本發(fā)明屬于控制，具體涉及一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制系統(tǒng)、方法、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)控制領(lǐng)域，很多一線操作／駕駛?cè)藛T身處高空、高腐蝕性、高輻射、高溫、高壓、缺氧等惡劣環(huán)境，工作安全風(fēng)險高，這高輻射、高溫、高壓、缺氧等惡劣環(huán)境，工作安全風(fēng)險高，這是導(dǎo)致此類崗位人力成本提升和惡性事故頻發(fā)的直接原因。

2、針對該問題，領(lǐng)域?qū)＜壹肮こ碳夹g(shù)人員建議采用遠(yuǎn)程控制技術(shù)，以幫助操作員規(guī)避環(huán)境風(fēng)險。所謂遠(yuǎn)程控制是指本地計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對遠(yuǎn)端的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測與控制。

3、而現(xiàn)有的遠(yuǎn)程控制方法采用簡單的二維圖像方式實(shí)現(xiàn)，顯然會喪失操作人員的空間感，導(dǎo)致遠(yuǎn)程操作的效果較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制系統(tǒng)、方法、設(shè)備及介質(zhì)，用以解決現(xiàn)有的遠(yuǎn)程控制方法采用簡單的二維圖像方式實(shí)現(xiàn)，顯然會喪失操作人員的空間感，導(dǎo)致遠(yuǎn)程操作的效果較差的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：vr單元、設(shè)備控制單元、數(shù)據(jù)采集單元以及控制中心，所述數(shù)據(jù)采集單元、設(shè)備控制單元以及vr單元均與控制中心通信連接；

4、所述數(shù)據(jù)采集單元用于采集目標(biāo)設(shè)備的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)，將采集到的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至控制中心；

5、所述控制中心用于根據(jù)接收到的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模與渲染，得到目標(biāo)設(shè)備的實(shí)時虛擬模型，將實(shí)時虛擬模型發(fā)送給vr單元進(jìn)行可視化展示；

6、所述vr單元用于采集用戶與實(shí)時虛擬模型的交互操作指令，將交互操作指令發(fā)送給控制中心；

7、所述控制中心還用于根據(jù)交互操作指令生成控制指令，將控制指令發(fā)送給設(shè)備控制單元；

8、所述設(shè)備控制單元用于基于控制指令控制目標(biāo)設(shè)備執(zhí)行交互操作動作。

9、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集單元包括：處理器、通信模塊、多路攝像頭、音頻采集器、設(shè)備狀態(tài)傳感器以及電源模塊，所述通信模塊、多路攝像頭、音頻采集器、設(shè)備狀態(tài)傳感器均與處理器電連接，所述電源模塊用于為處理器、通信模塊、多路攝像頭、音頻采集器以及設(shè)備狀態(tài)傳感器提供工作電源；

10、所述處理器通過通信模塊與控制中心通信連接。

11、優(yōu)選地，所述控制中心包括：

12、數(shù)據(jù)處理模塊，用于對現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到處理后的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)；

13、模型構(gòu)建模塊，用于基于目標(biāo)設(shè)備的幾何設(shè)計數(shù)據(jù)，構(gòu)建目標(biāo)設(shè)備的三維模型；

14、模型渲染模塊，用于對目標(biāo)設(shè)備的三維模型進(jìn)行渲染，得到渲染后的三維模型；

15、模型更新模塊，用于將處理后的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)加載到渲染后的三維模型中，得到目標(biāo)設(shè)備的實(shí)時虛擬模型。

16、第二方面，本發(fā)明提供了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制方法，所述方法基于上述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：

17、獲取用戶與預(yù)構(gòu)建的實(shí)時虛擬模型的交互操作指令；

18、基于交互操作指令生成控制指令，將控制指令發(fā)送給設(shè)備控制單元，所述設(shè)備控制單元在響應(yīng)控制指令時控制目標(biāo)設(shè)備執(zhí)行交互操作動作；

19、獲取目標(biāo)設(shè)備在執(zhí)行交互操作動作時的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)；

20、基于現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)對實(shí)時虛擬模型進(jìn)行更新；

21、將更新后的實(shí)時虛擬模型同步給vr單元，以使vr單元對更新后的實(shí)時虛擬模型進(jìn)行可視化展示。

22、優(yōu)選地，在基于現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)對實(shí)時虛擬模型進(jìn)行更新之前，所述方法還包括：對現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到處理后的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)，以處理后的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)對實(shí)時虛擬模型進(jìn)行更新；其中，預(yù)處理至少包括：數(shù)據(jù)清洗處理以及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。

23、優(yōu)選地，所述方法還包括：構(gòu)建實(shí)時虛擬模型，包括：

24、獲取目標(biāo)設(shè)備的幾何設(shè)計數(shù)據(jù)；

25、基于目標(biāo)設(shè)備的幾何設(shè)計數(shù)據(jù)，構(gòu)建目標(biāo)設(shè)備的三維模型；

26、對目標(biāo)設(shè)備的三維模型進(jìn)行渲染，得到渲染后的三維模型；

27、將處理后的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)加載到渲染后的三維模型中，得到目標(biāo)設(shè)備的實(shí)時虛擬模型。

