CN111985715B - 一种基于多目标线路走廊路径自动导航方法及设备 - Google Patents

一种基于多目标线路走廊路径自动导航方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于多目标线路走廊路径自动导航方法及设备，获取输电线路预设起点、预设终点以及地标物抓取条件；根据地标物抓取条件，在预设起点与预设终点之间标定地标物；根据标定地标物的设置条件，提取各个标定地标物的特征值；配置标定地标物在输电线路上的走线形式；将预设起点与预设终点之间标定地标物进行连接，形成输电线路导航方案结果。方法针对配电网采用高清航测手段，或者相应的巡测方式，再借助人工智能技术，探索面配电网智能勘测与设计的方法，将影像技术、图像分析识别融合，形成多种铺设方案，给设计人员提供参考方式。根据需要设置输电线路铺设定位点，实现低成本铺设，满足设计要求。

Description

一种基于多目标线路走廊路径自动导航方法及设备
技术领域
本发明涉及电力勘测设计领域，尤其涉及一种基于多目标线路走廊路径自动导航方法及设备。
背景技术
电力勘测是在电力系统设计工作中，必须使用的一种工艺过程。在进行电力线路规划设计前，需要先对地面情况，地表情况以及建筑物等相关环境进行实地勘测落实。为规划设计做好前期准备，进而保证未来设计和施工的顺利进行。目前的电力勘测主要有两种方式：一种是以卫星地图为辅助信息的人工实地勘测方式；一种是人工以无人机实地航测影像为基础的远程勘测方式。在这两种方式对地面、地表、建筑物等信息都必须完全依赖人工识别和判断。而目前电力系统中的输电线路路径的规划设计则是在人工识别判断的基础上，由经验丰富的设计人员依据专业设计规范，来人工设计出一条最优的路径方案。
随着工程规模的不断扩大，现场环境和用户用电需求的复杂性不断提高，因人工识别判断疏漏导致勘测信息不准确不充分，以及路径规划人员经验不充分等原因，造成设计输出存在路径规划、落杆位置不合理状况时有发生，导致最后形成的设计路线无法按照预设方式实施，进而对后续输电线路的施工进度、施工成本以及用户用电都造成不良影响。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于多目标线路走廊路径自动导航方法，方法包括：
获取输电线路预设起点、预设终点以及地标物抓取条件；
根据地标物抓取条件，在预设起点与预设终点之间标定地标物；
根据标定地标物的设置条件，提取各个标定地标物的特征值；
配置标定地标物在输电线路上的走线形式；
将预设起点与预设终点之间标定地标物进行连接，形成输电线路导航方案结果。
优选地，步骤根据标定地标物的设置条件，提取各个标定地标物的特征值还包括：
调取铺设线路视图，在铺设线路视图中生成各个标定地标物的地标物图像；所述地标物图像包括：地标物图像及其环境图像；
对各个地标物图像设置显示形式，并使地标物图像中的显示特征处于突出状态或基于不同颜色显示。
优选地，方法还包括：
对输电线路铺设区域进行划分，划分成若干个铺设区域；
标识每个铺设区域中，地标物图像的位置信息；
配置显示操作端口，显示操作端口接收全景地标物图操作请求，根据全景地标物图操作请求对地标物图像进行控制；
配置显示操作端口还对地标物图像位置信息进行操作。
优选地，通过显示操作端口配置地标物图像中的显示区域；按不同的像素级别生成不同图层的环境图像显示区域，以及对显示区域进行切割划分；
对铺设区域中的地标物图像建立检索端口，配置检索关键词，使显示操作端口通过检索关键词查找相关的地标物图像。
优选地，对未作为标记地标物的输电线路铺设定位点进行定位线路标识；
在铺设线路视图中，获取距离最近的三个标定地标物的特征坐标；
将三个标定地标物与待确定输电线路铺设定位点进行连线形成，线路铺设距离；
分别以三个标定地标物的特征坐标为圆心，以对应的线路铺设距离为半径配置三个圆，找到三个圆的交点坐标；
所述交点坐标即为未作为标记地标物的输电线路铺设定位点坐标；
