端系统利用图形的仿射不变性原理，重建标记物的预定图形模板在拍摄角度下所获得的场景中标记坐标到实际的标记坐标的空间变换矩阵，并根据该空间变换矩阵得到拍摄设备相对于发电厂设备的空间位置坐标和拍摄角度。

实施例中，预置标记法通过识别设备上预先设定的图形模板，实现设备的辨别以及设备具体空间位置和视角的辨识。预先设定的图形模板(标记物)可以由黑色矩形框以及矩形框内部的图形组成。黑色矩形框首先可以提供场景中是否存在预设图形模板的信息；其次，可以进一步识别预设图形模板的具体内容工作划定了识别区域；再次，可以使前端系统利用图形的仿射不变性原理，重建预定图形模板在该视角下所获得的场景中标记坐标到实际的标记坐标的空间变换矩阵，进而从空间变换矩阵中获取所拍摄设备相对于前端系统的空间位置和视角，提供跟踪定位信息。黑色矩形框内的各种图形可以表示标记的具体信息，如表示该处为何种目标或在此处应显示何种虚拟物体。

图3是本发明另一实施例中获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及发电厂设备的身份信息的方法流程示意图。如图3所示，在上述步骤s120中，获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及所述发电厂设备的身份信息，可包括：

步骤s1221：通过三维电子罗盘获得拍摄图像的拍摄角度，以及利用基于超宽带的无线定位方法获取拍摄设备的绝对空间位置坐标；

步骤s1222：将所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标发送至一后台系统，以使所述后台系统根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标查询数据库得到所述发电厂设备的身份信息；所述数据库存储有发电厂三维模型，所述发电厂三维模型包含所述发电厂设备的位置信息。

使用室内无线定位技术，可采用差分gps、超声波信号、蓝牙信号、wi-fi信号等实现拍摄视角的定位，并根据倾角计和电子罗盘等判断用户的视野方向和倾角。实际使用时可以与上述实施例的拍摄角度及拍摄设备的绝对空间位置坐标的获取方法结合使用，以保证在一种检测方法出现问题后，仍能够进行准确定位。在发电厂三维模型中，各设备的身份信息和位置信息(绝对空间位置坐标)已知且关联。

一些实施例中，所述相关信息，包括：实时运行状态信息、历史运行信息、历史检修数据、缺陷故障处理数据、操作流程规范、易出现缺陷故障的单元的三维模型、已出现缺陷故障的单元的三维模型、内部结构的三维模型、检修操作流程规范中的一个或多个。

其中，实时运行状态信息、历史运行信息、历史检修数据、缺陷故障处理数据及操作流程规范可以是文字信息。易出现缺陷故障的单元的三维模型、已出现缺陷故障的单元的三维模型、内部结构的三维模型及检修操作流程规范可以是三维图形信息。三维模型可以是3d动画。

该些相关信息可以从分布式控制系统(distributedcontrolsystem,dcs)获得，或者可以从其他装置例如传感器获得。该dcs系统是电厂信息化的标准被指，该系统及其附属的各类传感器已经将电厂设备的各类信息进行了采集和汇总。从dcs获得上述相关信息，可以避免重复投资建设信息采集设备。

一些实施例中，在上述步骤s130中，根据所述发电厂设备的身份信息和一运维需求信息获取所述发电厂设备的相关信息，包括：将一运维需求信息发送至一后台系统，以使所述后台系统根据所述运维需求信息和所述发电厂设备的身份信息查询数据库得到所述相关信息。

该实施例中，该后台系统可以是服务器，可以具有存储、分析、处理等功能。该数据库中可以以数据表等形式预先存储有该发电厂设备的各类信息，根据该身份信息和该运维需求信息，可以关联查找到上述相关信息。

图4是本发明一实施例中对拍摄图像和相关信息进行图像合成的方法流程示意图。如图4所示，所述相关信息为文字信息时，上述步骤s140，根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标，对所述拍摄图像和所述相关信息进行图像合成，可包括：

