基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊系统及方法与流程

1.本技术涉及电网消缺技术领域，尤其涉及一种双基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊系统及方法。


背景技术：

2.在电力行业中，电力设施在运行时会存在各类故障与设备缺陷，如仪表失准、电气开关失效、线路老化故障等，针对以上缺陷，需组织人员日常进行维护消除，此过程即为消缺。
3.变电设备在消缺过程中，主要通过电话、微信、espace进行沟通，上述方式缺乏交互式视频会议专家会诊功能，存在以下问题：
4.1)应急指挥和检修人员依赖现场运行人员上报缺陷信息，进行消缺准备工作，如果上报信息失准，则会影响消缺进度；
5.2)检修人员水平不一，现场可能无法快速查出缺陷原因并消缺，导致缺陷存续时间长，影响设备安全运行；
6.3)应急指挥、技术技能专家不能实时精确了解现场信息，不利于远程会诊缺陷并指导检修人员消缺。
7.在电力系统的变电供能的工作中，都会有户外工作人员定时进行供电网络查验及检修，以确保供电网络的安全稳定输送电能。
8.目前，户外的工作人员在进行变电消缺时，均需要求工作人员在相对环境噪音小的环境下完成，而在处理变电站故障的过程中，工作人员往往处于高空带电作业状态，在高空中作业，往往现场环境风速较大，风噪很大，这直接影响外放式声音对现场工作人员听觉效果及对讲效果，更甚者，甚至听不见。这必然导致增加了现场作业人员的通讯难度，以及会诊的效率，从而降低消缺效率，甚至可能产生额外的安全操作风险。
9.而户外工作人员在嘈杂现场作业时，工作人员难以有效地和远程会诊的专家进行对话。
10.目前，一般是小尺寸喇叭音频外放音与单咪头在电力消缺中应用，将使得现场工作人员在高空作业中因为风力引起的风噪，使得现场高空作业人员难以有效地听到后台专家的语音指导，也难以根据现场的场景与后台专家进行实况语音诊断，也难以知道后台专家针对实况故障点进行图视频和对话指导的判断结果，这极大的降低现场操作人员的注意力，这在高空作业中是非常危险的，同时，也影响到现场消缺效率，增加了消缺工作的误判概率。