获取所述输电线路铺设定位点坐标与三个标定地标物的特征坐标的长度；
找出输电线路铺设定位点坐标与三个标定地标物的特征坐标之间长度最短的，作为铺设线路。
优选地，在预设铺设线路视图中，依次以距离最近的三个标定地标物的特征坐标为圆心，以对应的线路铺设距离为半径配置三个圆，找到三个圆的交点坐标，作为输电线路铺设定位点；
将输电线路铺设定位点依次连接形成所述预设铺设线路视图中的铺设线路。
优选地，配置输电线路铺设点巡线设备，使巡线设备在各个输电线路铺设点进行巡线；
获取巡线设备与巡线过程中输电线路铺设点之间的关系，并构建初始铺设关系网络；获取巡线设备巡线过程中的时间信息和位置信息；
所述关系网络中配置巡线设备的第一巡线铺设点和第二巡线铺设点、以及表示第一巡线铺设点和第二巡线铺设点之间的关系的连接线；
根据巡线设备巡线各巡线铺设点的时间信息和位置信息，在关系网络中设置表征巡线过程时间信息和巡线距离信息的时空铺设点，将第一巡线铺设点和第二巡线铺设点连接至对应的时空铺设点，得到总关系网络；
基于总关系网络，确定出巡线设备的巡线轨迹，巡线过程时间信息和巡线距离信息。
优选地，将第一巡线铺设点对应的第二巡线铺设点作为第一巡线铺设点线路走廊路径的第二巡线铺设点；
根据总关系网络查找到与第二巡线铺设点相关联的下一目标巡线铺设点，以及将与下一目标巡线铺设点相关联的至少一个在后目标巡线铺设点作为候选巡线铺设点；
基于总关系网络，从所述候选第二实体节点对应的第二被采集对象中确定出第一巡线铺设点的在后第二巡线铺设点。
优选地，根据与第一巡线铺设点相关联的在后目标巡线铺设点生成第一巡线铺设点集合；在总关系网络中查找到在后目标巡线铺设点所关联的第二巡线铺设点，形成各在后目标巡线铺设点对应的第二巡线铺设点集合；
根据第一巡线铺设点集合中的巡线铺设点与第二巡线铺设点集合中的巡线铺设点进行拟合，从各候选的具有关联的巡线铺设点确定出线路走廊路径。
本发明还提供一种实现基于多目标线路走廊路径自动导航方法的设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序及基于多目标线路走廊路径自动导航方法；
处理器，用于执行所述计算机程序及基于多目标线路走廊路径自动导航方法，以实现基于多目标线路走廊路径自动导航方法的步骤。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
基于多目标线路走廊路径自动导航方法针对配电网采用高清航测手段，或者相应的巡测方式，再借助人工智能技术，探索面配电网智能勘测与设计的方法，将影像技术、图像分析识别融合，形成多种铺设方案，给设计人员提供参考方式。本方法可以使用已有的图像信息，或者地图信息，再结合现场实际勘测信息来进行设置线路铺设路径。并综合考量了已有建筑物，或者环境中的影响，可以通过定位，再根据需要设置输电线路铺设定位点，实现低成本铺设，满足设计要求。还可以基于巡线铺设点之间的关联关系进行集合，在集合中进行匹配，缩小巡线铺设点的使用范围，进而提高输电线路设计效率。能够有效满足空间精度要求，可以在多种地形进行设计，在多个领域进行应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为基于多目标线路走廊路径自动导航方法流程图；
图2为方法提取标定地标物方式实物图；
图3为提取标定地标物方式实景图；
图4为模拟铺设线路实景图；
图5为模拟铺设线路实景图。
具体实施方式
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、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，所述单元的划分，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。另外，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，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