步骤s1411：接收二维虚拟物体，所述二维虚拟物体是根据所述相关信息生成，所述二维虚拟物体为数据标签、曲线、列表或文本框；

步骤s1412：将所述二维虚拟物体以半透明方式覆盖于所述拍摄图像，进行图像合成；或者，根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标调整所述二维虚拟物体的形状，将调整后的二维虚拟物体以半透明方式覆盖于所述拍摄图像，进行图像合成。

实施例中，该二维虚拟物体可以尽量不覆盖拍摄的图像。该二维虚拟物体可以是指根据上述相关信息生成的二维图像。该半透明方式可指，该二维虚拟物体与拍摄图像重叠时，肉眼能够区分该二维虚拟物体与拍摄图像的透明程度。将所述二维虚拟物体以半透明方式覆盖于所述拍摄图像并合成，可以使得二维虚拟物体不遮挡拍摄图像。

图5是本发明另一实施例中对拍摄图像和相关信息进行图像合成的方法流程示意图。如图5所示，所述相关信息为三维模型时，上述步骤s140，根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标，对所述拍摄图像和所述相关信息进行图像合成，包括：

步骤s1421：接收三维模型，并根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标调整三维模型的朝向及大小；

步骤s1422：将调整后的三维模型以半透明方式覆盖于所述拍摄图像上的对应位置，进行图像合成。

例如，当该三维模型为该发电厂设备的内部结构图时，可以根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标调整三维模型的朝向及大小，使该发电厂设备的内部结构图与拍摄图像中的发电厂设备的图像重合。再例如，当该三维模型为该发电厂设备的易出现故障的组成单元时，可以根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标调整三维模型的朝向及大小，使该组成单元与拍摄图像中的发电厂设备的相应组成单元的图像重合。因此，通过根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标调整三维模型的朝向及大小，并将调整后的三维模型以半透明方式覆盖于所述拍摄图像上的对应位置进行图像合成，能够使巡检或检修人员(用户)具有更真实的视觉体验。

一些实施例中，各实施例的发电厂设备运维方法，还可包括：发送所述发电厂设备的运维信息，以将所述运维信息存储至后台系统。

该运维信息可以是巡检人员或检修人员根据本次对发电厂设备的运维情况上传至前端系统的信息，例如可以是文字描述的故障或缺陷位置。实施例中，用户通过前端系统的输入装置可以选定拍摄图像中发电厂设备的某一组成单元，该组成单元可以突出显示，选定后该组成单元后，可以在前端系统的界面上输入文字信息，该文字信息和该组成单元相对应，可以同时发送至后台系统。以后巡检或检修该发电厂设备时，可以从后台系统获取该设备的该组成单元对应的运维信息。

基于与图1所示的发电厂设备运维方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种发电厂设备运维系统，如下面实施例所述。由于该发电厂设备运维系统解决问题的原理与发电厂设备运维方法相似，因此该发电厂设备运维系统的实施可以参见发电厂设备运维方法的实施，重复之处不再赘述。

图6是本发明一实施例的发电厂设备运维系统的结构示意图。如图6所示，该发电厂设备运维系统，可包括：前端系统201、后台系统204及通信系统205。

前端系统201，用于拍摄发电厂设备的图像；获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及所述发电厂设备的身份信息；根据所述发电厂设备的身份信息和一运维需求信息获取所述发电厂设备的相关信息；根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标，对所述拍摄图像和所述发电厂设备的相关信息进行图像合成；显示合成的图像，以辅助用户对所述发电厂设备进行运维；

后台系统204，用于提供所述相关信息；

通信系统205，用于实现所述前端系统201和所述后台系统204之间的通信。

该前端系统例如可以是手机、平板电脑的能够终端设备。前端系统中可以内置检测、识别及分析功能。前端系统一般应具备与后台系统的良好通信接口，以实现信息的交互传输。通信系统主要采用wifi系统或wlan系统，但也不排除使用无线3g、4g宽带服务，蓝牙技术，射频技术，红外通信技术，超宽带技术，物联网中的zigbee技术等。

