[发明专利]一种基于AR技术的地下管线资产管理系统及方法

权利要求书

1.一种基于AR技术的地下管线资产管理系统，其特征在于，包括前端AR硬件和后台数据处理服务器；所述AR硬件包含显示系统，显示系统上安装有摄像头、测距装置和方位传感器等，通过其各自内部的通讯组件连接到互联网后与所述后台数据处理服务器进行数据交互；或者通过系统的内部微型计算机与系统外部的通讯组件和卫星定位组件进行协同工作，再与所述后台数据处理服务器进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的基于AR技术的地下管线资产管理系统，其特征在于，所述显示系统为透明液晶屏、玻璃投影显示器或者为普通的液晶屏；

所述摄像头用于将实景图像数字化和将数据传输至计算机处理；

所述测距装置用于获取距离信息，使虚拟数据在呈现之前能在现实空间有准确的参考；可采用双摄像头景深测距的方案；

所述通讯组件的形式有：WIFI、WLAN、蓝牙、GSM、CDMA、WCAMA、TD-SCDMA、FDD-LTE、TD-LTE等能进行数据交互的无线传输；

所述微型计算机上设置有信息录入装置，配置有麦克风、键盘或者屏幕虚拟键盘。

3.根据权利要求1或2所述的基于AR技术的地下管线资产管理系统，其特征在于，所述AR硬件还带有或者可以连接达到精度要求的GPS设备；所述AR硬件还配备高精度的指北针模块；所述AR设备能连接RTK坐标测量仪器。

4.一种实现权利要求1所述的基于AR技术的地下管线资产管理系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将地下资产的地理坐标数据和属性数据存储到后台数据处理服务器，经过人工整理，生成管网数据，管网数据中可挂接资产信息；

(2)前端AR硬件在现场通过卫星定位组件获取当前位置坐标，通过通讯组件与后台数据处理服务器进行数据交互，查询到与当前位置坐标相匹配的管网数据；

(3)下载管网数据后，前端AR硬件开始进行空间位置匹配，分二种情况:

情况1：现场有永久标识，并能够读取到标识的码；

则由微型计算机的录入功能输入标识码，通过通讯组件与后台数据处理服务器进行数据交互，提取永久标识上的坐标数据；再用测距仪对地面测高度后，将摄像头和测距装置对准永久标识位置，让微型计算机根据方位传感器的测量结果，利用几何算法，将当前视觉位置、永久标识坐标、管网数据统一到一个几何框架以内；

情况2：现场没有永久标识，但通过卫星定位组件获取的坐标值较为准确；

则用测距装置对地面测高度后，找一个视觉参考点，然后用摄像头和测距装置对准，依靠方位传感器测方位值，依靠卫星定位组件测坐标值；此时利用测量的高度、方位值以及坐标值，推算出参考点位置信息，生成参考几何空间，然后对管网数据统一到这个几何框架以内；

(4)空间位置匹配后，在步骤(3)中产生的几何框架的空间内，利用管网数据包含的几何信息渲染出管道3D图，并与摄像头抓取的位置图像相匹配，显示到显示系统，形成准确的AR效果；

(5)用户可以移动及360度视觉转换，微型计算机将不断利用方位传感器输出的方向值和位移值，并结合管网数据及参考位置处的图像特征，实时渲染，营造出动态的AR效果；

(6)通过与数据处理服务器的实时交互，可以形成以匹配点为基准，通过不断读取方位和坐标值，实现动态的、有视觉延伸的AR效果，让用户在AR效果中看到地下资产信息。