一种基于增强现实的矿用设备智能巡检和维护辅助系统的制作方法

本实用新型属于矿用设备巡检和维护辅助系统技术领域，尤其涉及一种基于增强现实的矿用设备智能巡检和维护辅助系统。

背景技术：

矿用大型机电设备巡检过程中常出现漏检、巡检效率低、评估不准确、数据实时性差、人员管理困难等问题；而设备维护过程中也常出现故障点判断错误，操作不规范等问题，最终导致设备生命周期短、故障率高。

随着矿用设备的工业化和信息化水平的不断提高，越来越多的矿用设备的复杂程度更高，因此对巡检和维护人员的要求也更高，同时矿用大型设备在巡检和维护方面也对其质量和工作效率有着严格的要求，并且矿用设备还面临着需要经常进行巡检和维护的问题。然而不同矿用设备的安装和使用环境以及内部结构存在较大差异，并且大多矿用设备往往经过多次检修，设备的内部结构或连接关系可能已做出过多次改变，导致巡检和维护人员不能及时了解设备的安装和检修信息，给后续巡检和维护带来了很多不便。

现有技术中，当面对矿用大型设备尤其是井下机电设备突发的设备故障时，巡检和维护人员在现场工作时往往会发现对现场设备了解不多，贸然检修可能损坏设备，巡检和维护人员需要返回查找大量的相关技术资料或维修记录，或者询问之前的维护人员或安装人员，从而影响了矿用大型设备的巡检及维护工作的成功率和效率，进而影响了整个工矿企业的工作效率和经济效益。

目前，如何提高矿用设备巡检和维护的成功率和效率是本领域技术人员亟待解决的矿用设备智能巡检和维护中的突出技术问题。因此本实用新型提出了一种基于增强现实的矿用设备智能巡检和维护辅助系统，能够实现工作人员通过增强现实技术眼镜(以下简称AR眼镜)指引按项目规范巡检，同时收集巡检数据并且连接设备获得矿用设备信息，实时显示矿用设备可能会发生的故障和危险，获得检修提醒和规范的维护操作流程。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的矿用设备的巡检和维护中存在的技术问题，同时提高矿用设备巡检和维护的成功率和效率，本实用新型提出了一种基于增强现实的矿用设备智能巡检和维护辅助系统，能够实现工作人员通过增强现实技术眼镜(以下简称AR眼镜)指引按项目规范巡检，同时收集巡检数据并且连接设备获得矿用设备信息，实时显示矿用设备可能会发生的故障和危险，获得检修提醒和规范的维护操作流程。

一种基于增强现实的矿用设备智能巡检和维护辅助系统，包括AR眼镜、故障数据库模块、云计算中心、接收模块及发送模块；

AR眼镜采用基于自然特征的注册技术，通过对场景中的三维特征进行提取和跟踪来实现设备定位；AR眼镜用于识别矿用设备的实时工况数据，并通过发送模块将实时工况数据发送至云计算中心；AR眼镜接收并投影云计算中心生成的矿用设备的故障信息和维护施工方案，便于工作人员对矿用设备的巡检和维护；故障数据库模块包括矿用设备的典型故障库模块和安装巡检信息模块；云计算中心通过接收模块接收AR眼镜发送的矿用设备实时工况数据，并与故障数据库模块进行跟踪和对比，实现对矿用设备的故障识别和预测；

AR眼镜为光学透射式，用户可透过透明镜片看到真实世界，也可通过反射或投影方式看到虚拟环境或对象；

AR眼镜还包括增强现实引擎模块、大数据引擎模块及计算机视觉引擎模块，三个引擎模块用于提升AR眼镜的设备定位及设备故障识别的准确性和效率；

典型故障库模块通过矿用设备故障敏感性和聚类性较强的24种特征值建立了设备故障发展阶段的评价指标系统，安装巡检信息模块包括矿用设备历史安装及巡检的信息；

云计算中心还包括矿用设备故障模拟模块、矿用设备故障识别模块及矿用设备故障预测模块；云计算中心通过发送模块将生成的矿用设备的故障信息和维护施工方案发送至AR眼镜，便于工作人员对矿用设备智能巡检和维护。

本实用新型的一种基于增强现实的矿用设备智能巡检和维护辅助系统，利用AR眼镜和软件算法辅助维修人员进行分析判断，通过云端交互迭代出施工方案，自动设置好相应的工具设备，并将虚拟操作影像传送到工作者AR智能眼镜上，实现维修工作的“所见即所得”。

