[发明专利]一种基于电场可视化的带电作业培训方法和系统

说明书

本申请公开了一种基于电场可视化的带电作业培训方法和系统，采用三维仿真技术、电场仿真技术、虚拟现实技术和动作捕捉技术结合的方式，根据现实变电站作业场景，构建变电带电作业三维仿真虚拟场景，并建立作业场景电场仿真模型，以可视着色的形式显示作业场景电场，利用可穿戴动作捕捉设备和力反馈设备，以视觉和触觉感受的形式反映电场强度的大小和位置，让作业人员在虚拟场景下，通过真实的身体动作，看到带电作业中电场的变化，便于作业人员理解带电作业的相关原理知识，提升培训效果，解决了现有的变电站带电作业培训考核方式不能直观地让作业人员理解相关原理，培训效果不理想的技术问题。

技术领域

本申请涉及电力作业仿真技术领域，尤其涉及一种基于电场可视化的带电作业培训方法和系统。

背景技术

电力行业为人们的生活工作提供了坚实的基础，随着经济发展和人民生活水平的提高，用户对供电可靠性的要求也越来越高，开展带电作业是提高供电可靠性最直接、最有效的措施。变电站设备密集，电压等级相对较高，带电作业具有一定的安全风险，为了尽量保障作业人员的工作安全，对作业人员进行相关培训并考核是必然要进行的工作。

但是现有的变电带电作业的培训和考核，仍旧是采用理论培训和笔试的方式进行，虽然能考核作业人员对相关知识的记忆和理解程度，并不能直观地让作业人员理解相关原理，对于作业人员在真正实操时，是否能够应用到带电作业中，并不能够很好的进行评估，效果并不理想。

发明内容

本申请提供了一种基于电场可视化的带电作业培训方法和系统，用于解决现有的变电站带电作业培训考核方式不能直观地让作业人员理解相关原理，培训效果不理想的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于电场可视化的带电作业培训方法，包括：

基于实际变电站作业场景构建变电站带电作业仿真虚拟场景；

基于所述变电站带电作业仿真虚拟场景建立作业场景电场仿真模型；

在所述变电站带电作业仿真虚拟场景中对所述作业场景电场仿真模型进行可视化着色以显示作业场景电场；

在所述变电站带电作业仿真虚拟场景中构建作业人员人体三维模型，所述作业人员人体三维模型表面以可视化着色区分人体体表电场强度分布，并在电场强度最大处以数值形式显示电场强度；

通过所述作业人员穿戴的动作捕捉设备获取所述作业人员的动作姿态，将所述动作姿态附加到所述作业人员三维模型上；

通过所述作业人员穿戴的虚拟现实设备向所述作业人员展示预配置的变电带电作业仿真培训业务内容；

获取所述作业人员在执行所述变电带电作业仿真培训业务内容的任务时的动作姿态，基于所述作业人员对所述任务的执行步骤的正确性和人体体表电场强度的控制情况生成带电作业操作结果。

可选地，所述变电站带电作业仿真虚拟场景基于三维激光扫描按所述实际变电站作业场景1:1建立。

可选地，所述在所述变电站带电作业仿真虚拟场景中对所述作业场景电场仿真模型进行可视化着色以显示作业场景电场，包括：

在所述变电站带电作业仿真虚拟场景中建立三维笛卡尔坐标系；

将所述作业场景电场仿真模型按灰度值进行着色，电场强度等于最小值的所有坐标点着色灰度值为0，电场强度等于最大值的所有坐标点着色灰度值为255；

基于线性平均分布原则，以所述最大值与所述最小值的差除以255为差值，计算灰度值0至255的所有灰度值对应的所有电场强度值；

基于灰度值0至255的灰度值对应的电场强度值，分别对所述作业场景电场仿真模型的所有坐标点进行着色；