一种地下电缆可视化巡检系统的制作方法

本发明涉及一种用于电力工程领域的地下电缆可视化巡检系统。

背景技术：

电缆线路巡视检查是监视和掌握电缆线路和所有附属设备的运行情况，及时发现和消除电缆线路和所有附属设备异常和缺陷，预防事故发生，确保电缆线路安全运行。巡查人员在巡查中一般通过察看、听嗅、检测等方法对电缆线路进行检查，必须做到不漏巡、错巡，不断提高电缆线路巡查质量，防止电缆线路事故发生。随着架空线入地工程的推进，大量电缆线路敷设于地下，传统的巡检电缆定位手段难以满足实际应用需求，施工人员需要更加精确和准确的电缆定位及手段，以提升进行电缆巡检作业的效率和可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种地下电缆可视化巡检系统，结合vr技术和电缆定位数据，可大大减少了电缆巡检定位和维修时的复杂性。

实现上述目的的一种技术方案是：一种地下电缆可视化巡检系统，包括相互之间通信连接的移动终端和电缆数据服务器，还包括vr成像系统：

所述数据服务器，用以承载电缆数据管理系统及数据过滤算法；

所述电缆数据管理系统，用以管理电缆的坐标信息；

所述数据过滤算法，在电缆数据管理系统接收到相关电缆数据后通过坐标系转换将电缆坐标信息转换为拥有三维空间特征的电缆数据；

所述移动终端，用以承载定位模块及与所述定位模块相关的定位固定解算法、坐标系转换算法及所述vr成像系统；

所述定位固定解算法，将所述定位模块的卫星系统的相关坐标系进行协同的概率论转换，形成一个最终定位结果；

所述坐标系转换算法，通过获取移动终端的陀螺仪、指南针、相位仪、气压仪，进行移动终端的朝向、海拔、手持终端形态的终端设备状态的确定，从而配合所述固定解算法的结果，将具体设备信息汇总换算为最终请求特征点数据；

所述vr成像系统，根据所述坐标系转换算法的最终请求特征点数据，配合所述数据服务器中的已经通过过滤的拥有三维空间特征的电缆数据，以所述最终请求特征点数据的指定半径单位从获取电缆的相关信息，然后将获取到的电缆信息数据绘制为三维可视化数据，再通过获取所述坐标系转换算法的终端设备状态，实时进行地下电缆的数据与真实世界的电缆的厘米级1:1绘制展示。

本发明的一种地下电缆可视化巡检系统，通过终端所使用的全球定位系统，利用vr技术将真实世界的厘米级gis坐标体系转换为虚拟世界的vr坐标体系，同时结合服务端所存储的电缆电线的数据(其包含电缆的特征如材质、粗细、电压等)以及其在真实世界的gis坐标，将通过高精定位模块的坐标系、vr虚拟世界的坐标系、电线电缆的数据坐标系进行融合，并形成移动终端所处位置的相关联坐标系的电线电缆在vr成像中的投射和现实，他相较于传统平面的地图模式有着可视化、紧紧贴合现实地理情况、所见即所得等优势，能大大提高开挖、巡检等工作的效率并排除误挖风险。

附图说明

图1为本发明的一种地下电缆可视化巡检系统的拓扑示意图。

具体实施方式

为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：

请参阅图1，本发明的一种地下电缆可视化巡检系统，包括相互之间通信连接的移动终端1和电缆数据服务器2，以及vr成像系统3。

数据服务器，用以承载电缆数据管理系统及数据过滤算法。

电缆数据管理系统，作为系统的输入终端，用以管理电缆的坐标信息，其接受来自其他gis系统的多层坐标体系数据，也接受来自xls等文件的点位关系数据。

数据过滤算法，在电缆数据管理系统接收到相关电缆数据后通过坐标系转换将电缆坐标信息转换为拥有三维空间特征的电缆数据，其包含电缆特征(粗细、材质、走向、埋深、功率等)以及携带三维空间特征的定位属性。

