虚拟现实技术在高压带电作业领域的远程遥操作应用研究

国网上海市电力公司青浦供电公司 张树欣 郑 真 陈超杰

高压电气设备及电力传输线路是维系社会正常运转的重要基础设施之一，在电力输送的任意一环出现故障都会导致严重的经济损失，在问题出现后的高效抢修是非常重要的。目前已采用机器人/机械臂等设备代替了人工带电作业检修。现有的常规机器操作作业方式是将操作室设置在工程作业车上，并安装一个可升降机械臂或机器人。作业人员通过控制操作室内控制器/控制界面，对设备进行升降与作业操作，通过作业端安装的监控摄像头捕获作业区域的监视视频流并同步反馈至控制端显示。作业人员由于仅能通过小幅监视画面观察作业区域，不能直接近距离观察到作业对象且机械操作维度较难判断，导致作业准确度低、作业效率低。

随着控制系统和数字技术的发展，虚拟现实技术被运用在了各个行业领域，其拥有高沉浸式观察体验与精准的虚拟交互能力，在远程遥操作方面具有巨大的优势。首先通过对作业区域进行更大范围的图像捕获，再通过本地计算机进行图像融合处理，渲染显示成沉浸式虚拟现实画面，作业人员可通过佩戴虚拟现实设备观察，仿佛置身于作业区域。同时采用虚拟现实光学定位手柄作为操作输入，对机械臂进行直观控制操作。本文提出一种基于向虚拟现实的沉浸式遥操作系统，该设备用于高压电力作业区域的机械臂遥操作控制，可实现全景图像采集与融合、虚拟现实沉浸式实时监测、手柄定位操作与输入。……