本实用新型将矿井设备传统的巡检和维护工作改变为信息化、智能化，使工作人员巡检设备时，在AR眼镜中同时可以得到设备的巡检结果，使得巡检工作快速、高效、准确。在设备发生故障时，由于通过AR眼镜可以同时观察设备真实情况和投影的标准维护施工方案，使得维修工作不再主要依靠技师的经验判断，变得标准化和简易化。本实用新型基于增强现实的矿用设备智能巡检和维护辅助系统特别适用于煤矿设备种类众多、维护人员结构复杂、维护人员变动大、工作欠缺标准化的矿井。

附图说明

图1为本实用新型系统原理图

图2为本实用新型系统工作流程图

具体实施方式

如图1-2所示，为本实用新型的系统原理图及系统工作流程图。本实用新型的一种基于增强现实的矿用设备智能巡检和维护辅助系统，包括AR眼镜、故障数据库模块、云计算中心、接收模块及发送模块；AR眼镜采用基于自然特征的注册技术，通过对场景中的三维特征进行提取和跟踪来实现设备定位；AR眼镜用于识别矿用设备的实时工况数据，并通过发送模块将实时工况数据发送至云计算中心；AR眼镜接收并投影云计算中心生成的矿用设备的故障信息和维护施工方案，便于工作人员对矿用设备的巡检和维护；故障数据库模块包括矿用设备的典型故障库模块和安装巡检信息模块；云计算中心通过接收模块接收AR眼镜发送的矿用设备实时工况数据，并与故障数据库模块进行跟踪和对比，实现对矿用设备的故障识别和预测。

AR眼镜为光学透射式，用户可透过透明镜片看到真实世界，也可通过反射或投影方式看到虚拟环境或对象；AR眼镜还包括增强现实引擎模块、大数据引擎模块及计算机视觉引擎模块，三个引擎模块用于提升AR眼镜的设备定位及设备故障识别的准确性和效率。

典型故障库模块通过矿用设备故障敏感性和聚类性较强的24种特征值建立了设备故障发展阶段的评价指标系统，安装巡检信息模块包括矿用设备历史安装及巡检的信息。

云计算中心还包括矿用设备故障模拟模块、矿用设备故障识别模块及矿用设备故障预测模块；云计算中心通过发送模块将生成的矿用设备的故障信息和维护施工方案发送至AR眼镜，便于工作人员对矿用设备智能巡检和维护。

工作人员佩戴AR眼镜进行日常设备巡检工作，AR眼镜扫描当前设备的三维特征进行提取和跟踪，后台云计算中心根据AR眼镜识别的设备特征与故障数据库中指标评价体系进行比对，以此进行故障识别，云计算中心根据识别结果生成维护施工方案并自动设置好相应的工具影像投影到AR眼镜中，实现维修工作的“所见即所得”。

本实用新型中的云计算中心集成矿山大型机电设备典型故障模拟技术、故障识别及预知决策技术，利用投影寻踪方法进行早期潜伏故障的识别和未来状态的预测技术，中心通过计算机建模、仿真、实验室相似模拟和现场校验，建立了大型设备典型故障模拟库，模拟分析典型故障所引起的信号变化，形成典型故障模拟特征数据库。中心将AR眼镜识别的设备的实时工况数据与已建立起来的典型故障库的数据进行跟踪与比对，采用数据挖掘技术捕捉与典型故障数据库相关的故障信息，对故障的发生、发展进行跟踪，实现故障的预判断。生成对应故障信息和维护施工方案，投影到巡检人员佩戴的AR眼镜中，巡检人员通过AR眼镜既可以看到真实的设备情况，又可以看到投影过来的故障信息和标准维护施工方案。

本实用新型将矿井设备传统的巡检和维护工作改变为信息化、智能化，使工作人员巡检设备时，在AR眼镜中同时可以得到设备的巡检结果，使得巡检工作快速、高效、准确。在设备发生故障时，由于通过AR眼镜可以同时观察设备真实情况和投影的标准维护施工方案，使得维修工作不再主要依靠技师的经验判断，变得标准化和简易化。本实用新型基于增强现实的矿用设备智能巡检和维护辅助系统特别适用于煤矿设备种类众多、维护人员结构复杂、维护人员变动大、工作欠缺标准化的矿井。