再如图6所示，该发电厂设备运维系统，还可包括：辅助定位系统203。辅助定位系统203，用于通过三维电子罗盘获得拍摄图像的拍摄角度，以及利用基于超宽带的无线定位方法获取拍摄设备的绝对空间位置坐标。所述后台系统还用于存储发电厂三维模型，所述发电厂三维模型包含所述发电厂设备的位置信息。

具体地，该发电厂三维模型的信息可以存储在后台系统的数据库中。

再如图6所示，该发电厂设备运维系统，还可包括：设备状态信息捕获系统206。设备状态信息捕获系统206，用于从分布式控制系统和/或设定装置获取发电厂设备的信息，并将所述发电厂设备的信息发送至所述后台系统。

分布式控制系统(distributedcontrolsystem,dcs)及其附属的各类传感器已经将电厂设备的各类信息进行了采集和汇总。从dcs获得上述相关信息，可以避免重复投资建设信息采集设备。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述各实施例所述方法的步骤。

本发明实施例一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述各实施例所述方法的步骤。

虚拟现实技术主要是利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，模拟现实存在或未知不存在的环境及事物，让使用者从视觉、听觉、触觉等感官及时、没有限制地观察三维空间内的事物，获得一种身临其境的感觉。增强现实技术是一种通过实时计算摄影及影像的位置及角度，并加上相应的图像技术，将原本现实世界中在一定时间、空间范围内很难体验到的实体信息通过计算机科学技术，模拟、仿真再叠加后，使真实的环境和虚拟的物体实时地在同一个画面或空间出现，被人类感官所感知，实现超越现实的感官体验。相比较而言，增强现实技术既不影响现场技术人员获取设备的视觉信息，又能为技术人员额外提供额外信息，因而更适用于发电厂运维场景。

作为新型的人机接口工具，增强现实技术已被应用到不同领域并发挥重要作用，并显示出巨大潜力。增强现实技术在直接面向消费者的教育和娱乐等领域，已经越来越受到商家和用户的关注，在直接面向消费者的一些专业性较强的军事和医疗等领域，增强现实技术也得到一定程度的推广。不过，对于涉及面更广的工业领域，由于尚未找到明显的结合点，因而还并未引起广泛重视，应用也较少。

下面将以基于增强现实技术为例说明本发明的实施方式。

基于增强现实技术的发电厂运维系统包括设备状态信息获取系统，后台系统，前端系统，通信系统和跟踪定位系统组成，可如图6所示。

实施例中，设备状态信息获取系统主要功能可以是为基于增强现实技术的发电厂运维系统提供所需的设备状态信息。由于分布式控制系统(distributedcontrolsystem,dcs)已经成为电厂信息化的标准配置，且系统及其附属的各类传感器已经将电厂设备的各类信息进行了采集和汇总，因而从避免重复投资建设的角度出发，设备状态信息获取系统直接通过dcs系统获取电厂各设备的各类信息，并将获取的各类信息传送至后台系统。若需要对某设备获取额外信息，可为设备加装额外的传感器，并将所获取的信息直接传送至设备状态信息获取系统。

实施例中，后台系统是基于增强现实的发电厂运维系统的中枢，包括硬件和软件两大部分。硬件部分由服务器构成，是实现各类数据的处理和存储功能以及对整个运维系统的管理和控制的功能的硬件基础。软件部分涉及功能性和内容性两方面。功能性部分实现了上述处理、存储、管理和控制等功能，内容性方面包括：

a)电厂各个设备的三维模型。所有三维模型在一个统一的绝对空间坐标系下建立。每个设备不仅建立其外观模型，同时也对其内部进行建模。每个设备划分为若干单元，每个单元在后台系统中均对应存储了该单元的相关信息，并可以在显示时进行独立标记。

