一種用於調控人員現場監控的沉浸式視景觀看系統的製作方法
2023-07-27 05:26:41 4
一種用於調控人員現場監控的沉浸式視景觀看系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用於調控人員現場監控的沉浸式視景觀看系統，包括交互設備、計算設備、圖像融合設備以及投影設備。其中，計算設備包括主控計算機和多臺渲染計算機；交互設備連接主控計算機，主控計算機通過網絡交換設備分別連接各渲染計算機，各渲染計算機連接圖像融合設備，圖像融合設備連接投影設備。利用本實用新型能夠直觀、形象地顯示變電站內的電力設備，具有很好的沉浸感，從而便於調控人員了解電力設備的運行狀況，方便指揮現場工作。
【專利說明】一種用於調控人員現場監控的沉浸式視景觀看系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用於調控人員現場監控的沉浸式視景觀看系統。
【背景技術】
[0002]為了保證電力系統的安全穩定運行，電力調度中心的調控人員通過SCADA(數據採集與監視控制)系統對變電站內的電力設備進行實時監控，完成對電力設備的遙測、遙信、遙控和遙調。但是，現有基於SCADA技術的監控系統只能使用二維圖形顯示電力設備的運行狀況，顯示效果不夠直觀，不能給調控人員身臨其境的感受。因此在一定程度上，可能會影響調控人員的判斷。
[0003]虛擬實境技術可以通過視聽手段，讓人感受到身臨其境的沉浸感。該技術已經廣泛應用於電力系統的仿真培訓、可視化展示、虛擬試驗等應用中，能夠更加準確、逼真地反映現場設備及環境的狀態，大大提升了用戶的視覺感受和人機互動體驗。雖然虛擬實境技術已經應用到電力系統的各個環節中，但在監控系統中的應用還是比較少的。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種用於調控人員現場監控的沉浸式視景觀看系統。
[0005]為實現上述目的，本實用新型採用下述的技術方案:
[0006]一種用於調控人員現場監控的沉浸式視景觀看系統，包括交互設備、計算設備、圖像融合設備以及投影設備；其中，
[0007]所述計算設備包括主控計算機和多臺渲染計算機；
[0008]所述交互設備連接所述主控計算機，所述主控計算機通過網絡交換設備分別連接各渲染計算機，各渲染計算機連接圖像融合設備，所述圖像融合設備連接所述投影設備；
[0009]所述投影設備由投影儀和投影屏幕組成。
[0010]其中較優地，所述交互設備為搖杆手柄。
[0011]其中較優地，所述圖像融合設備為CK4M系列圖像融合處理器。
[0012]其中較優地，所述投影屏幕為三面Viewall系列背景投影幕，所述投影儀與三面所述投影屏幕組成一個CAVE沉浸式虛擬空間。
[0013]利用本實用新型提供的沉浸式視景觀看系統，能夠直觀、形象地顯示變電站內的電力設備，具有很好的沉浸感，從而便於調控人員了解電力設備的運行狀況，方便指揮現場工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的整體系統架構圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0016]參見圖1，本實用新型提供的用於調控人員現場監控的沉浸式視景觀看系統包括交互設備、計算設備、圖像融合設備、投影設備以及立體眼鏡。該計算設備包括一臺主控計算機以及若干用於渲染的計算機；主控計算機一方面連接交互設備，另一方面同時連接各渲染計算機；圖像融合設備分別連接投影設備和各渲染計算機。投影設備包括投影屏幕和若干投影儀。該立體眼鏡供調控人員觀看投影設備的投影圖像。其中，計算設備和圖像融合設備作為圖形計算的硬體平臺，用於實現變電站虛擬實境場景的構建與渲染；投影設備用於顯示變電站虛擬實境場景；交互設備用於調控人員在變電站虛擬實境場景中進行第一人稱視角的漫遊。下面對此展開進一步的說明。
[0017]在本實用新型中，交互設備優選採用搖杆手柄。搖杆手柄通過USB數據線與主控計算機相連接。調控人員可以通過控制搖杆手柄，實現在變電站虛擬實境場景第一人稱視角的平移和場景漫遊。通過對虛擬實境場景的多角度漫遊，使得調控人員能夠真實了解變電站內部情況，方便進行指揮現場工作。在本實用新型的一個實施例中，優選採用BTP-4328系列搖杆手柄，其操作簡單，可以實現上下、左右、前後六自由度的控制。