28、優(yōu)選地，對目標(biāo)設(shè)備的三維模型進(jìn)行渲染，得到渲染后的三維模型，包括：

29、獲取用于展示三維模型的顯示單元的分辨率；

30、在分辨率范圍內(nèi)，將每一像素劃分為三個子像素，基于柱透鏡視點(diǎn)分配規(guī)則確定每一子像素所需渲染的視點(diǎn)值；

31、基于每一子像素所需渲染的視點(diǎn)值，確定每一子像素所對應(yīng)的觀測點(diǎn)的位置；其中，每一子像素分配有一個觀測點(diǎn)：

32、基于每一子像素所對應(yīng)的觀測點(diǎn)的位置，確定每一子像素的中心位置；

33、基于每一子像素的中心位置，確定每一子像素的光線發(fā)射點(diǎn)和光線方向；

34、基于每一子像素的光線發(fā)射點(diǎn)和光線方向，對每一子像素進(jìn)行光線追蹤，得到每一像素的三個子像素的像素值，基于每一像素的三個子像素的像素值，確定每一像素的像素值；

35、基于顯示單元的所有像素的像素值，生成渲染后的三維模型。

36、優(yōu)選地，每一像素的三個子像素分別為紅色通道子像素、藍(lán)色通道子像素以及綠色通道子像素。

37、第三方面，本發(fā)明提供了一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)上述的多機(jī)器人任務(wù)分配方法。

38、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述的多機(jī)器人任務(wù)分配方法。

39、有益效果：

40、本發(fā)明利用數(shù)據(jù)采集單元來采集目標(biāo)設(shè)備的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)，控制中心可以依據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)來進(jìn)行三維建模與渲染，得到目標(biāo)設(shè)備的實(shí)時虛擬模型，再利用vr單元對實(shí)時虛擬模型進(jìn)行可視化展示，提高了操作者的視覺體驗(yàn)；同時，用戶操作vr單元來生成與實(shí)時虛擬模型的交互操作指令，使用戶更加身臨其境，可以提高操作的工作效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：vr單元、設(shè)備控制單元、數(shù)據(jù)采集單元以及控制中心，所述數(shù)據(jù)采集單元、設(shè)備控制單元以及vr單元均與控制中心通信連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元包括：處理器、通信模塊、多路攝像頭、音頻采集器、設(shè)備狀態(tài)傳感器以及電源模塊，所述通信模塊、多路攝像頭、音頻采集器、設(shè)備狀態(tài)傳感器均與處理器電連接，所述電源模塊用于為處理器、通信模塊、多路攝像頭、音頻采集器以及設(shè)備狀態(tài)傳感器提供工作電源；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制中心包括：

4.一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制方法，所述方法基于權(quán)利要求1-3中任一項所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其特征在于，所述方法包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制方法，其特征在于，在基于現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)對實(shí)時虛擬模型進(jìn)行更新之前，所述方法還包括：對現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到處理后的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)，以處理后的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)對實(shí)時虛擬模型進(jìn)行更新；其中，所述預(yù)處理至少包括：數(shù)據(jù)清洗處理以及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制方法，其特征在于，所述方法還包括：構(gòu)建實(shí)時虛擬模型，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制方法，其特征在于，對目標(biāo)設(shè)備的三維模型進(jìn)行渲染，得到渲染后的三維模型，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制方法，其特征在于，每一像素的三個子像素分別為紅色通道子像素、藍(lán)色通道子像素以及綠色通道子像素。

9.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求4-8中任一項所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制方法。

10.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求4-8中任一項所述的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于控制技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備控制系統(tǒng)、方法、設(shè)備及介質(zhì)，所述系統(tǒng)包括：VR單元、設(shè)備控制單元、數(shù)據(jù)采集單元以及控制中心；數(shù)據(jù)采集單元用于采集目標(biāo)設(shè)備的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將其上傳至控制中心；控制中心用于根據(jù)接收到的現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模與渲染，得到目標(biāo)設(shè)備的實(shí)時虛擬模型，將實(shí)時虛擬模型發(fā)送給VR單元進(jìn)行可視化展示；VR單元用于采集用戶與實(shí)時虛擬模型的交互操作指令，將交互操作指令發(fā)送給控制中心；控制中心用于交互操作指令生成控制指令，將控制指令發(fā)送給設(shè)備控制單元；設(shè)備控制單元用于基于控制指令控制目標(biāo)設(shè)備執(zhí)行交互操作動作。本發(fā)明使用戶更加身臨其境，可以提高操作的工作效率。

技術(shù)研發(fā)人員：詹越,苗茁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京國信網(wǎng)聯(lián)科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15