基于增强现实的电梯智能检验技术研究

一、增强现实电梯智能检验系统架构

1.1 硬件支撑层

智能检验系统硬件架构主要包含 AR 交互设备、传感终端以及数据传输部分。其中 AR 交互设备采用轻量级智能眼镜设计，目的在于提高操作人员长时间使用时的舒适度，内置高清双目摄像头，分辨率为 1920*1080 ，刷新率可达 60 帧 / 秒，能准确捕捉到电梯部件的微小特征；而且集成高精度 IMU（惯性测量单元），包括三轴加速度计、三轴陀螺仪以及磁力计，采样频率达到1000Hz ，可以及时得到设备的空间姿态改变消息。

数据传输系统依靠 5G 技术和边缘计算架构设计，它的 5G 模块包含 Sub-6GHz 频段，下行传输速率可以达到 1.2Gbps，上行带宽是 100Mbps，而且能把通信时延控制在 10 毫秒以内。边缘计算节点设在电梯运维服务商的本地服务器上，对传感器收集到的数据实施即时预处理，大幅度缩减要传送到云端的数据量，保证虚拟环境和实际物理空间非常同步，防止出现因为数据延迟造成的虚实错位现象。

1.2 软件平台层

基于逆向工程原理的三维建模平台，通过激光扫描得到电梯部件的点云数据，然后用网格化算法做表面重构，创建出高精度的 1:1 比例电梯数字孪生模型。这个模型包含曳引机、控制柜、门机、导轨、对重等 32 种重要组件，其几何细节精度做到 0.1 毫米，可以精准表现部件的纹理特征、尺寸参数和装配联系。系统采用分布式数据库架构，把电梯制造信息、历史检验数据和相关行业标准融合起来，依靠 SQL 查询技术做到快速数据检索，响应时间少于 0.5秒，给检测流程提供可靠的技术支撑。

1.3 应用服务层

智能引导模块按照电梯检测规范把检验流程划分成许多阶段，用动态箭头标明待检区域，再加上语音提示来辅助操作。这个模块可以随时监测作业进程，动态调节指导内容，以此防止漏检或者错判现象发生。参数对比模块随时搜集传感器数据，然后同数据库里存着的标准阈值做可视化对比分析。远程协作平台让专家利用增强现实（AR）技术远程查看现场情况，在虚拟环境里执行标记、绘图等互动操作，这些信息会立刻传送到现场工作人员的 AR 终端设备上。系统里包含双向音频通信功能，方便专家同技术人员随时交流，给远程技术支持提供保证，从而高效解决现场出现的复杂技术难题。

二、核心技术实现路径

2.1 电梯部件实时识别与定位

把深度学习、同步定位以及建图（SLAM）技术融合起来，给出了一种更新颖的电梯部件检测及定位方案。在深度学习部分，通过加入注意力机制改进特征获取流程，可准确锁定控制柜内部的触点、线圈等关键结构区域，进而极大改善对微小目标的识别准确度与稳定性。

SLAM 算法把激光雷达点云数据同惯性测量单元（IMU）信息整合起来，采用非线性优化手段来做到状态估计。先对激光雷达获取的点云数据以及 IMU 运动参数执行同步预处理，接着利用迭代最近点（ICP）算法执行点云配准，从而形成井道环境的高精度稠密地图。

2.2 多源信息动态叠加技术

依托空间锚定理论框架，制定出一种达成虚拟信息与物理环境精确对应的技术方案。采用提取真实场景的关键特征点，配合虚拟模型特征点的配准运算，从而做到虚拟数据在实际空间中的精准定位以及姿态校正。交互模式设计上，此系统把手势识别和语音操控这两种主要功能融合起来。手势识别模块依靠深度摄像头随时捕捉手部动作路线，再用卷积神经网络找出关键参数，以此精准地对缩放、旋转和平移这些基本操作实施分类识别。语音操控部分凭借自然语言处理技术，可以快速解析包含两千多专业术语的中文普通话指令，极大地改善了人机交互的效率，明显增强了操作的便捷程度。

三、检验流程与应用场景

3.1 前期准备阶段

技术人员到现场之后，借助 AR 眼镜扫描电梯标识牌上的二维码，系统马上自动连通数据库，并调出设备的技术档案资料，包含制造商信息、型号规格、安装时间以及历次检测记录这些核心数据。按照电梯的实际使用年限、运行状况以及之前检测时出现的问题，系统就能生成适合的检验方案，清楚地显示此次检查的重点区域和具体项目。

依靠数字孪生技术搭建起来的仿真平台，可以精准再现设备巡检路线，从机房到井道再到轿厢和层门的全部检测流程。在虚拟环境中还会标注各个部分的主要操作节点，当进入机房之前就会跳出提示框，提醒要先切断电源；到了井道作业的时候就得挂上安全警示牌，还要执行控制柜断电等问题。方针平台可以按照巡检任务自动推荐要用到的工具，还能显示这些工具存放在哪里，这样一来就能做到“提前规划工序”，极大地提高准备工作时的效率。

3.2 现场检验阶段

井道检测时，检验人员戴上 AR 眼镜踏入现场以后，激光雷达设备便开始搜集井道数据并创建三维模型。红外热像仪得到的温度场信息经过处理变成彩色热力图，再用导轨、对重点部件的表面图像融合显示。系统可以自动标记出温度异常区域，比如超过 60^∘C 的地方，并用闪烁提示的方式提醒技术人员注意这些地方。

轿厢检测环节，利用虚拟标尺技术来执行门机间隙的自动化检测，依靠摄像头即时捕捉门机运动图像，再通过数据处理得到间隙数值，同标准限值（ ≤6mm ）展开动态比较分析。一旦发现间隙超出预定范围，系统就会自动发出红色警报，在虚拟界面显示对应的调整方案，比如松动固定螺栓或者重新校准门机位置等。这个系统还指引工作人员查看轿厢内部操控面板、照明设备以及通风系统的运行情况，用虚拟按键模仿实际操作过程，检验各个功能按钮的反应能力。

3.3 数据处理阶段

依靠 5G 通信技术，检测数据可以马上传到云端数据库，这样就削减了以前人工记录时可能产生的数据偏差和问题。凭借预先设定好的模板，增强现实（AR）系统就能自动形成含有检测项目、实测参数、规范依照以及判定结论等内容的标准化报告，并用“实景表现 + 虚拟标记”来突出显示重要缺陷区域。系统具备三维可视化预览的功能，检验人员可以用手势交互改变视角并标注疑点；远程审核专家也可以登录平台，在虚拟环境中全面查阅报告和有关数据，然后给出修正意见。促使无纸化流程管理、多方协同改善，明显提升审核的速度和质量。

结语：依靠增强现实（AR）技术的电梯智能化检测方案，通过虚实融合、人机互动、数据推动等关键机制，改进了传统电梯检测的操作流程和执行方法。其能够把繁杂的行业准则转变成直观的可视表现形式，大幅削减操作难度，并做到多种数据源的有效整合与精准分析，为特种设备的安全监管提供稳定保障。

参考文献：

[1] 刘祺 , 付学强 . 电梯检验中的安全隐患探索及人工智能技术应用 [J].中国设备工程 ,2025,(12):137-139.

[2] 万洪明, 蔡志华. 关于人工智能应用在电梯检验方面的探讨与研究[J].品牌与标准化 ,2024,(04):103-105.