5G+AR的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)遠程協(xié)同系統(tǒng)研究與分析

陳璐

摘要：5G被稱為革命性的通訊技術(shù)，根據(jù)ITU國際電信標準聯(lián)盟的定義，它主要有三大基本場景分別是：增強移動寬帶（eMBB）、低時延高可靠通信（URLLC）和大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)（mMTC）。增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像的技術(shù)，是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)，這種技術(shù)的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實世界并進行互動?；?G+AR的遠程協(xié)同系統(tǒng)將會給工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來非同尋常的意義。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);AR技術(shù);遠程協(xié)同系統(tǒng);工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

引言：5G+AR遠程協(xié)同系統(tǒng)通過AR眼鏡端和平臺端的通訊實現(xiàn)音、視、圖、文的實時互動，看到、聽到現(xiàn)場情況，實現(xiàn)遠程互動，以進行指導(dǎo)、問詢、設(shè)備維修等工作。通過系統(tǒng)實現(xiàn)自動化運維服務(wù)，從部署到用戶日常使用，為系統(tǒng)提供全面可靠的監(jiān)測、響應(yīng)、分析、管理機制，有效提高業(yè)務(wù)系統(tǒng)的支撐能力。實時反饋數(shù)據(jù)與后臺數(shù)據(jù)進行比對，實現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)管理閉環(huán)。

一、系統(tǒng)需求分析

目前現(xiàn)實場景巡檢需要手工記錄問題，維修需要專家到場，效率低下，開銷大，在非常時刻嚴重影響生產(chǎn)效率。5G+AR遠程協(xié)同系統(tǒng)以現(xiàn)場的實際場景應(yīng)用為基礎(chǔ)，根據(jù)多家企業(yè)需求通用性為工業(yè)場景訂制，以工業(yè)級的處理器、高清攝像頭、大視角顯示提供遠程可視化交流、現(xiàn)場管理、視覺識別等。

二、系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)整體AR眼鏡端、Android主機端、PC專家坐席端、后臺管理端等構(gòu)成。巡檢人員或維修人員在巡檢或維修過程中發(fā)現(xiàn)問題并需要專家的遠程協(xié)助時，利用AR眼鏡和Android主機上安裝的應(yīng)用來選擇對應(yīng)的專家進行呼叫，在接通后AR眼鏡實時采集畫面并傳輸給專家端，專家端在遠程進行協(xié)助，并且可以以標注畫面的形式來實時指導(dǎo)，AR眼鏡端在采集畫面的同時也實時接收專家傳輸過了的畫面，以此在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下到達高效快速的協(xié)同處理，解決問題。如果存在專家不在線或忙碌的情況，AR眼鏡端也可以進行拍照和視頻錄制并保存在本地或上傳到專家端，待接通專家后發(fā)送視頻和圖片來反饋問題，或是專家端登陸后臺管理端后查看用戶端反饋過來的問題以此來分析，隨著數(shù)據(jù)的不斷收集可以形成知識庫來不斷的完善系統(tǒng)功能。本系統(tǒng)的功能包含實時呼叫、高清低延遲通話、云端和本地錄制、知識庫檢索、屏幕分享與標注、語音控制、設(shè)備管理、智能識別等，為用戶提供高效便捷的體驗。

三、系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）后臺管理端

管理端系統(tǒng)采用SSM（Spring+SpringMVC+MyBatis）框架進行開發(fā)，通過Spring的IOC特性，將對象之間的依賴關(guān)系交給了Spring控制，方便解耦，對重復(fù)模塊進行集中，實現(xiàn)事務(wù)，日志，權(quán)限的控制;SpringMVC是使用了MVC設(shè)計思想的輕量級web框架，對web層進行解耦，使開發(fā)更簡潔，與Spring無縫銜接;Mybatis提供映射標簽，支持對象和和數(shù)據(jù)庫Orm字段關(guān)系的映射，支持對象關(guān)系映射標簽，支持對象關(guān)系的組建，提供了Xml標簽，支持動態(tài)的Sql。后臺管理端功能分為角色管理、用戶管理、服務(wù)隊列管理、文件管理、知識庫管理、設(shè)備管理、智能識別、個人中心等模塊等，用戶可以使用管理端方便的進行業(yè)務(wù)操作和管理。

