基于数字孪生的变电设备运维系统及其构建

针对变电设备周期状态管控难、运检效率低等问题,基于数字孪生理论,构建基于真实变电设备运维的数字化模型及系统。首先,在信息层建立能反映变电设备换流变、调相机、GIS（Gas Insulated Substation）这3类设备真实状态的数字孪生体;其次,基于换流变、调相机、GIS历史大数据,通过数字孪生体的变电站设备进行统计分析,并根据采集的实时数据、运维数据来预测变电站设备下一时刻的状态,使变电设备实现实际变电站内物理层与信息层数据的融合;最后,以变电站设备运维为对象,采用信息物理融合系统进行运维数据的集成和同步,形成最终变电设备运维数字孪生框架系统。相关研究表明,运用数字孪生技术可以对变电设备运维系统运行效率的提升和对变电站整体智能化提供强有力的技术支撑。     

一种手持可遮挡的增强现实彩色标识*

基于标识的跟踪注册技术是当前增强现实系统中最成熟和最接近实际应用的注册技术,该注册技术是将一些已知空间相对位置的人工标识放置在需要注册的真实场景中,利用摄像机跟踪识别标识。以手部康复训练为背景,提出了一种特殊的近景手持彩色标识及其识别方法。标识采用海明码编码技术编码解码,不仅扩充了标识的编码量,还能够利用海明码的奇偶校验方法解决由于手部无意遮挡引起的跟踪注册失败问题。实验结果表明,该彩色标识在多种环境下都能够实现稳定注册,具有一定的鲁棒性。为验证彩色标识的实用性,提出一个基于手部运动的增强现实桌面击球游戏,拥有较好的注册效果。彩色标识的提出将有助于增强现实手部康复训练项目的研究。     

移动增强现实中视觉三维注册方法的实现

为了提高移动增强现实注册技术的性能,采用了一种基于计算机视觉的注册算法。该方法利用ARToolkit中的标识检测法查找相关的标识和特征点,然后基于视觉三维注册算法得到模型视图矩阵,最后在相应位置绘制虚拟物体。实验结果表明这种注册方法在实时性、稳定性、抗遮挡性方面效果良好,满足移动增强现实系统高精度三维注册的要求。     

基于投影技术的增强现实注册方法

注册技术是实现增强现实应用系统的关键问题之一。实现了一种利用投影技术改进了的注册方法。这种注册方法主要包含4个步骤：（1）检测标识和特征点的位置;（2）利用投影技术跟踪摄像机;（3）计算模型视图矩阵;（4）绘制虚拟物体。在初始阶段,指定4个点建立世界坐标系,虚拟物体将会被叠加到这个坐标系上;在注册过程中,利用投影技术跟踪特征点的位置,并计算用于增强的模型视图转换。这种注册方法可以为一般的室内增强现实系统提供所需的精确度和实时性。     

基于注意力机制学习的变电设备缺陷检测方法

针对现有的变电站缺陷图像检测识别算法鲁棒性弱问题,提出一种基于注意力机制学习的变电设备缺陷图像检测识别方法。所提方法以卷积神经网络作为缺陷图像特征提取的骨架网络,融合注意力机制原理,进一步提升缺陷图像特征的可辨识性。首先,构建注意力机制的卷积神经网络特征提取模型,提取不同注意力机制下变电站缺陷图像特征;其次,设计一种自适应特征学习函数,将不同注意力机制下的特征融合成为新的高质量变电缺陷图像特征;最后,将不同注意力机制下的缺陷图像特征输入到分类模型,实现变电站缺陷图像检测。所提方法增强了变电设备缺陷图像检测的准确性与鲁棒性,实验结果显示,所提方法的mAP达到了70.4%。     

增强现实三维注册中标识点匹配算法研究与改进

基于标识点的增强现实系统中,计算机生成的虚拟物体需要正确地注册到相应的标识点上构成对现实环境的增强.针对增强现实三维注册过程中传统算法标识点匹配过程中误识率较高,匹配不够精确的不足,提出了将相对误差法进行改进实现增强现实中的三维注册,同时提出了将基于颜色直方图的图像匹配原理引入增强现实的三维注册过程中,通过实验验证与分析,改进后的匹配算法与传统算法相比减少了标识的误识率,提高了注册精度,已成功应用于增强现实系统的三维注册过程中.     

基于标识与自然纹理特征的三维注册方法研究

三维注册方法是增强现实系统研究的一个重要方面。现有的三维注册方法普遍采用已知标识完成任务,但存在明显的局限性,它必须保证真实场景中标识的可见性。提出了一种基于ARToolKit中规则标识与自然纹理特征的三维注册方法。该方法只在离线图像处理阶段使用一次已知标识就可以完成三维注册,并不需要保证实时注册阶段标识可见,即便纹理部分被遮挡仍能正确注册。这种新方法能够大大提高增强现实系统的适用性。     

基于方形边框标识的增强现实三维注册方法

基于计算机视觉的注册算法是增强现实系统最为关键的组成部分。针对人工标识注册的局限性与自然特征注册的速度限制,通过引入黑色边框的方式,结合自然特征设计了一种新的标识物注册方法。方法利用视频帧中标识物的边缘特征完成标识的初定位与快速跟踪,在标识中间区域提取ORB特征点,并利用随机抽样一致性(RANSAC)算法筛选得到的匹配点对,求解确定摄像机的位姿,利用前向后向光流跟踪优化检测效率。实验结果表明:注册方法在标识物运动情况下可准确完成注册,连续帧注册速率可达100帧/s。     

