本發(fā)明涉及燃?xì)庑孤z測(cè)領(lǐng)域，更具體的，本發(fā)明涉及一種基于北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)和ar技術(shù)的燃?xì)庑孤z測(cè)系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

改革開(kāi)放以后，我國(guó)的城市燃?xì)馐聵I(yè)得到迅速發(fā)展，燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)加快，燃?xì)夤?yīng)能力不斷增強(qiáng)，促進(jìn)了城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。到2006年，全國(guó)城市燃?xì)夤艿篱L(zhǎng)度已達(dá)到18.95萬(wàn)公里，其中人工氣5.05萬(wàn)公里，液化石油氣1.75萬(wàn)公里，天然氣12.15萬(wàn)公里。

目前燃?xì)夤艿赖臋z漏體系，主要是通過(guò)人工地面巡檢的機(jī)制，對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的管道及其附件，設(shè)備的安全檢查。這種傳統(tǒng)的管道巡檢方式發(fā)現(xiàn)泄漏采用人的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)相結(jié)合的辦法，這種方法易受人的生理因素的制約和勞動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的影響，且對(duì)巡檢人員的工作技能要求較高。對(duì)于埋藏于地下的管線，隨著周圍地標(biāo)的變化，即便是有經(jīng)驗(yàn)的巡檢人員也時(shí)常不能找到正確的位置。因此經(jīng)?？吹匠鞘薪值辣环磸?fù)“開(kāi)膛”，很多情況下是為了確定管線的位置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，發(fā)明人提供一種基于北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)和ar技術(shù)的燃?xì)庑孤z測(cè)系統(tǒng)和方法。通過(guò)該系統(tǒng)，巡檢人員可以在地面看到地下管線的位置，從而利用探測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種燃?xì)庑孤z測(cè)系統(tǒng)，其包括：

北斗定位模塊，用于接收北斗精準(zhǔn)定位和精準(zhǔn)授時(shí)數(shù)據(jù)；

紅外激光泄漏檢測(cè)模塊，用于接收紅外激光檢測(cè)裝置采集的檢測(cè)數(shù)據(jù)；

集成數(shù)據(jù)處理模塊，將接收到的數(shù)據(jù)整合并轉(zhuǎn)化為可視化信息；

ar增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示模塊，用于將可視化信息以ar增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)影像顯示。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括紅外激光精準(zhǔn)測(cè)距模塊，用于通過(guò)激光測(cè)距來(lái)判定檢測(cè)管道距離使用者的距離。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括紅外激光精準(zhǔn)測(cè)距模塊，通過(guò)激光測(cè)距作為北斗定位的補(bǔ)充。

優(yōu)選地，所述北斗定位模塊接收通過(guò)地基加強(qiáng)的北斗定位信號(hào)。

優(yōu)選地，所述北斗定位模塊通過(guò)短報(bào)通訊發(fā)送使用者的位置信息。

優(yōu)選地，所述集成數(shù)據(jù)處理模塊中，管道位置信息和使用者位置信息被疊加到gis地理系統(tǒng)上。

根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供一種燃?xì)庑孤z測(cè)方法，其包括：

接收北斗精準(zhǔn)定位和精準(zhǔn)授時(shí)數(shù)據(jù)；

將管道位置信息和使用者位置信息疊加在gis地理系統(tǒng)上，并轉(zhuǎn)化為可視化信息；

將可視化信息以ar增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)影像顯示。

優(yōu)選地，將紅外激光檢測(cè)數(shù)據(jù)與管道位置信息疊加，并顯示為ar增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)影像。

優(yōu)選地，通過(guò)激光測(cè)距作為北斗定位的補(bǔ)充。

優(yōu)選地，所述北斗精準(zhǔn)定位數(shù)據(jù)通過(guò)地基加強(qiáng)。

優(yōu)選地，所述使用者位置信息通過(guò)北斗系統(tǒng)的短報(bào)通訊發(fā)送。

優(yōu)選地，通過(guò)激光測(cè)距來(lái)判定檢測(cè)管道與使用者的距離。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參考一下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1是傳統(tǒng)基于北斗精準(zhǔn)服務(wù)的泄漏檢測(cè)流程圖；