b)电厂各设备的状态信息。后台系统通过设备状态信息获取系统对电厂设备状态信息进行实施采集和存储，并根据现场巡检人员和检修人员的需求，实时发送到现场巡检人员和检修人员所持的前端系统上。

c)电厂各设备的巡检和检修工作的文字形式的操作流程规范。这些信息可以根据现场巡检人员和检修人员的需求，发送至其所持的前端系统上。

d)电厂各设备的巡检和检修工作的三维动画影像形式的操作流程规范。这些信息可以配合文字形式的相关内容，依据前端系统的跟踪定位信息，作为虚拟影像，与实际设备一起展现在前端系统的显示界面上，更为形象地对各项设备操作进行展示，以规范现场技术人员的各项操作。

e)电厂各设备的运行、检修以及缺陷和故障处理的历史数据。这些信息可以根据现场巡检人员和检修人员的需求，发送至其所持的前端系统上。

f)电厂各设备中易出现缺陷和故障及曾出现缺陷和故障的单元在电厂各设备三维模型中进行标注，以提醒巡检和检修人员重点关注该单元。

实施例中，前端系统为智能手机、平板电脑、头戴式显示器或其他定制设备。前端系统具备图像拍摄、图像显示以及跟踪定位功能。采用基于标识物的跟踪定位技术时，前端系统内置了标识物的检测、识别和分析功能；采用基于超宽带的无线定位技术时，前端系统内置了超宽带定位信号的接收和处理能力，并配备了三维电子罗盘及相应的分析处理能力。此外，前端系统还具备与后台系统的良好通信接口，以实现信息的交互传输。

实施例中，通信系统采用wlan、3g或4g技术，实现前端系统与后台系统间的数据双向无线传输。

实施例中，跟踪定位系统，能够获取前端系统的空间位置和图像拍摄角度，从而实现拍摄图像与后台系统所提供图像的合成，采用现有的基于标识物的定位技术或基于超宽带的无线定位技术实现。

可以采用基于标识物的定位技术实现，或采用基于超宽带的无线定位技术和三维电子罗盘实现。

采用基于标识物的定位技术时，首先为需要运维的电厂设备的每个单元生成唯一的标识物。标识物采用矩形平面设计，每个标识物的放置位置、朝向以及标识物内部图形唯一对应的设备单元均已存储于后台系统。根据前端系统拍摄的图像，采用基于标识物的定位技术，识别出前端系统所拍摄的设备单元，并获得前端系统相对于标识物的空间位置和拍摄视角。将上述信息通过通信系统上传至后台系统，查询该标识物的绝对空间位置和朝向，并据此计算前端系统由(x,y,z)表示的绝对空间位置和由航向角、俯仰角和横滚角表示的拍摄视角。

采用基于超宽带的无线定位技术时，首先需要根据电厂大小和定位信号传输距离安装若干定位基站，并记录定位系统的原点在绝对空间中的位置。应用该技术，获得前端系统在基于超宽带无线定位系统中的空间位置，并结合定位系统原点在绝对空间中的位置，通过平移变换，得到前端系统的绝对空间位置(x,y,z)。使用该技术时，还需为前端系统配置三维电子罗盘，通过三维电子罗盘获得前端系统由航向角，俯仰角和横滚角表示的拍摄视角。

基于增强现实技术的发电厂运维系统在发电厂设备的巡检和检修工作中进行应用的实施例如下。

巡检人员对运行设备进行巡检时，首先建立前端系统与后台系统的通信连接，并通过前端系统的拍摄功能实现待巡检设备图像的获取。然后通过基于标识物的定位技术或基于超宽带的无线定位技术，实现前端系统空间位置和拍摄视角信息的获取。前端系统将上述信息以及电厂巡检人员需求上传至后台系统后，后台系统从内容库中获取相关的三维图像信息和文字信息，并下发至前端系统。前端系统将三维图像信息、文字信息以及拍摄的图像进行合成并呈现在前端系统的显示界面上，辅助设备巡检工作的开展。所实现的具体功能如下文所述。