[0018]計算設備包括主控計算機以及若干渲染計算機，用於建立各種裝配展示場景，以及渲染大數據量的三維模型。其中，主控計算機用於生成變電站虛擬實境場景；渲染計算機對其加載的主控計算機生成的虛擬實境場景並進行高逼真度仿真及渲染。其中，計算機的型號優選採用圖形渲染能力強的HP Z820系列，以便實現變電站虛擬實境場景渲染中的大量圖形計算。在本實用新型的一個實施例中，計算設備包括一臺主控計算機和三臺渲染計算機。主控計算機一方面與交互設備相連接，用於接收並處理調控人員的視角平移和場景漫遊的數據信息；另一方面通過網絡交換設備與各渲染計算機連接。其中，網絡交換設備優選採用D-Link的DGS-1024T24 口千兆交換機，用於主控計算機與渲染計算機之間組成區域網，實現數據共享和管理。
[0019]圖像融合設備、投影設備和立體眼鏡等相互配合，用於將計算設備構建的變電站虛擬實境場景投影到屏幕上進行顯示。具體地說，渲染計算機輸出的變電站虛擬實境場景數據首先發送至圖像融合設備進行融合處理；圖像融合設備將多臺渲染計算機的數據進行整合，並將圖像信息同步、無失真地傳送到投影儀中。投影儀的數量通常與渲染計算機的數量保持一致。多個投影儀接收並處理圖像信息後，將三維圖像投影到投影屏幕上。調控人員通過立體眼鏡就可以觀看三維虛擬實境場景中電力設備的運行狀況。
[0020]為了保證變電站虛擬實境場景的顯示效果，本實用新型中的圖像融合設備優選採用CK4M系列圖像融合處理器，可以保證圖像數據高品質、高保真地進行融合。投影儀優選採用F85系列主動立體投影儀，投影屏幕優選採用三面Viewall系列背景投影幕。投影儀與三面投影屏幕可以組成一個CAVE (Cave Automatic Virtual Environment,洞穴狀自動虛擬系統)沉浸式虛擬空間。立體眼鏡優選採用Edgel.2主動立體眼鏡。在投影屏幕圍成的CAVE沉浸式虛擬空間中，調控人員戴上立體眼鏡後，就可以觀看變電站的虛擬實境場景。
[0021]利用本實用新型提供的沉浸式視景觀看系統，能夠直觀、形象地顯示變電站內的電力設備，具有很好的沉浸感，從而便於調控人員了解電力設備的運行狀況，方便指揮現場工作。
[0022]上面對本實用新型所提供的用於調控人員現場監控的沉浸式視景觀看系統進行了詳細的說明，但並非對本實用新型的限制。對本領域的一般技術人員而言，在不背離本實用新型實質精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都將構成對本實用新型專利權的侵犯，將承擔相應的法律責任。
【權利要求】
1.一種用於調控人員現場監控的沉浸式視景觀看系統，其特徵在於包括交互設備、計算設備、圖像融合設備以及投影設備；其中， 所述計算設備包括主控計算機和多臺渲染計算機； 所述交互設備連接所述主控計算機，所述主控計算機通過網絡交換設備分別連接各渲染計算機，各渲染計算機連接圖像融合設備，所述圖像融合設備連接所述投影設備； 所述投影設備由投影儀和投影屏幕組成。
2.如權利要求1所述的沉浸式視景觀看系統，其特徵在於: 所述交互設備為搖杆手柄。
3.如權利要求1所述的沉浸式視景觀看系統，其特徵在於還包括立體眼鏡，所述立體眼鏡供調控人員觀看所述投影設備的投影圖像。
4.如權利要求1所述的沉浸式視景觀看系統，其特徵在於: 所述圖像融合設備為CK4M系列圖像融合處理器。
5.如權利要求1所述的沉浸式視景觀看系統，其特徵在於: 所述投影屏幕為三面Viewall系列背景投影幕，所述投影儀與三面所述投影屏幕組成一個CAVE沉浸式虛擬空間。
6.如權利要求1所述的沉浸式視景觀看系統，其特徵在於: 所述投影儀的數量與所述渲染計算機的數量保持一致。
【文檔編號】G03B29/00GK204009857SQ201320892448
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】雷鳴, 梁志峰, 遊大寧, 廖大鵬, 馬強, 劉軍, 喬立同, 王曉鵬, 呂霏, 王明松 申請人:國網山東省電力公司, 北京科東電力控制系統有限責任公司, 國家電網公司