圖2是基于本發(fā)明一個(gè)具體的實(shí)施方式的基于北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)的ar增強(qiáng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是基于本發(fā)明一個(gè)具體的實(shí)施方式的方法的流程示意圖；

圖4是北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)中精準(zhǔn)授時(shí)的工作原理圖；

圖5是本發(fā)明的一些實(shí)施方式的ar增強(qiáng)泄漏檢測(cè)方法的流程圖；

圖6是本發(fā)明的一些實(shí)施方式的ar增強(qiáng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“北斗定位系統(tǒng)”或“北斗系統(tǒng)”是指中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(beidounavigationsatellitesystem，bds)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)(gps)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(glonass)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(bds)和美國(guó)gps、俄羅斯glonass、歐盟galileo，是聯(lián)合國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航委員會(huì)已認(rèn)定的供應(yīng)商。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力，定位精度10米，測(cè)速精度0.2米/秒，授時(shí)精度10納秒。

“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)是世界上第一個(gè)區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息。與其它全球性的導(dǎo)航系統(tǒng)相比，它能夠在很快的時(shí)間內(nèi)建成，用較少的經(jīng)費(fèi)建成并集中服務(wù)于核心區(qū)域，是十分符合我國(guó)國(guó)情的一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?！氨倍贰睂?dǎo)航定位衛(wèi)星工程投資少，周期短；將導(dǎo)航定位、雙向數(shù)據(jù)通信、精密授時(shí)結(jié)合在一起，因而有獨(dú)特的優(yōu)越性。中國(guó)正大力建設(shè)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，計(jì)劃在2008年左右滿足中國(guó)及周邊地區(qū)用戶對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的需求，并進(jìn)行系統(tǒng)組網(wǎng)和試驗(yàn)，2010年逐步擴(kuò)展為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)除了在我國(guó)國(guó)家安全領(lǐng)域發(fā)揮重大作用外，還將服務(wù)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，提供監(jiān)控救援、信息采集、精確授時(shí)和導(dǎo)航通訊等服務(wù)?？蓮V泛應(yīng)用于船舶運(yùn)輸、公路交通、鐵路運(yùn)輸、海上作業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)、水文測(cè)報(bào)、森林防火、環(huán)境監(jiān)測(cè)等眾多行業(yè)。

術(shù)語(yǔ)“北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)”是指國(guó)家北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)，其是在國(guó)家測(cè)繪地理信息局領(lǐng)導(dǎo)下，由中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)和中國(guó)位置網(wǎng)服務(wù)聯(lián)盟主導(dǎo)，面向城市燃?xì)?、給排水、供熱、電力電網(wǎng)、智能交通、城市管理、智慧城市等領(lǐng)域提供北斗精準(zhǔn)位置、精準(zhǔn)授時(shí)及短報(bào)文通訊服務(wù)，是國(guó)家測(cè)繪地理信息局推動(dòng)北斗產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；⑸鐣?huì)化應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施，是北斗“百城百聯(lián)百用”行動(dòng)計(jì)劃的核心組成部分。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比美國(guó)的gps在技術(shù)上優(yōu)勢(shì)主要是兩個(gè)方面：第一是北斗系統(tǒng)有斜軌道衛(wèi)星，在遮擋物復(fù)雜的地形、地表的定位信號(hào)更強(qiáng)、精度更高(比如城市高樓集中的cbd)；第二是北斗系統(tǒng)支持短報(bào)文傳訊功能，終端設(shè)備不僅能接受到北斗的定位信號(hào)，還能發(fā)送終端訊息到衛(wèi)星或者到調(diào)控中心。

北斗短報(bào)文是北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的獨(dú)特功能，北斗一代區(qū)別于gps，是一個(gè)有源定位，有源定位技術(shù)只要2顆衛(wèi)星就可以完成定位，于是產(chǎn)生了北斗短報(bào)文的功能。北斗短報(bào)文其實(shí)就是相當(dāng)于現(xiàn)在人們平時(shí)用的“短信息”，短報(bào)文可以發(fā)布140個(gè)字的信息，并能夠定位，可以顯示發(fā)布者的位置。在需要發(fā)送終端訊息到衛(wèi)星或者到調(diào)控中心的應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，目前只能使用北斗系統(tǒng)。