功能1：前端系统基于标识物的定位技术，识别出所拍摄图像中的设备，或者基于超宽带无线定位技术获得前端系统的空间位置和拍摄视角，并通过查询后台系统的电厂设备的三维模型，确定所拍摄图像中的设备。前端系统识别出所拍摄图像中的电厂设备后，将后台系统从dcs等系统获取的该设备实时状态信息以及后台系统自身所存储的该设备历史运行信息，发送至前端系统。前端系统将上述信息形成数据标签、曲线或列表等二维虚拟物体，再与前端系统获取的设备实时图像进行合成处理，将合成后的图像呈现在前端系统的显示界面上。合成时，二维虚拟物体，采用半透明方式叠加在所拍摄图像上，并尽量不覆盖到拍摄的设备。合成后的图像为设备巡检人员提供设备实时状态信息和历史运行信息，从信息获取角度支撑巡检工作。

功能2：前端系统与功能1类似地识别出所拍摄图像中的电厂设备后，从后台系统获取该设备的历史检修数据，缺陷故障处理数据和巡检操作流程规范等信息，并将上述信息形成文本框等形式的二维虚拟物体，再与前端系统获取的设备实时图像进行合成处理，将合成后的图像呈现在前端系统的显示界面上。合成时，二维虚拟物体，采用半透明方式叠加在所拍摄图像上，并尽量不覆盖到拍摄的设备。合成后的图像使巡检人员除设备基本的运行状态信息外，能够获取更多的设备相关信息，提升巡检人员各操作流程的规范性和全面性。

功能3：前端系统与功能1类似地识别出所拍摄图像中的电厂设备后，从后台系统中调取该设备易出现缺陷和故障及曾出现缺陷和故障的单元的三维模型，与前端系统实时拍摄的图像进行合成，并呈现在前端系统的显示界面上。合成时，将后台系统提供的三维模型根据前端系统与设备单元间的相对位置和朝向，按照现有的计算机图形变换算法，进行平移、缩放和旋转变换，使三维模型与拍摄图像中的对应单元相重合，并使三维模型以半透明的方式叠加在拍摄图像上。合成后的图像可以提示巡检人员更多地关注设备易出现缺陷及曾出现缺陷的区域，提高设备巡检的效果和质量。

功能4：针对部分设备具有一些关键性的且运行中不可见的内部结构，前端系统与功能1类似地识别出所拍摄图像中的电厂设备后，从后台系统中调取该设备内部的三维模型，与前端系统实时拍摄的图像进行合成，并呈现在前端系统的显示界面上。合成时，将后台系统提供的三维模型根据前端系统与设备单元间的相对位置和朝向，按照现有的计算机图形变换算法，进行平移、缩放和旋转变换，使三维模型与拍摄图像中的对应单元相重合，并使三维模型以半透明的方式叠加在拍摄图像上。合成后的图像可以帮助巡检人员由内而外对设备的结构和状况形成一个更加全面直观的了解，以更好地开展设备的巡检工作。

功能5：将该次巡检过程中发现的设备问题形成文字记录，并对出现缺陷和故障的设备单元进行标注。将上述信息由前端系统上传至后台系统后，实现后台历史巡检数据的更新。

检修人员对设备进行检修时，首先建立前端系统与后台系统的通信连接，并通过前端系统的拍摄功能实现待检修设备图像的获取。然后通过基于标识物的定位技术或基于超宽带的无线定位技术，实现前端系统空间位置和拍摄视角信息的获取。前端系统将上述信息以及电厂检修人员需求上传至后台系统后，后台系统从内容库中获取相关的三维图像信息和文字信息，并下发至前端系统。前端系统将三维图像信息、文字信息以及拍摄的图像进行合成并呈现在前端系统的显示界面上，辅助设备检修工作的开展。所实现的具体功能如下文所述。

