本发明涉及一种基于增强现实的列车智能巡检系统及方法，属于智能化交通技术领域。
背景技术：
当前列车上的验票、检票多采用人工的方式的检查记录车票信息，该方法效率低、工作量大；因此需要提高列车巡检的信息化和智能化程度，减少劳动强度，提高列车巡检的管理水平；在现有技术中，如申请号为“cn201510845702.4”的专利一种列车智能巡检管理系统，是基于有源rfid技术，通过巡检点的rfid标签定位，实现列车巡检过程中的人员到点监督和巡检情况及时反馈；在巡检时及时反馈巡检问题和上传巡检结果，辅助巡检员执行规范化和标准化的巡检流程，而且可以避免巡检员缺岗或替岗的问题发生，从而实现列车巡检管理的智能化、电子化和规范化。
但是上述现有技术需要乘务人员经常要用设备扫描标签，步骤麻烦；另外列车上巡检无法记录巡检人的路径，评价巡检质量如巡检是否全面、仔细等。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于增强现实的列车智能巡检系统，实现了验票和巡检的数字化和智能化，提高了工作效率。
本发明的技术方案如下：
一种基于增强现实的列车智能巡检系统，包括巡检服务器、列车网络通信单元、车上监测及指挥调度单元以及交互单元；所述巡检服务器支持巡检系统运行及储存信息；所述列车网络通信单元连接所述巡检服务器、交互单元和车上监测及指挥调度单元，传输各单元之间的数据；所述交互单元由至少一个的增强现实智能眼镜组成，所述增强现实智能眼镜佩戴在列车服务人员的头上，并通过无线通信的方式接入所述列车网络通信单元，在巡检过程中不间断地提取列车内的信息并传送至所述巡检服务器；所述车上监测及指挥调度单元监测列车上所有设备的运行状态，并向所述交互单元发送调度指令。
进一步的，所述巡检服务器包括票务信息存储模块、巡检信息存储模块、巡检评价模块、增强现实智能眼镜接入管理模块和服务器通信模块；所述票务信息存储模块存储列车上各座位的乘客信息和车票信息；所述巡检信息存储模块存储各所述增强现实智能眼镜在巡检过程中识别到的列车内信息；所述巡检评价模块查询各所述增强现实智能眼镜的运动轨迹和巡检到的信息，并鉴别其巡检质量；所述增强现实智能眼镜接入管理模块管理接入系统的各所述增强现实智能眼镜；所述服务器通信模块解析所述巡检服务器与各所述增强现实智能眼镜间的通信。
进一步的，所述增强现实智能眼镜包括用于采集图像的图像采集预处理及提取模块、用于采集视频的视频采集模块、用于识别图像采集预处理及提取模块采集到的图像信息的信息识别模块、用于识别和记录语音的语音模块、用于显示文本图片信息的显示模块和与所述列车网络通信单元无线连接的智能眼镜通信模块。
进一步的，所述图像采集预处理及提取模块通过所述增强现实智能眼镜上的图像传感器采集图像，并对采集到的图像进行预处理，提取图像信息。
进一步的，所述信息识别模块识别各分割图像上有用信息，包括车票信息和乘客信息，并通过智能眼镜通信模块发送到列车网络通信单元上。
进一步的，所述视频采集模块接收车上监测及指挥调度单元的指令，通过所述增强现实智能眼镜的图像传感器连续采集图像，并通过所述智能眼镜通信模块将视频传输给所述车上监测及指挥调度单元显示。
进一步的，所述语音模块通过所述列车网络通信单元与所述车上监测及指挥调度单元互相传输语音。
进一步的，所述显示模块接收所述车上监测及指挥调度单元发送的指令和查询结果，并将该指令和信息显示在所述增强现实智能眼镜的显示器件上。
进一步的，本发明还包括一种基于增强现实的列车智能巡检方法，包括以下步骤：
验票步骤：佩戴增强现实智能眼镜的列车服务人员检查旅客提供的火车票和证件的同时，增强现实智能眼镜自动扫描识别乘客信息、车次信息、目的地信息、购买的座位信息，检查车票上的乘客信息是否与证件上的信息相同，如果相同将上述信息经网络上传到巡检服务器，巡检服务器保存票务信息，并以语音或者文本的形式输出验票通过的提示至增强现实智能眼镜；如果票证不同，则输出验票不通过的提示；
