VR全景技術(shù)在變電檢修中的應(yīng)用

VR技術(shù)的出現(xiàn)，非常適合現(xiàn)階段變電檢修危險(xiǎn)而復(fù)雜的工作環(huán)境，尤其是在變電檢修的實(shí)際操作當(dāng)中。VR技術(shù)能夠有效地模擬出變電檢修中的真實(shí)工作場(chǎng)景，并且還能模擬出各種變電問(wèn)題，從而能夠讓工作人員可以迅速地了解變電檢修內(nèi)容，熟練地掌握各種專(zhuān)業(yè)技術(shù)，降低了工作的危險(xiǎn)性。本文將通過(guò)分析VR全景技術(shù)在變電檢修中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)以及實(shí)際的應(yīng)用，來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的融合、人機(jī)交互，提升變電檢修水平。

1VR全景技術(shù)在變電檢修中的優(yōu)勢(shì)

1.1身臨其境，讓工作更有趣

電力系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)階段設(shè)備信息留存多為二維界面，匯報(bào)多采用以及電子PPT形式。此類(lèi)工作模式較為單一，雖然相比傳統(tǒng)的紙面工作模式已經(jīng)有了很大的改觀，但效果依舊不夠理想。有了基于VR全景技術(shù)的變電檢修施工方案與三維立體臺(tái)賬以后，領(lǐng)導(dǎo)與各部門(mén)同事可以享受到VR全景技術(shù)給工作帶來(lái)的便利與高效，大家可以全方位立體環(huán)境中進(jìn)行人、設(shè)備、周?chē)h(huán)境的多重交互，從本質(zhì)上提高施工作業(yè)前期審批的流暢性，以及作業(yè)危險(xiǎn)分析的全面性。如更換主變一次電流互感器時(shí)，停電方式為旁路轉(zhuǎn)帶，那么主變一次上層順母線(xiàn)依然帶電的情況很容易被忽視，但是使用VR全景變電檢修施工方案就可以避免此類(lèi)問(wèn)題，審批人員與工作負(fù)責(zé)人在會(huì)議室可以很直觀的觀察到每一處危險(xiǎn)點(diǎn)，不落下任何細(xì)節(jié)，從而更容易保障施工工作的安全。

1.2強(qiáng)化互動(dòng)理念，增強(qiáng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

電力行業(yè)青年員工的培訓(xùn)一直被視為中重點(diǎn)工作來(lái)進(jìn)行，大學(xué)畢業(yè)生剛進(jìn)入單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況并不熟悉，在變電站內(nèi)進(jìn)行實(shí)景培訓(xùn)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，對(duì)員工人身安全與電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行極為不利，VR全景技術(shù)可以很輕松的實(shí)現(xiàn)實(shí)景和實(shí)操交互學(xué)習(xí)的新培訓(xùn)模式，給電力系統(tǒng)員工帶來(lái)全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，如在220kV隔離開(kāi)關(guān)更換施工教學(xué)中，學(xué)生可以通過(guò)VR全景來(lái)還原施工現(xiàn)場(chǎng)，明確帶電部位以及施工車(chē)輛擺放位置，讓電力系統(tǒng)員工從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，在探索中完成變電檢修技能的學(xué)習(xí)，可以有效提高企業(yè)的培訓(xùn)效果。

2VR變電檢修培訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

VR技術(shù)在變電檢修技能中的培訓(xùn)運(yùn)用，可以有效地模擬出變電在正常、異常以及故障情況下的詳細(xì)操作規(guī)章。一個(gè)全面的VR技術(shù)培訓(xùn)操作系統(tǒng)通常包含了場(chǎng)景交互、場(chǎng)景建模以及設(shè)備建模這三塊內(nèi)容。通常是運(yùn)用Maya、3DMax技術(shù)等相關(guān)三維立體模型軟件來(lái)實(shí)施環(huán)境的建設(shè)。因?yàn)樵谧冸姍z修方針設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)運(yùn)用到設(shè)備缺陷以及設(shè)備狀態(tài)的仿真模擬，所以需要通過(guò)場(chǎng)景的轉(zhuǎn)換、設(shè)備功能性操作等技術(shù)，所以所形成的三維交互系統(tǒng)為運(yùn)用設(shè)備編輯器來(lái)進(jìn)行建模輔助。這一部分主要包含了三個(gè)方面。

首先，VR變電檢修針對(duì)使用者是能夠見(jiàn)到的，并且使用者能夠直接地運(yùn)用VR設(shè)備展開(kāi)各種虛擬現(xiàn)實(shí)模擬操作。其次，設(shè)計(jì)變電檢修的一次設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備、虛擬操作結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)的具體模型。最后，在進(jìn)行VR變電檢修系統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)當(dāng)中，運(yùn)用事故處理、操作票培訓(xùn)、工作票許可以及工作器具等內(nèi)容，進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)修改、設(shè)備的操作以及檢驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在變電檢修技能水平培訓(xùn)中的運(yùn)用效果。