功能1：前端系统基于标识物的定位技术，识别出所拍摄图像中的设备，或者基于超宽带无线定位技术获得前端系统的空间位置和拍摄视角，并通过查询后台系统的电厂设备的三维模型，确定所拍摄图像中的设备。前端系统识别出所拍摄图像中的电厂设备后，根据现场检修人员的工作需要，从后台系统获取该设备的历史检修数据，缺陷故障处理数据和检修操作流程规范等信息，并将上述信息形成文本框等形式的二维虚拟物体，再与前端系统获取的设备实时图像进行合成处理，将合成后的图像呈现在前端系统的显示界面上。合成后的图像可以使检修人员更全面地了解设备的历史信息，提醒检修人员更全面规范地进行各项操作，避免操作步骤的遗忘，颠倒或错误。

功能2：前端系统与功能1类似地识别出所拍摄图像中的电厂设备后，后台系统根据检修人员的需要，将预先根据检修操作流程规范而制作的检修工作三维动画影像发送至前端系统，并与拍摄到的实际设备图像进行合成后，呈现在前端系统的显示界面上。合成时，将后台系统提供的三维动画模型根据前端系统与设备单元间的相对位置和朝向，按照现有的计算机图形变换算法，进行平移、缩放和旋转变换，使设备的三维模型与拍摄图像中的对应单元相重合，并使三维动画模型以半透明的方式叠加在拍摄图像上。合成后的图像以更加生动形象地方式将设备检修操作流程呈现给检修人员，对检修人员的各项操作进行引导和规范，提升设备检修的效果和质量。

功能3：针对部分设备具有一些关键性的且检修过程中并未进行拆检的不可见内部结构，前端系统与功能1类似地识别出所拍摄图像中的电厂设备后，从后台系统中调取该设备内部的三维模型，与前端系统实时拍摄的图像进行合成，并呈现在前端系统的显示界面上。合成时，将后台系统提供的三维模型根据前端系统与设备单元间的相对位置和朝向，按照现有的计算机图形变换算法，进行平移、缩放和旋转变换，使三维模型与拍摄图像中的对应单元相重合，并使三维模型以半透明的方式叠加在拍摄图像上。合成后的图像可以帮助检修人员由内而外对设备的结构和状况形成一个更加全面直观的了解，为设备的检修工作提供帮助。

功能4：将该次检修过程中发现的设备问题形成文字记录，并对出现缺陷和故障的设备单元进行标注。将上述信息由前端系统上传至后台系统后，实现后台系统历史检修数据的更新。

基于增强现实技术的发电厂运维检修系统及方法，可以在设备运行时的由现场技术人员进行巡检时进行应用，也可以在设备停机状态下由现场技术人员进行检修维护时进行应用。该系统及方法可以为技术人员在现场提供设备运行实时状态信息、历史运行检修维护数据、巡检和检修等操作流程规范、曾故障和易故障区域、设备内部各组成信息及各项操作的3d动画。该系统及方法的应用提升了技术人员现场作业的信息化、智能化水平，减少了操作错误率，提高了运维水平。

本发明实施例的发电厂设备运维方法、发电厂设备运维系统、计算机可读存储介质及计算机设备，通过拍摄发电厂设备的图像，获取拍摄图像的拍摄角度、拍摄设备的绝对空间位置坐标及所述发电厂设备的身份信息，根据所述发电厂设备的身份信息和一运维需求信息获取所述发电厂设备的相关信息，根据所述拍摄角度和所述拍摄设备的绝对空间位置坐标，对所述拍摄图像和所述相关信息进行图像合成，并显示合成的图像，能够使发电厂设备巡检或检修人员在现场方便地、直观的获取发电厂设备的相关信息，提高了发电厂设备现场运维的智能化及信息化。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本发明的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。