[发明专利]一种基于增强现实的铁路信号室内设备维护系统

说明书

本发明公开了一种基于增强现实的铁路信号室内设备维护系统，包括：视频采集模块，用于采集现实场景的视频图像，并传递给计算单元；计算模块，用于在现实场景的视频图像中跟踪识别待维修机器的图样，利用跟踪识别到的图样计算三维虚拟物体模型与视频采集单元之间的坐标变换矩阵，按照坐标变换矩阵在视平面上绘制相应的三维虚拟物体模型，再将所述三维虚拟物体模型叠加至图样上并与现实场景的视频图像融合，输出增强现实图像；显示模块，用于呈现增强现实图像。上述方案为铁路电务维护人员提供一种身临其境的虚实结合的维护环境和更加直观灵活的操作方式，对于铁路信号电务设备的智能化运维有着重要的意义。

技术领域

本发明涉及铁路信号设备维护技术领域，尤其涉及一种基于增强现实的铁路信号室内设备维护系统。

背景技术

随着中国高速铁路的快速发展和智能铁路建设的推进，铁路智能化体系和相关技术逐步得到应用。铁路信号设备维护在数据自动采集、数据融合挖掘、智能分析决策及支撑业务应用方面取得了重大突破。维护模式逐步从早期的故障维修向基于时间的维护(TBM)和基于状态的维护(CBM)以及故障预测与健康管理(PHM)的智能运维模式发展，维护需求也从单设备向多系统多专业融合，逐步覆盖从维护人员、作业计划、设备管理等全方位的信息。

铁路信号设备作为生命攸关的安全苛求系统，其设备维护的质量直接关系到列车的运行安全和效率。铁路信号产品类型主要包括中心设备、车站设备、轨旁设备和车载设备，但由于设备类型多、型号多，设备信息格式和内容没有统一标准，统计的信息处理流程不完善，造成设备基础信息的不完整；现场对维护人员的理论知识和专业技能要求高，维护水平直接影响维护效果；维护人员大多只能通过翻阅相应的纸质文挡、查看对应的电子手册进行维护，同时环境因素对维护人员的影响很大，使得操作效率低下，导致维护调试过程中容易出现差错；加之维护天窗时间短，导致维护难度大。

伴随着产业革命和技术革命的不断兴起，以新基建为代表的云计算、5G通信、人机共融、AI等技术在各行各业广泛应用，依托现代技术进行设备维护已成为发展的必然趋势，通过应用现代技术来提高设备维护技术和维护管理水平。增强现实(Augmented Reality，简称AR)就是一种综合利用多种技术的组合技术，是通过计算机将虚拟对象添加到真实世界中，使虚拟对象和真实环境在人的视野空间中融为一体，增强人们对真实环境的体验、感知和认知，其目标是虚实互动，虚实一体。基于增强现实技术的设备智能维护技术可以通过对场景的感知和目标的识别跟踪完成对维护场景的智能化认知，从而将丰富多源的数据主动推送给维护人员，不仅可以提升维护的效率，还可以提升维护人员的流程作业质量，但是，目前还没有将增强现实技术应用在铁路信号设备维护中的成熟方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于增强现实的铁路信号室内设备维护系统，为铁路电务维护人员提供一种身临其境的虚实结合的维护环境和更加直观灵活的操作方式，对于铁路信号电务设备的智能化运维有着重要的意义。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于增强现实的铁路信号室内设备维护系统，包括：

视频采集模块，用于采集现实场景的视频图像，并传递给计算单元；

计算模块，用于在现实场景的视频图像中跟踪识别待维修机器的图样，利用跟踪识别到的图样计算三维虚拟物体模型与视频采集单元之间的坐标变换矩阵，按照坐标变换矩阵在视平面上绘制相应的三维虚拟物体模型，再将所述三维虚拟物体模型叠加至图样上并与现实场景的视频图像融合，输出增强现实图像；

显示模块，用于呈现增强现实图像。