（二）專家座席端

采用PC Web的B/S架構(gòu)，無需安裝，在瀏覽器就可以使用。采用layui框架，遵循原生 HTML/CSS/JS 的書寫與組織形式，便于開發(fā)和維護。主要功能包括登陸、開關(guān)隊列監(jiān)聽、視頻通話、云端錄制、屏幕分享、屏幕標注等，能夠高效的遠程協(xié)助用戶處理問題。

（三）用戶端APP

作為信息采集和遠程協(xié)助展現(xiàn)的重要組成部分，APP采用Android原生開發(fā)語言使用MVP框架進行開發(fā)，模型與視圖完全分離，我們可以修改視圖而不影響模型;可以更高效地使用模型，因為所有的交互都發(fā)生在一個地方即Presenter內(nèi)部;我們可以將一個Presenter用于多個視圖，而不需要改變Presenter的邏輯。這個特性非常的有用，因為視圖的變化總是比模型的變化頻繁;如果我們把邏輯放在Presenter中，那么我們就可以脫離用戶接口來測試這些邏輯（單元測試）。

APP系統(tǒng)主要包含登陸、視頻錄制、拍照、OCR識別、呼叫專家、視頻通話、接受屏幕分享和標注、語音控制等功能模塊，功能設(shè)計清晰易懂，降低了使用難度，優(yōu)化了用戶體驗，APP安裝在Android微型主機中，攜帶方便，通過5G網(wǎng)絡(luò)與后臺或?qū)＜叶诉M行交互，極大的提高了生成效率。

（四）AR眼鏡端

AR眼鏡包含攝像頭和顯示鏡片，攝像頭為500像素1080P高清攝像頭，首創(chuàng)21°大視角顯示更大的屏幕，LED補光燈圖像采集更清晰，鏡片采用單目式方便用戶使用，眼鏡與Android主機端通過usb線進行連接和供電，主要完成信息采集和數(shù)據(jù)展示的功能，并且由于APP支持語音控制，使用AR眼鏡徹底解放了雙手，更加便于在專家指導(dǎo)過程中用戶的實際操作。

（五）核心技術(shù)

供第一視角高清視頻直播;微型近眼顯示圖文雙向可視化;引入增強現(xiàn)實標注、視覺識別技術(shù)高效精準交流;嵌入語言識別、手勢識別等交互創(chuàng)新手段保障使用方便;借助可穿戴移動終端采集工作過程數(shù)據(jù);引入深度學習算法與大數(shù)據(jù)云分析技術(shù)，形成人工智能工業(yè)大數(shù)據(jù)庫，真正實現(xiàn)工業(yè)大數(shù)據(jù)隨時隨地共享。

結(jié)束語

本系統(tǒng)是一套基于各行業(yè)現(xiàn)場即時遠程溝通的實際需求，結(jié)合5G+AR技術(shù)，以5G和AR智能眼鏡為基礎(chǔ)，通過AR眼鏡端進行數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，為遠程求助方提供可視化的信息服務(wù)，實現(xiàn)專家級遠程協(xié)助的遠程可視化解決方案。將繁雜的工作手冊、流程圖、對講機等統(tǒng)統(tǒng)拋棄，徹底解放工人/操作者的雙手。提高維修效率、實現(xiàn)信息互傳、增強應(yīng)對實際問題的處理經(jīng)驗。讓工業(yè)問題交流更直接，更精準，更高效，可視化的共享信息。免去了現(xiàn)場服務(wù)人員與專家的出差煩擾和節(jié)約企業(yè)成本，實現(xiàn)真正的互聯(lián)網(wǎng)+工業(yè)。

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