3VR全景技術(shù)在變電檢修中的實(shí)際應(yīng)用

3.1全景方案的制作

首先，我們將現(xiàn)實(shí)真實(shí)的變電站實(shí)景場(chǎng)景還原到互聯(lián)網(wǎng)上，使用PHIIMAX3D全景相機(jī)，拍攝全景照片，再使用全景工具軟件拼接制作而成，制作過(guò)程中添加功能鍵，如場(chǎng)地內(nèi)跳轉(zhuǎn)，展示銘牌信息、實(shí)物ID等內(nèi)容，將現(xiàn)實(shí)變電站實(shí)景360°/720°旋轉(zhuǎn)無(wú)視覺(jué)死角進(jìn)行展示。以上制作內(nèi)容可以作為變電站的三維立體實(shí)景臺(tái)賬。遇到大型作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)勘察時(shí)，可以利用全景相機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行一次全方位地勘察，回到辦公室后制作VR全景方案，使用Pano2VR對(duì)全景照片進(jìn)行拆解，再用PS、畫(huà)圖等軟件對(duì)圖片進(jìn)行加工（添加施工車(chē)輛、路線(xiàn)、標(biāo)注帶電部分等），最后利用Pano2VR添加熱點(diǎn)進(jìn)行合成，完成全景方案的制作。

3.2基于VR技術(shù)的變電檢修培訓(xùn)設(shè)計(jì)應(yīng)用

VR技術(shù)變電檢修系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。變電檢修所需要運(yùn)用的零部件以及相關(guān)設(shè)備等內(nèi)容，變電檢修通常還包含了電力線(xiàn)路的布局，按照地理環(huán)境進(jìn)行各種規(guī)范化操作，詳細(xì)的變電檢修工作，以及變電檢修安全操作，都需要在虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)中呈現(xiàn)出來(lái)，從而進(jìn)行各種系統(tǒng)模塊的展現(xiàn)。因此在進(jìn)行變電檢修VR培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要具備一定的選擇性?，F(xiàn)階段，較為科學(xué)的VR技術(shù)擁有很多的選擇，如選擇經(jīng)過(guò)HTCVIVE所設(shè)計(jì)的單眼1920x1080@9OHz的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，這一項(xiàng)技術(shù)具有空間定位功能，屬于現(xiàn)階段最好的VR硬件之一，并且還能夠給工作人員提供全方位的操作互動(dòng)感。

三維建模。三維建模通常是運(yùn)用3DMax技術(shù)進(jìn)行虛擬三維空間的構(gòu)建，建設(shè)出存在三維數(shù)據(jù)空間的模型。一般情況下，除了會(huì)運(yùn)用到3DMax技術(shù)之外，通常還會(huì)運(yùn)用Maya以及AI等軟件技術(shù)，按照變電檢修真實(shí)的場(chǎng)景，展開(kāi)3D模型的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，從而完成變電檢修虛擬場(chǎng)景的漫游與標(biāo)準(zhǔn)化場(chǎng)景的改善。

碰撞檢測(cè)。在進(jìn)行培訓(xùn)的過(guò)程中，還需要對(duì)各種碰撞現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)，首先需要根據(jù)unity3D，檢測(cè)變電檢修VR是否存在障礙物以及兩個(gè)物體是否會(huì)發(fā)生碰撞。碰撞檢測(cè)的方式主要是有兩種，其中一種屬于碰撞器，另外一種模式屬于觸發(fā)器。這兩種模式都有著非常廣泛的用途。

VR頭顯。虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示設(shè)備簡(jiǎn)稱(chēng)“VR頭顯”，是一種利用頭戴式顯示設(shè)備且將人對(duì)外界的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)封閉，引導(dǎo)使用者形成一種身臨其境的感覺(jué)。主要顯示原理則是左右眼屏幕分別顯示左右眼的圖像，并且人眼在獲取這種帶有差異的信息之后，在腦海中產(chǎn)生立體感，極具沖擊性。

手柄操作。運(yùn)用手柄設(shè)備按鍵對(duì)虛擬場(chǎng)景的各種操縱，這屬于系統(tǒng)培訓(xùn)中最為重要的內(nèi)容，同時(shí)也屬于人機(jī)交互過(guò)程中不可或缺的部分，針對(duì)unity3D中，不但能夠完成選擇目標(biāo)，同時(shí)還能夠利用反饋信息來(lái)滿(mǎn)足使用者進(jìn)行變電檢修場(chǎng)景模擬的需要。

考核分析?？己朔治鲋饕轻槍?duì)學(xué)員整個(gè)操作流程展開(kāi)考核評(píng)分，針對(duì)在模擬場(chǎng)景中存在問(wèn)題的操作修復(fù)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)以及糾正，從而保障變電檢修工作的正確性與完整性?？己藘?nèi)容主要是評(píng)估使用者是否能夠正確地按變電檢修流程操作VR系統(tǒng)、是否能夠按照相關(guān)規(guī)定順序展開(kāi)模擬操作。與此同時(shí)，針對(duì)使用者的操作展開(kāi)統(tǒng)計(jì)劃分，并且針對(duì)容易出錯(cuò)的步驟實(shí)施數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并且對(duì)每一位使用者給出詳細(xì)的數(shù)據(jù)考核報(bào)告。

結(jié)語(yǔ)：

本文針對(duì)VR技術(shù)在一次設(shè)備檢修技能水平培訓(xùn)的應(yīng)用研究中，分析了VR技術(shù)在現(xiàn)階段的運(yùn)用效果，提出了VR培訓(xùn)系統(tǒng)的兩種模式，針對(duì)現(xiàn)階段的發(fā)展情況而言，VR技術(shù)能夠有效地改善工作人員在一次設(shè)備檢修中的技術(shù)水平，不但能夠提高工作人員的業(yè)務(wù)質(zhì)量，同時(shí)還能提高工作人員的工作效率，非常值得企業(yè)推廣運(yùn)用。
責(zé)任編輯：YYX