技术实现要素：

11.本技术提供了一种基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊系统及方法，用于解决因风噪引起的现场高空作业人员难以有效地听到后台专家的语音指导，进而降低现场消缺效率，增加了消缺工作的误判概率的技术问题。
12.有鉴于此，本技术第一方面提供了一种。
13.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
14.本发明通过拾音模块采集工作人员的音频信号，利用音频处理模块对音频信号进行放大、滤波，以降低音频的背景噪声，同时，将音频信号通过主控模块发送至音频接听模块，并通过数字功放模块对音频信号进行功放处理，并将功放后的音频信号发送至骨振子扬声器，骨振子扬声器以人体骨骼组织或者人体软组织为媒介进行声音传播，使得佩戴者无需担心高空风噪或者现场嘈杂环境对通话的影响，解决了因风噪引起的现场高空作业人员难以有效地听到后台专家的语音指导，进而提高了现场消缺效率，降低了消缺工作的误判概率。
附图说明
15.图1为本技术实施例提供的一种基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊系统的结构框图；
16.图2为本技术实施例提供的音频接听模块的结构框图；
17.图3为本技术实施例提供的音频处理模块的结构框图；
18.图4为本技术实施例提供的一种基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊方法的流程图。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
20.为了便于理解，请参阅图1，本发明提供的一种基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊系统，包括：拾音模块、音频处理模块、主控模块、通信模块和音频接听模块；
21.拾音模块用于采用工作人员的音频信号，还用于将音频信号发送至音频处理模块；
22.音频处理模块用于对音频信号进行放大、滤波，得到滤波音频信号，还用于将滤波音频信号发送至主控模块；
23.主控模块用于将滤波音频信号发送至音频接听模块；
24.如图2所示，音频接听模块包括音频输入模块、数字功放模块和骨振子扬声器；
25.音频输入模块用于接收滤波音频信号，还用于将滤波音频信号发送至数字功放模块；
26.数字功放模块用于对滤波音频信号进行功放处理，得到功放音频信号，还用于将功放音频信号发送至骨振子扬声器；
27.骨振子扬声器用于根据功放音频信号输出音频。
28.需要说明的是，骨振子扬声器是以骨振子为声音载体，以人体骨骼组织或者人体软组织为媒介进行声音传播，而不是通过外部空气传播。使得现场工作人员在外部环境噪音对其影响下，依旧可以正常清晰听到后台专家对消缺处理的的语音指导通讯。
29.本实施例提供的一种基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊系统，通过拾音模块采集工作人员的音频信号，利用音频处理模块对音频信号进行放大、滤波，以降低音频的背景噪声，同时，将音频信号通过主控模块发送至音频接听模块，并通过数字功放模块对音频信号进行功放处理，并将功放后的音频信号发送至骨振子扬声器，骨振子扬声器以人体骨骼组织或者人体软组织为媒介进行声音传播，使得佩戴者无需担心高空风噪或者现场嘈杂环境对通话的影响，解决了因风噪引起的现场高空作业人员难以有效地听到后台专家的语音指导，进而提高了现场消缺效率，降低了消缺工作的误判概率。
30.在一个具体实施例中，拾音模块包括若干个mic拾音器，若干个mic拾音器呈非线性矩阵排列设置。
31.可以理解的是，通过将若干个mic拾音器呈非线性矩阵排列设置，可以提高拾音的覆盖范围，进而提高拾音的效果。
32.在一个具体实施例中，如图3所示，音频处理模块包括前置放大器、抗锯齿滤波器、模数转换器和自适应滤波器；
33.前置放大器用于对音频信号进行前置放大处理，还用于将前置放大后的音频信号发送至抗锯齿滤波器；
34.抗锯齿滤波器用于对音频信号进行滤波处理，还用于将滤波处理后的音频信号发送至模数转换器；
35.模数转换器用于对音频信号模数转换，从而得到音频数字信号，还用于将音频数字信号发送至自适应滤波器；
36.自适应滤波器包括lms计算模块、fir滤波器、数模转换器和后置放大器；
37.lms计算模块用于将音频数字信号与拾音模块的拾音通道信号进行残差计算，从而得到音频残差噪声，还用于将音频残差噪声发送至fir滤波器；
38.fir滤波器用于根据音频残差噪声更新滤波器系数，从而削减音频残差噪声的功率，直至收敛，得到自适应音频数字信号；还用于将自适应音频数字信号发送至数模转换器；
39.数模转换器用于对自适应音频数字信号进行数模转换，从而得到音频模拟信号，还用于将音频模拟信号发送至后置放大器；
40.后置放大器用于对音频模拟信号后置放大处理，还用于将后置放大后的音频模拟信号发送至主控模块。
41.具体地，音频处理模块的工作过程为：
42.通过前置放大器对音频信号进行前置放大处理，再通过抗锯齿滤波器对音频信号进行滤波处理，从而提高音频的抗锯齿效果，再进行模数住转换，得到音频数字信号；通过lms计算模块将音频数字信号与拾音模块的拾音通道信号(拾音通道信号预先转换为数字信号)进行残差计算，得到音频残差噪声，其中，音频残差噪声代表音频误差；通过音频残差噪声更新滤波器系数，从而削减音频残差噪声的功率，直至收敛，从而得到自适应音频数字信号，以通过在拾音位置处进行抵消音频误差，以实现更好地降噪效果。经过降噪后的音频信号，经过数模转换和后置放大后，传输至主控模块。
43.在一个具体实施例中，本系统还包括摄像模块；摄像模块用于采集现场影像，还用于将现场影像发送至主控模块；
44.主控模块用于将现场影像通过通信模块发送至外部的后台会诊中心。
45.在一个具体实施例中，音频接听模块内包括定位模块，定位模块用于定位音频接听模块的位置信息，还用于将位置信息发送至主控模块；
46.主控模块还用于将位置信息发送至外部的后台会诊中心。
47.在一个具体实施例中，本系统还包括电池管理模块，电池管理模块与主控模块连接，用于为主控模块提供电能。
48.在一个具体实施例中，本系统还包括存储模块；存储模块与主控模块连接，用于存储音频信号。
49.以上为本发明提供的一种基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊系统的实施例的详细描述，以下为本发明提供的一种基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊方法的实施例的详细描述。
50.如图4所示，本发明提供了一种基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊方法，应用上述实施例的基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊系统，包括以下步骤：
51.s1、通过拾音模块采用工作人员的音频信号，将音频信号发送至音频处理模块；
52.s2、通过音频处理模块对音频信号进行放大、滤波，得到滤波音频信号，将滤波音频信号发送至主控模块；
53.s3、通过主控模块将滤波音频信号发送至音频接听模块；
54.s4、通过音频接听模块的音频输入模块接收滤波音频信号，将滤波音频信号发送至数字功放模块；
55.s5、通过数字功放模块对滤波音频信号进行功放处理，得到功放音频信号，将功放音频信号发送至骨振子扬声器；
56.s6、通过骨振子扬声器根据功放音频信号输出音频。
57.进一步地，步骤s2包括：
58.s201、通过对音频信号进行前置放大处理；
59.s202、将前置放大后的音频信号进行滤波处理；
60.s203、将滤波处理后的音频信号进行模数转换，从而得到音频数字信号；
61.s204、将音频数字信号与拾音模块的拾音通道信号进行残差计算，从而得到音频残差噪声；
62.s205、根据音频残差噪声更新滤波器系数，从而削减音频残差噪声的功率，直至收敛，得到自适应音频数字信号；
63.s206、通过对自适应音频数字信号进行数模转换，从而得到音频模拟信号；
64.s207、通过对音频模拟信号后置放大处理，将后置放大后的音频模拟信号发送至主控模块。
65.本发明提供的一种基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊方法的流程与上述提供的一种基于骨振子传音的变电消缺远程视频会诊系统的工作流程一致，在此不再赘述。
66.本方法通过拾音模块采集工作人员的音频信号，利用音频处理模块对音频信号进行放大、滤波，以降低音频的背景噪声，同时，将音频信号通过主控模块发送至音频接听模块，并通过数字功放模块对音频信号进行功放处理，并将功放后的音频信号发送至骨振子
扬声器，骨振子扬声器以人体骨骼组织或者人体软组织为媒介进行声音传播，使得佩戴者无需担心高空风噪或者现场嘈杂环境对通话的影响，解决了因风噪引起的现场高空作业人员难以有效地听到后台专家的语音指导，进而提高了现场消缺效率，降低了消缺工作的误判概率。
67.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
68.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。