巡检步骤：佩戴增强现实智能眼镜的列车服务人员在列车内走动，每当进入一节新车厢时增强现实智能眼镜自动扫描识别车厢号，或者使用语音识别的方式输入车厢号，或者通过座位编号的变化辨别更新车厢号，如通过最大座位号变为最小座位号，或最小座位号变为最大座位号；然后通过增强现实智能眼镜将当前时刻、车厢号和座位号经网络上传至巡检服务器，巡检服务器首先保存上述信息和当前的时间戳，然后按照车厢号和座位号查询票务信息，获得该座位的目的地信息，并与列车当前位置比较，生成该座位是否有应该乘客，将该座位上有无乘客的查询结果发送给该服务人员佩戴的增强现实智能眼镜上；该服务人员将查询结果与该座位当前的实际状态对比，如果不一致则需要验票；
调度步骤：车上管理人员通过车上监测及指挥调度单元，向列车服务人员佩戴的增强现实智能眼镜上发送语音、文本、图像形式的调度指令，增强现实智能眼镜通过网络接收并显示相应的语音、文本或图像；车上管理人员还通过车上监测及指挥调度单元调取任一增强现实智能眼镜采集到的视频，实现车厢内部情况的移动监测。
本发明具有如下有益效果：
1、使用增强现实智能眼镜，进行自动识别列车信息，乘务人员不用在手动进行扫描标识，解放了乘务人员的双手，实现了验票和巡检的数字化和智能化，提高了工作效率；
2、使用增强现实智能眼镜，与车上监测及指挥调度单元进行语音、文本图像的交互和调度，使工作更加方便；
3、通过巡检评价单元实现了列车巡检轨迹和巡检质量的监测与评价，能够轻易了解乘务人员巡检过程的质量，方便进行管理。
附图说明
图1为本发明原理架构图。
图中附图标记表示为：
1、巡检服务器；11、票务信息存储模块；12、巡检信息存储模块；13、巡检评价模块；15、增强现实智能眼镜接入管理模块；14、服务器通信模块；2、增强现实智能眼镜；21、图像采集预处理及提取模块；22、视频采集模块；23、信息识别模块；24、语音模块；25、显示模块；26、智能眼镜通信模块；3、列车网络通信单元；4、车上监测及指挥调度单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
参见图1，一种基于增强现实的列车智能巡检系统，包括巡检服务器1、列车网络通信单元3、车上监测及指挥调度单元4以及交互单元；所述巡检服务器1支持系统运行及储存信息；所述列车网络通信单元3连接所述巡检服务器1、交互单元和车上监测及指挥调度单元4，传输各单元之间的数据；所述交互单元由一个以上的增强现实智能眼镜2组成，所述增强现实智能眼镜2佩戴在列车服务人员的头上，并通过无线通信的方式接入所述列车网络通信单元3，在巡检过程中不间断地提取列车内的信息并传送至所述巡检服务器1，各所述增强现实智能眼镜2在系统内具有唯一的编号；所述车上监测及指挥调度单元4监测列车上所有设备的运行状态，向交互单元发送调度指令，接收交互单元发送的查询指令，并发送查询结果，包括票务信息和设备工作状态信息。
进一步的，所述巡检服务器1包括票务信息存储模块11、巡检信息存储模块12、巡检评价模块13、增强现实智能眼镜接入管理模块14和服务器通信模块15；所述票务信息存储模块11存储列车上各座位的乘客信息和车票信息；所述巡检信息存储模块12存储各所述增强现实智能眼镜2佩戴者的巡检信息，包括时间戳、识别到的设备编号、座位编号和车厢编号；所述巡检评价模块13查询各所述增强现实智能眼镜2的运动轨迹和巡检到的信息，并鉴别其巡检质量；所述增强现实智能眼镜接入管理模块14管理接入系统的各所述增强现实智能眼镜2，包括接入许可和权限；所述服务器通信模块15解析所述巡检服务器1与各所述增强现实智能眼镜2间的通信；所述巡检评价模块13通过所述巡检信息存储模块12查询所述增强现实智能眼镜2的按照时间戳的运动轨迹，如经过的车厢、扫描识别到的座位编号、巡检到的设备编号；通过巡检到的座位数量、设备数量、时间长度指标评价列车巡检的质量。