術(shù)語(yǔ)“ar增強(qiáng)系統(tǒng)”是指增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(augmentedreality，簡(jiǎn)稱ar)，是一種實(shí)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像、視頻、3d模型的技術(shù)，這種技術(shù)的目標(biāo)是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實(shí)世界并進(jìn)行互動(dòng)。這種技術(shù)由1990年提出。隨著隨身電子產(chǎn)品cpu運(yùn)算能力的提升，預(yù)期增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的用途將會(huì)越來(lái)越廣。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無(wú)縫”集成的新技術(shù)，是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息(視覺(jué)信息,聲音,味道,觸覺(jué)等),通過(guò)電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，被人類感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間同時(shí)存在。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不僅展現(xiàn)了真實(shí)世界的信息,而且將虛擬的信息同時(shí)顯示出來(lái)，兩種信息相互補(bǔ)充、疊加。在視覺(jué)化的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，用戶利用頭盔顯示器，把真實(shí)世界與電腦圖形多重合成在一起，便可以看到真實(shí)的世界圍繞著它。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)包含了多媒體、三維建模、實(shí)時(shí)視頻顯示及控制、多傳感器融合、實(shí)時(shí)跟蹤及注冊(cè)、場(chǎng)景融合等新技術(shù)與新手段。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)提供了在一般情況下，不同于人類可以感知的信息。

圖1示出了傳統(tǒng)的設(shè)備模式：北斗定位盒子(僅提供衛(wèi)星定位數(shù)據(jù))+手提泄漏檢測(cè)設(shè)備+數(shù)據(jù)處理記錄平板。在該模式下，巡查人員手持鋪設(shè)管道時(shí)候繪制的人工圖紙，一邊確認(rèn)管道地理位置，一邊巡檢。由于管道深埋地下，城市建設(shè)以及自然風(fēng)貌的變化(例如河水改道)，一般只能找到管道的大概位置，而且只能記錄檢測(cè)的數(shù)值變化，無(wú)法得到綜合性信息。

圖2示出了基于北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)的ar增強(qiáng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。其中，本發(fā)明的ar增強(qiáng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)利用國(guó)家北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)提供的北斗定位數(shù)據(jù)與gis地理信息系統(tǒng)疊加，同時(shí)疊加外部使用的紅外氣體檢測(cè)裝置采集的數(shù)據(jù)和紅外激光測(cè)距模塊采集的數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)化為ar增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信號(hào)通過(guò)ar增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡硬件顯示。

圖6示出了本發(fā)明的ar增強(qiáng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖。

ar增強(qiáng)泄漏檢測(cè)系統(tǒng)200包括：北斗定位模塊210，用于接收北斗精準(zhǔn)定位和精準(zhǔn)授時(shí)數(shù)據(jù)；紅外激光泄漏檢測(cè)模塊220，用于接收紅外激光檢測(cè)裝置采集的檢測(cè)數(shù)據(jù)；集成數(shù)據(jù)處理模塊230，將接收到的數(shù)據(jù)整合并轉(zhuǎn)化為可視化信息；和ar增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示模塊240，用于將可視化信息以ar增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)影像顯示。

北斗定位模塊210基于北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)的精準(zhǔn)定位服務(wù)，通過(guò)地面基站增強(qiáng)，定位將達(dá)到毫米級(jí)；基于北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)的精準(zhǔn)授時(shí)，能準(zhǔn)確傳遞泄漏檢測(cè)中時(shí)刻發(fā)生的信息，便于控制中心時(shí)時(shí)掌握整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的狀況；在偏遠(yuǎn)地區(qū)，基于北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)的短報(bào)通訊，可以時(shí)刻掌握巡檢人員的位置。

集成數(shù)據(jù)處理模塊230將北斗定位模塊210接收到的數(shù)據(jù)疊加到gis地理底層上，并作后臺(tái)數(shù)據(jù)處理，將管道信息錄入到新的檢測(cè)設(shè)備中。集成數(shù)據(jù)處理模塊接收管道的北斗衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)、接收當(dāng)前使用者北斗定位數(shù)據(jù)、接收使用者當(dāng)前位置及周邊的gis地理信息，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，將前面2個(gè)定位數(shù)據(jù)疊加到gis地理信息系統(tǒng)上。