移动终端，用以承载定位模块4及与定位模块4相关的定位固定解算法、坐标系转换算法及vr成像系统3。定位模块4用来接受gps、北斗、伽利略等卫星定位信号。

定位固定解算法，将定位模块的卫星系统的相关坐标系进行协同的概率论转换，形成一个最终定位结果。

坐标系转换算法，通过获取移动终端的陀螺仪、指南针、相位仪、气压仪，进行移动终端的朝向、海拔、手持终端形态(如平拿、竖拿，手持时手部下垂等)的终端设备状态的确定，从而配合固定解算法的结果，将具体设备信息汇总换算为最终请求特征点数据。

vr成像系统3，根据坐标系转换算法的最终请求特征点数据，配合数据服务器中的已经通过过滤的拥有三维空间特征的电缆数据，以最终请求特征点数据的指定半径单位从获取电缆的相关信息，然后将获取到的电缆信息数据绘制为三维可视化数据，再通过获取坐标系转换算法的终端设备状态，实时进行地下电缆的数据与真实世界的电缆的厘米级1:1绘制展示。

当身处现场时，巡检人员可选择通过vr虚拟现实(通过移动设备，或头戴显示器设备等，将虚拟的巡检设备数据，与真实世界信息相互叠加)查看设施设备、地下电缆分布。通过vr技术在实地查看附近地下电缆详细信息数据，若设施处于故障状态，系统可并结合传感器设备进行故障的高精定位，并呈现相关信息。同时移动终端智将在操作人员的操作过程中记录检修过程，以便于后期责任事故的追溯与调查。同时在现场操作中，若遭遇vr系统与操作人员都未有相关经验时，系统支持远程协助功能，即将一线操作人员的所视画面回传到平台系统，相关专家可通过平台系统远程查看维修现场，并通过画面示意以及语音的功能项结合帮助现场人员解决问题。

其具体业务流程如下。

巡检与智能维修系统的主要业务流程为：通过系统中整合的地下电缆数字信息(即地下电缆修建设计蓝图，定位坐标等数据)，以及地下电缆中的电流、电压传感器等实时上传到管网系统平台的监测数据，结合前端模组的高精定位功能，然后通过vr虚拟现实技术将虚拟的地下电缆数据通过3d模型的形式投射到检修人员的移动设备上以便于巡检人员查看，若巡检点出现传感器数据异常监测到的故障，也会以可视化的形式展现到巡检人员的移动设备中，当巡检人员根据指示到达故障点后，系统会提供该故障点设备的名目、故障情况等数据，若需当场修理，巡检人员可启动维修功能，然后通过系统平台获取该设备的维修方案以及设备拆解、组装数据以及该设备的安全操作流程，同时在维修中系统会记录维修的全过程，并在重要的操作环节伺机提醒操作人员正确的标准步骤以此完成整个智能巡检维修的全过程。

在实际应用中，通过定位系统能有效的获取移动终端当前的位置，即使在某一卫星系统处于无法获取定位信息的情况下也能通过剩下的卫星系统进行定位获取，相较于传统gps手持机或北斗手持机有着随时可用的优势。在单一卫星系统卫星颗数不足两颗时，通过坐标系转换系统，结合三个不同卫星系统的任意卫星进行联合的固定解分析以保障可用性。其定位固定解算法内置于移动终端中，无须再特意携带任何卫星接收设备，从而大大提高现场工作人员的机动性，降低设备携带的成本损耗。在vr成像系统中，本发明还提供了的地图对比功能，在三个卫星系统都不稳定的情况下，能结合实景地图进行坐标系的补充以保障本发明的随时可用性。

本发明在实际应用中，可结合不同的应用场景，通过vr技术手段实现不同的功能。

例如，采用本发明的一种地下电缆可视化巡检系统的能够有效减小误差的移动终端移动距离感应分析算法，以供在从室外进入室内或进出坑洞时进行电缆vr定位，其具体包括如下步骤。

步骤一、通过移动终端摄像头设备采集终端周围实时画面。

步骤二、通过移动终端的重力计、陀螺仪、水平仪根据力学算法结合实时画面计算终端设备移动距离与方向。

步骤三、结合最后一次的高精定位数据进行移动距离对比评估，以概率论为基础得出最终移动数据。

步骤四，通过对最终移动数据vr成像系统将及时根据移动情况绘制移动终端当前周围电缆的情况与走势并实施以三维可视化的方向在移动终端显示设备上成像显示。

本方法的优点在于：能有效避免因现实原因在巡检或开挖时，进入室内或周围超高建筑物太多而造成的传统定位设备无法及时更新位置的问题。本发明通过vr视觉技术，能依赖于使用者现有的移动电话设备实现画面的分析判断，从而避免了专用检测设备的价格昂贵无法普及的问题。本方法在使用移动电话设备作为移动终端时，只需通过蓝牙通讯连接专用定位模块即可及成本实现本发明的应用功能。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。