进一步的，所述增强现实智能眼镜2包括用于采集图像的图像采集预处理及提取模块21、用于采集视频的视频采集模块22、用于识别图像采集预处理及提取模块21采集到的图像信息的信息识别模块23、用于识别和记录语音的语音模块24、用于显示文本图片信息的显示模块25和与所述列车网络通信单元3无线连接的智能眼镜通信模块26。
进一步的，所述图像采集预处理及提取模块21通过所述增强现实智能眼镜2上的图像传感器采集图像，并对采集到的图像进行预处理，分割采集到的图像上有用的图像区域，获得分割图像，如车票、证件和列车上标识的图像，列车上标识包括车厢编号、座位编号、设备编号、设备条形码及设备二维码。
进一步的，所述信息识别模块23识别各分割图像上有用信息，包括车票上的乘客信息、车次信息、目的地信息和购买的座位信息，以及身份证上的乘客信息，列车上的车厢号、座位号及设备号；上述信息通过智能眼镜通信模块26发送到列车网络通信单元3上，所述车上监测及指挥调度单元4和巡检服务器1接收该信息。
进一步的，所述视频采集模块22接收车上监测及指挥调度单元4的指令，通过所述增强现实智能眼镜2的图像传感器连续采集图像，并通过所述智能眼镜通信模块26将视频传输给所述车上监测及指挥调度单元4显示。
进一步的，所述语音模块24记录的语音通过所述智能眼镜通信模块26传输至所述列车网络通信单元3上，所述车上监测及指挥调度单元4接收并播放语音；所述车上监测及指挥调度单元4发出的语音通过列车网络通信单元3，传输至所述语音模块24通过所述智能眼镜通信模块26接收并播放此语音。
进一步的，所述显示模块25接收所述车上监测及指挥调度单元4发送的文本图片指令和查询获得的信息，并将该指令和信息显示在所述增强现实智能眼镜2的显示器件上。
本发明还包括一种基于增强现实的列车智能巡检方法，包括以下步骤：
验票步骤：佩戴增强现实智能眼镜2的列车服务人员检查旅客提供的火车票和证件的同时，增强现实智能眼镜2自动扫描识别乘客信息、车次信息、目的地信息、购买的座位信息，检查车票上的乘客信息是否与证件上的信息相同，如果相同将上述信息经网络上传到巡检服务器1，巡检服务器1保存票务信息，并以语音或者文本的形式输出验票通过的提示至增强现实智能眼镜2；如果票证不同，则以语音或者文本的形式输出验票不通过的提示；
巡检步骤：佩戴增强现实智能眼镜2的列车服务人员在列车内走动，每当进入一节新车厢时增强现实智能眼镜2自动扫描识别车厢号，或者使用语音识别的方式输入车厢号，或者通过座位编号的变化辨别更新车厢号，如通过最大座位号变为最小座位号，或最小座位号变为最大座位号；然后通过增强现实智能眼镜2将当前时刻、车厢号和座位号经网络上传至巡检服务器1，巡检服务器1首先保存上述信息和当前的时间戳，然后按照车厢号和座位号查询票务信息，获得该座位的目的地信息，并与列车当前位置比较，生成该座位是否有应该乘客，将该座位上有无乘客的查询结果发送给该服务人员佩戴的增强现实智能眼镜2上；该服务人员将查询结果与该座位当前的实际状态对比，如果不一致则需要验票；
调度步骤：车上管理人员通过车上监测及指挥调度单元4，向列车服务人员佩戴的增强现实智能眼镜2上发送语音、文本、图像形式的调度指令，增强现实智能眼镜2通过网络接收并显示相应的语音、文本或图像；车上管理人员还通过车上监测及指挥调度单元4调取任一增强现实智能眼镜2采集到的视频，实现车厢内部情况的移动监测。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。