本发明提供了一种基于多目标线路走廊路径自动导航方法，如图1所示，方法包括：
S11，获取输电线路预设起点、预设终点以及地标物抓取条件；
这里根据线路走廊的铺设要求，配置了预设设置的起点和终点。在起点和终点之间设置地标物抓取条件。地标物抓取条件可以设置铺设路径上建筑物，或道路，或田地，或水渠等等。或者抓取铺设路径上物体的高度，超过预设高度的进行提取等等，具体条件不做限定。
S12，根据地标物抓取条件，在预设起点与预设终点之间标定地标物；
S13，根据标定地标物的设置条件，提取各个标定地标物的特征值；
地标物的特征值可以是道路的长度及宽带，或建筑物的高度，或者相关地面信息等等。
这里，调取铺设线路视图，在铺设线路视图中生成各个标定地标物的地标物图像；所述地标物图像包括：地标物图像及其环境图像；
对各个地标物图像设置显示形式，并使地标物图像中的显示特征处于突出状态或基于不同颜色显示。
地标物图可以为房屋、道路、河流等，环境图像也可以是多个地标物的组合如路口、植物、以及房屋。可以通过位置、经纬度坐标等信息进行显示。
为了便于对地标物特征值的辨识，显示特征处于突出状态或基于不同颜色显示。这样可以实现清晰的辨认。
作为本发明的实施例，对输电线路铺设区域进行划分，划分成若干个铺设区域；
标识每个铺设区域中，地标物图像的位置信息；地标物图像的位置信息可以理解为每个铺设区域中的具体坐标位置。铺设区域可以是一个点，可以是一片区域，根据需要进行设置。
配置显示操作端口，显示操作端口接收全景地标物图操作请求，根据全景地标物图操作请求对地标物图像进行控制；
配置显示操作端口还对地标物图像位置信息进行操作。
进一步需要说明的是，通过显示操作端口配置地标物图像中的显示区域；按不同的像素级别生成不同图层的环境图像显示区域，以及对显示区域进行切割划分；
对铺设区域中的地标物图像建立检索端口，配置检索关键词，使显示操作端口通过检索关键词查找相关的地标物图像。
通过铺设区域中的地标物图像进行配置完成之后，为了便于操作调取，本发明通过检索端口对各个地标物图像进行调取，使用，便于系统的操作。
S14，配置标定地标物在输电线路上的走线形式；这里可以采用跨越的方式，或地面埋入的方式，或者穿行的方式等等。
S15，将预设起点与预设终点之间标定地标物进行连接，形成输电线路导航方案结果。最后根据预设路径进行布线。
在本发明中，不仅仅局限于对已有地面地标物的抓取，还可以根据需要进行设置条件以外的铺设点。具体的，对未作为标记地标物的输电线路铺设定位点进行定位线路标识；
在铺设线路视图中，获取距离最近的三个标定地标物的特征坐标；
由于已经设置了地标物的位置具有相应的坐标及相关信息供参考，为了能够提供进一步使用方式。
将三个标定地标物与待确定输电线路铺设定位点进行连线形成，线路铺设距离；
分别以三个标定地标物的特征坐标为圆心，以对应的线路铺设距离为半径配置三个圆，找到三个圆的交点坐标；
所述交点坐标即为未作为标记地标物的输电线路铺设定位点坐标；
这样在选取输电线路铺设定位点时，可以基于未作为标记地标物的坐标进行设置。
获取所述输电线路铺设定位点坐标与三个标定地标物的特征坐标的长度；
找出输电线路铺设定位点坐标与三个标定地标物的特征坐标之间长度最短的，作为铺设线路。
进一步的讲，在预设铺设线路视图中，依次以距离最近的三个标定地标物的特征坐标为圆心，以对应的线路铺设距离为半径配置三个圆，找到三个圆的交点坐标，作为输电线路铺设定位点；
将输电线路铺设定位点依次连接形成所述预设铺设线路视图中的铺设线路。
这样，在铺设线路上，或者铺设区域中，配置了众多的标定地标物，以及输电线路铺设定位点，结合各种铺设环境，及铺设条件可以基于上述方式避开地面已有建筑物或者相应物，进而选取输电线路铺设定位点来进行逐步推算，进而实现线路走廊路径自动导航。
作为上述线路走廊路径自动配置方式，通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