基于标识与自然纹理特征的三维注册方法研究

三维注册方法是增强现实系统研究的一个重要方面。现有的三维注册方法普遍采用已知标识完成任务；但存在明显的局限性，它必须保证真实场景中标识的可见性。提出了一种基于ARToolKit中规则标识与自然纹理特征的三维注册方法。该方法只在离线图像处理阶段使用一次已知标识就可以完成三维注册，并不需要保证实时注册阶段标识可见，即便纹理部分被遮挡仍能正确注册。这种新方法能够大大提高增强现实系统的适用性。     

多路视频流边缘智能识别设备设计

变电站是电网运行的重要环节,其运维巡检质量关系变电站的安全稳定,变电设备数量增长和人员相对短缺的矛盾导致人工巡检往智能巡检方式转变。变电站视频设备数量众多,视频数据多通过光纤统一传输到后台服务器分析处理,为了解决传输通道带宽压力大,应用服务端计算性能要求高等问题,提高图像识别效率,基于人工智能与边缘计算技术,研制了变电站多路视频流边缘智能识别设备,分别从总体架构、主控软件、以及算法模型等方面开展了设计与开发,使用变电图像数据库,测试了缺陷智能识别算法的精度,并面向变电站智能运维场景开展试点应用验证,模型精度测试与实际应用结果表明,该设备智能识别精度可满足变电智能巡视业务需求,能够在边缘侧实现变电多路视频流的实时采集、在线智能识别、优化推流等功能,可显著提升变电站智能运维水平。     

基于HoloLens的变电站巡检系统

In order to realize the intelligent inspection of substation, the design method of inspection system of substation based on HoloLens is proposed, the overall design framework of inspection system of substation is analyzed, the function modules of the system are constructed. The wearable AR / MR equipment is used to conduct the human-computer interaction and remote information collection in the inspection process of substation, so as to obtain the engineering file configuration of inspection system of substation. Vision sensing and bioelectric signal measurement sensing technology is used to sample and analyze the inspection image information of substation, and realize the design of visual information acquisition module. The near-field wireless communication is used to design the inspection network of substation, and the multimedia virtual reality enhancement technology is applied to 3D display the inspection output of substation, and the virtual scene generator, helmet display, the aligner of virtual scene and real scene are designed. In the process of substation inspection, users can observe and track the line of sight, and optimize the design of substation inspection system based on wearable HoloLens intelligent products. The test results show that the designed substation inspection system can accurately obtain information, the safety factor of substation inspection is high, it has good human-computer interaction and good practical application value.     

基于混合现实技术的变电站智能运检辅助系统的设计与实现

针对变电站运检现场工作智能化等业务的需求,开发了一套基于混合现实技术的变电站智能运检辅助系统。该系统基于智能穿戴设备HoloLens,提供了变电站智能辅助运检的一整套解决方案。系统包括电力设备识别与虚拟拆装、设备运行状态实时三维可视化、远程专家视频辅助等模块。该系统在国内某110kV变电站进行了部署,现场应用表明该系统切实优化了传统运检现场工作方式,提升了运检效率,在行业内具备实用性和推广性。     

区域电网动态仿真系统研究

通过分析目前电网存在的安全问题,讲述了以河北南部电网为仿真对象,研制区域电网动态仿真系统的必要性。该系统采用图形、数据库和仿真模型的一体化技术实现了电网仿真、变电站集控中心仿真和变电站仿真的一体化设计,基于人工智能技术开发了智能化的故障训练系统,同时还基于虚拟现实技术设计了三维互动巡检系统。该系统全面仿真了河北南部电网运行的主要环节,正确反映了变电站、综合自动化系统、集中监控系统、调度SCADA系统和电网的相互关系,提高了整个仿真系统的真实性和正确性。     

基于ORB和KLT的移动增强现实三维注册算法

针对移动设备上现有注册算法速度较慢和实时性较弱的问题,提出一种基于ORB和KLT的移动增强现实三维注册算法,利用ORB进行特征提取和匹配,减少算法时间开销,同时使用改进的KLT算法对特征位置进行预测跟踪,改善移动三维注册算法中的实时性能。实验结果表明,在移动设备上采用ORB和KLT算法,不仅较好地解决移动增强现实三维注册实时性差的问题,同时也能保证有效的匹配性能。     

基于IED与SCD的智能变电站二次设备仿真系统可视化设计

本文基于IED与SCD进行了智能变电站二次设备仿真系统可视化设计。通过智能变电站仿真系统,帮助培训对象充分认知了解变电站技术框架、设施设备、运行机制等,以构建完善的变电站系统框架。基于IED仿真与SCD文件进行了二次设备仿真系统可视化设计,可更加真实地模拟智能变电站二次设备,且通过多媒体视角实现设备可视化设计,还可为变电站检修维护工作开展提供有力参考依据,以确保智能变电站稳定运行。同时可视化设计还可为检修人员培训提供有效借鉴,以助于充分熟练掌握智能变电站运行实时形态与检修技术技能。     

基于增强现实的多层次协同可视化系统

传统交互设备的信息展示维度存在一定局限性,增强现实技术能够扩展交互空间和信息维度,但在信息的全局交互和决策中则略显不足.该文将传统移动交互设备iPad与增强现实设备HoloLens进行结合,在iPad上展示整体的特征信息的同时,在HoloLens中进行细节的探索.基于这一设计思想创设了一种全新的交互环境,实现多层次多人...