[发明专利]一种基于AR眼镜的多仪表同时识别及空间定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于AR眼镜的多仪表同时识别及空间定位方法，包括如下步骤：步骤S1，仪表图像获取；步骤S2，仪表位置和类型的确定；步骤S3，仪表图像识别：服务器端执行图像识别算法。步骤S4，匹配预先设定好的仪表基本对应数据，得出最终的仪表数据结果；步骤S5，识别图图像优化；步骤S6，特征点提取：根据优化后图像的图像像素信息，提取出图片纹理特征点，构建特征点目标信息；步骤S7，识别跟踪：完成特征点提取之后，开始启动识别跟踪，并根据特征点群的位置变化，实时计算并更新移动终端设备在坐标系中的位置；步骤S8，内容展示：生成仪表数据的虚拟图像并加载在终端设备显示画面中。本发明仪表识别率高，运行成本低，数据监测效率高。

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，具体而言，本发明涉及一种基于AR眼镜的多仪表同时识别及空间定位方法及系统。

背景技术

在生产活动中，各类设备运行情况的检查是非常重要的一项工作。有些设备是24小时不间断工作的，比如输电线路上的设备，输水线路上的设备，保证供应动力的发电设备等。为了对这些大型设备或者大型车间或者工矿企业厂区进行检查，通常会在设备或者线路上设置各种类型的仪器和仪表，用于监视设备或者管线的运行状态，包括压力表、流量计、真空计、温度计、转速表、水位计、电压表、电流表等。在日常的巡检维护中，主要是依靠巡检员对这些仪器仪表的读数进行抄录，并根据操作规程上规定的合理数值范围来判断该指标是否出现异常。

这种人工检查的方式，最大的问题是效率比较低，人眼分辨仪表读数速度比较慢，有了读数之后再将其记录也比较费时，如果遇到不熟悉正常数据范围的工作人员，则将读取的数值与手册中正常数值进行对比浪费时间，效率进一步降低。

原有的解决方案中，更多仅仅是用图像识别算法，将仪表仪盘的数据采集并上传至后台服务器中，并通过传统的IT方式展现出来，例如电脑或者手机、pad等设备上查看，并后台做保存和统一的处理。如中国专利CN103927507A。其缺点是数据信息无法和真实环境中的仪表仪盘做结合，展现的不够直观，有很多场景下，巡检人员只能从仪表仪盘上看到当下的数据，并无法得知更多的有用信息，比如说，目前这个数值是否正常，如果已经属于异常数值的话，会有哪些风险情况，针对这类异常的情况，有哪些解决方法，等等。工作人员必须是经验丰富的工人，才能很快的判断下一步的操作及应对措施。如果想要得到除仪表仪盘数据以外的其他辅助信息，还需要借助其他电子工具进行操作和查阅，使用起来不是很便捷。这种问题在多个仪表仪盘的集中在一起的情况下会更为凸显(例如整面机柜上有大量的仪表仪盘，有些仪表外观还比较接近，容易混淆)，观察并分析仪表状况变得尤其困难。

为了解决上述问题，一些新技术被引入设备或厂区的巡检中。比如智能设备(比如IOT传感器)的出现，使得大型设备和厂区的巡检模式发生了一定改变，在智能化工厂中，每一个需要监测的节点，都设置了IOT传感器，通过这些传感器，可以将设备或者管线的工作情况，实时的传送到后台服务器，并且可以采集多种数据。

再比如增强现实(Augmented Reality，简称AR)技术，是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。

比如中国专利CN108413997A就公开了这样一种增强现实仪表系统，使用智能传感设备代替了传统的仪器仪表，采集数值后将其以虚拟图像方式显示在标签上。但是这个系统的有两个明显的问题：

一是与老设备、老厂区的契合度不够。如果是全新修建的工厂，从设计阶段就考虑到IOT传感器的接入问题，就会比较容易实现，如果是老设备或者老厂区，进行类似的改造的成本会相当惊人。此外，这类系统的建造成本非常高，本身的保养和维护费用也会比较高。同时，智能传感器相比于老式的仪器仪表，虽然精度和反应灵敏度提升了，但是本身的损坏率或者错误率也会比较高，受外界环境和设备内部环境的影响非常大。