进一步的来说，如图2至5所示，配置输电线路铺设点巡线设备，使巡线设备在各个输电线路铺设点进行巡线；
巡线设备可以采用无人接巡线，或者采用人工巡线，或者采用车辆巡线等等。这样不仅仅从电子地图上模拟设置线路走廊路径，还可以结合实际地貌来进行铺设线路的设置。
获取巡线设备与巡线过程中输电线路铺设点之间的关系，并构建初始铺设关系网络；获取巡线设备巡线过程中的时间信息和位置信息；
巡线设备的巡线过程可以是预设的点进行顺序巡线，也可以基于现场环境进行随机巡线。巡线设备可以是几种设备同时进行，或者不同时进行。这样根据设置需要，或设置条件，将巡线设备巡线过程的点形成初始铺设关系网络；在巡线过程可以记录时间信息和位置信息。
所述关系网络中配置巡线设备的第一巡线铺设点和第二巡线铺设点、以及表示第一巡线铺设点和第二巡线铺设点之间的关系的连接线；
在进行配置各个巡线铺设点的铺设线路时，根据巡线设备巡线各巡线铺设点的时间信息和位置信息，在关系网络中设置表征巡线过程时间信息和巡线距离信息的时空铺设点，将第一巡线铺设点和第二巡线铺设点连接至对应的时空铺设点，得到总关系网络；这里可以根据两个巡线铺设点之间的最短距离，还可以根据地形地貌基于巡线设备的走巡时间，及速率计算路径等等方式。这样形成总关系网络。
基于总关系网络，确定出巡线设备的巡线轨迹，巡线过程时间信息和巡线距离信息。
进一步说明的是，将第一巡线铺设点对应的第二巡线铺设点作为第一巡线铺设点线路走廊路径的第二巡线铺设点；第一巡线铺设点可以是起点，也可以是铺设路径上任一一点。第二巡线铺设点为第一巡线铺设点的在后点。
根据总关系网络查找到与第二巡线铺设点相关联的下一目标巡线铺设点，以及将与下一目标巡线铺设点相关联的至少一个在后目标巡线铺设点作为候选巡线铺设点；
基于总关系网络，从所述候选第二实体节点中确定出第一巡线铺设点的在后第二巡线铺设点。具体选取方式可以基于距离最短，也可以基于铺设成本考虑，还可以基于铺设方式的设置等等相关条件进行设置和排序铺设路径中各个节点。
其中，根据与第一巡线铺设点相关联的在后目标巡线铺设点生成第一巡线铺设点集合；在总关系网络中查找到在后目标巡线铺设点所关联的第二巡线铺设点，形成各在后目标巡线铺设点对应的第二巡线铺设点集合；
根据第一巡线铺设点集合中的巡线铺设点与第二巡线铺设点集合中的巡线铺设点进行拟合，从各候选的具有关联的巡线铺设点确定出线路走廊路径。
这样，可以将具有关联关系的两个巡线铺设点各自配置成集合，并基于预设算法在两个集合中任一选出两个巡线铺设点进行匹配，是否满足当前设计要求的铺设条件，如果满足则当前两个巡线铺设点可以进行匹配，如不满足则继续进行匹配等等。最后形成了多目标线路走廊铺设路径。
基于上述方法，本发明还提供一种实现基于多目标线路走廊路径自动导航方法的设备，包括：存储器，用于存储计算机程序及基于多目标线路走廊路径自动导航方法；处理器，用于执行所述计算机程序及基于多目标线路走廊路径自动导航方法，以实现基于多目标线路走廊路径自动导航方法的步骤。
设备可以是具有显示屏并支持定位的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、便携计算机和台式计算机等等。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种基于多目标线路走廊路径自动导航方法，其特征在于，方法包括：
获取输电线路预设起点、预设终点以及地标物抓取条件；
根据地标物抓取条件，在预设起点与预设终点之间标定地标物；
根据标定地标物的设置条件，提取各个标定地标物的特征值；
配置标定地标物在输电线路上的走线形式；
将预设起点与预设终点之间标定地标物进行连接，形成输电线路导航方案结果；
在铺设线路视图中，获取距离最近的三个标定地标物的特征坐标；
将三个标定地标物与待确定输电线路铺设定位点进行连线形成，线路铺设距离；
分别以三个标定地标物的特征坐标为圆心，以对应的线路铺设距离为半径配置三个圆，找到三个圆的交点坐标；