位置與地理信息既是lbs的核心，也是lbs的基礎(chǔ)。一個(gè)單純的經(jīng)緯度坐標(biāo)只有置于特定的地理信息中，代表為某個(gè)地點(diǎn)、標(biāo)志、方位后，才會(huì)被用戶認(rèn)識(shí)和理解。將用戶定位的位置疊加到gis地理底層上，通過(guò)查詢和分析環(huán)境信息，從而為用戶活動(dòng)提供信息支持與服務(wù)。

紅外激光泄漏檢測(cè)模塊220接收紅外激光檢測(cè)裝置采集的檢測(cè)數(shù)據(jù)，并通過(guò)集成數(shù)據(jù)處理模塊230將該數(shù)據(jù)疊加在管道位置上。

集成數(shù)據(jù)處理模塊230將接收到的數(shù)據(jù)整合并轉(zhuǎn)化為可視化信息，通過(guò)ar增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示模塊240以ar增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)影像顯示。從而將泄漏檢測(cè)時(shí)發(fā)生的任何事件轉(zhuǎn)化成可視化信息，傳遞到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備上。

紅外激光測(cè)距模塊，有時(shí)候地形原因，檢測(cè)人員無(wú)法到達(dá)管線上方進(jìn)行泄漏檢測(cè)，也就無(wú)法定位當(dāng)前使用者和管線所在的位置是否精準(zhǔn)，通過(guò)紅外測(cè)距將管線所在位置反饋給數(shù)據(jù)處理模塊，從而計(jì)算出，當(dāng)前使用者和管線所在的位置。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，由于地下結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地面上通過(guò)紅外激光檢測(cè)裝置采集的檢測(cè)數(shù)據(jù)并不完全與地下管線分布相吻合。例如，在有井蓋的區(qū)域，地下管線泄漏的氣體匯集從井蓋溢出。從紅外激光檢測(cè)裝置采集的檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，泄漏最大值不在管線所在的位置，而這些位置由于危險(xiǎn)或其他原因，不適于使用者到達(dá)。通過(guò)紅外激光測(cè)距模塊，可以測(cè)量使用者與該位置的距離，通過(guò)換算得到該位置的北斗定位數(shù)據(jù)。

所述增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示模塊的載體可以是頭戴式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備，例如htcvive，googleglass；也可以是手持型增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備，例如智能手機(jī)，ipad等。

所述紅外激光檢測(cè)裝置可以是市售的任何利用氣體對(duì)激光紅外線的吸收性做氣體泄漏檢測(cè)的設(shè)備。

有益效果

1.提高我國(guó)北斗精準(zhǔn)服務(wù)在燃?xì)庑孤z測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，推動(dòng)多元化產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

2.設(shè)備整合，由傳統(tǒng)的設(shè)備模式:北斗定位盒子+手提泄漏檢測(cè)設(shè)備+數(shù)據(jù)處理記錄平板，整合成一體機(jī)頭盔：vr增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭盔+氣體激光泄漏檢測(cè)配件+激光測(cè)距+北斗定位模塊+數(shù)據(jù)處理模塊。大大方便檢測(cè)人員的設(shè)備攜帶數(shù)量。

2.泄漏檢測(cè)數(shù)據(jù)可視化：傳統(tǒng)泄漏檢測(cè)只是數(shù)值變化，采用本方法可將泄漏數(shù)值及泄漏點(diǎn)可視化。

3.管道信息精確化：傳統(tǒng)巡檢方式，人工手持管道信息圖紙，一邊確認(rèn)管道地理位置，一邊巡檢。采用本方法后，通過(guò)北斗定位系統(tǒng)及gis地理信息系統(tǒng)的結(jié)合，配合國(guó)家精準(zhǔn)定位服務(wù)網(wǎng)將管道信息直接顯示在vr增強(qiáng)頭盔系統(tǒng)中。

本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在本發(fā)明思想的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。本發(fā)明已通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。