所述交点坐标即为未作为标定地标物的输电线路铺设定位点坐标；
获取所述输电线路铺设定位点坐标与三个标定地标物的特征坐标的长度；
找出输电线路铺设定位点坐标与三个标定地标物的特征坐标之间长度最短的，作为铺设线路；
方法还包括：方法中还对未作为标定地标物的输电线路铺设定位点进行定位线路标识；
在预设铺设线路视图中，依次以距离最近的三个标定地标物的特征坐标为圆心，以对应的线路铺设距离为半径配置三个圆，找到三个圆的交点坐标，作为输电线路铺设定位点；
将输电线路铺设定位点依次连接形成所述预设铺设线路视图中的铺设线路。
2.根据权利要求1所述的基于多目标线路走廊路径自动导航方法，其特征在于，步骤根据标定地标物的设置条件，提取各个标定地标物的特征值还包括：
调取铺设线路视图，在铺设线路视图中生成各个标定地标物的地标物图像；所述地标物图像包括：地标物图像及其环境图像；
对各个地标物图像设置显示形式，并使地标物图像中的显示特征处于突出状态或基于不同颜色显示。
3.根据权利要求2所述的基于多目标线路走廊路径自动导航方法，其特征在于，方法还包括：
对输电线路铺设区域进行划分，划分成若干个铺设区域；
标识每个铺设区域中，地标物图像的位置信息；
配置显示操作端口，显示操作端口接收全景地标物图操作请求，根据全景地标物图操作请求对地标物图像进行控制；
配置显示操作端口还对地标物图像位置信息进行操作。
4.根据权利要求3所述的基于多目标线路走廊路径自动导航方法，其特征在于，
通过显示操作端口配置地标物图像中的显示区域；按不同的像素级别生成不同图层的环境图像显示区域，以及对显示区域进行切割划分；
对铺设区域中的地标物图像建立检索端口，配置检索关键词，使显示操作端口通过检索关键词查找相关的地标物图像。
5.根据权利要求1所述的基于多目标线路走廊路径自动导航方法，其特征在于，
配置输电线路铺设点巡线设备，使巡线设备在各个输电线路铺设点进行巡线；
获取巡线设备与巡线过程中输电线路铺设点之间的关系，并构建初始铺设关系网络；获取巡线设备巡线过程中的时间信息和位置信息；
所述关系网络中配置巡线设备的第一巡线铺设点和第二巡线铺设点、以及表示第一巡线铺设点和第二巡线铺设点之间的关系的连接线；
根据巡线设备巡线各巡线铺设点的时间信息和位置信息，在关系网络中设置表征巡线过程时间信息和巡线距离信息的时空铺设点，将第一巡线铺设点和第二巡线铺设点连接至对应的时空铺设点，得到总关系网络；
基于总关系网络，确定出巡线设备的巡线轨迹，巡线过程时间信息和巡线距离信息。
6.根据权利要求5所述的基于多目标线路走廊路径自动导航方法，其特征在于，
将第一巡线铺设点对应的第二巡线铺设点作为第一巡线铺设点线路走廊路径的第二巡线铺设点；
根据总关系网络查找到与第二巡线铺设点相关联的下一目标巡线铺设点，以及将与下一目标巡线铺设点相关联的至少一个在后目标巡线铺设点作为候选巡线铺设点；
基于总关系网络，从候选第二实体节点对应的第二被采集对象中确定出第一巡线铺设点的在后第二巡线铺设点。
7.根据权利要求6所述的基于多目标线路走廊路径自动导航方法，其特征在于，
根据与第一巡线铺设点相关联的在后目标巡线铺设点生成第一巡线铺设点集合；在总关系网络中查找到在后目标巡线铺设点所关联的第二巡线铺设点，形成各在后目标巡线铺设点对应的第二巡线铺设点集合；
根据第一巡线铺设点集合中的巡线铺设点与第二巡线铺设点集合中的巡线铺设点进行拟合，从各候选的具有关联的巡线铺设点确定出线路走廊路径。
8.一种实现基于多目标线路走廊路径自动导航方法的设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序及基于多目标线路走廊路径自动导航方法；
处理器，用于执行所述计算机程序及基于多目标线路走廊路径自动导航方法，以实现如权利要求1至7任意一项所述基于多目标线路走廊路径自动导航方法的步骤。
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