CN116485056A - 基于输电线路路径规划的场景构建系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于输电线路路径规划的场景构建系统，涉及排布路线构建技术领域，解决了未考虑排布线路与建筑区域是否存在交叉情况，在具体排布时，需人为进行介入调整，此种方式，过于繁琐，整体排布效率并不高的技术问题，根据预设值，进行站点排布，完成排布后，分析排布站点是否与对应的建筑区域以及道路区域存在交涉，若站点位于建筑区域以及道路区域内，则便需要对排布站点进行调整，进行调整时，需考虑建筑区域的辐射范围，则确定建筑区域的中心点，并以建筑区域图像进行旋转，得到对应的辐射圆，从而确定对应的公共区域，选定空档点，以此来依次对站点的位置进行排布调整，提升整个输电线路的整体路径规划效果。

Description

基于输电线路路径规划的场景构建系统
技术领域
本发明属于排布路线构建技术领域，具体是基于输电线路路径规划的场景构建系统。
背景技术
输电线路是从发电厂或变电站经过升压、把电力输送到降压站的高压电力线路，输电线路按结构分为架空输电线路和电缆线路。
专利公开号为CN115686070A的发明涉及一种输电线路无人机自主巡线路径规划方法，利用输电线路中的杆塔信息以及输电线路中杆塔间的地表线路信息进行多层迭代，并筛选出里程最短的对输电线路进行无人机自主巡线所采用的路径，本发明能够节约无人机的续航时间，大大提高无人机工作效率。
根据无人机的拍摄图像，进行输电线路规划时，根据线路的具体走向，确定一组综合参数最佳的路径，将此路径拟定为输电线路路径，但此种路径拟定确认方式，在具体操作过程中，仍存在以下不足，需进行改进：
此种排布方式，并未考虑排布线路与建筑区域是否存在交叉情况，在具体排布时，需人为进行介入调整，此种方式，过于繁琐，整体排布效率并不高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了基于输电线路路径规划的场景构建系统，用于解决未考虑排布线路与建筑区域是否存在交叉情况，在具体排布时，需人为进行介入调整，此种方式，过于繁琐，整体排布效率并不高的技术问题。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出基于输电线路路径规划的场景构建系统，包括场景图像获取单元、场景构建中心以及展示终端；
所述场景构建中心包括图像锐化单元、路径构建单元、自适应分析选取单元、存储单元、测距单元、确认单元以及分析调整单元；
所述场景图像获取单元，采用外部无人机对需要进行线路规划的区域图像进行获取，并将所获取的区域高清图像传输至场景构建中心内；
所述图像锐化单元，对所获取的区域高清图像进行锐化处理，采用USM锐化方式，获取锐化后的锐化图像，将锐化图像传输至路径构建单元内；
所述路径构建单元，对锐化图像进行接收，并从锐化图像内确定内部区域路径，根据所确定的内部区域路径，并根据提前拟定的变电所以及变电站，对变电所以及变电站之间的若干组路径进行确认并进行构建，并将所构建的若干组初始路径传输至自适应分析选取单元内；
所述自适应分析选取单元，对所构建的若干组初始路径进行确认，并进行成本以及覆盖区域分析，选取一组最佳的限定路径，并将所选取的最佳限定路径传输至确认单元内，具体方式为：
对所选取的若干组初始路径长度进行确认，并将不同路径长度参数标记为CDi，其中i代表不同的初始路径；
从存储单元内，对单位长度内所预设的成本参数Y1进行获取，采用CDi×Y1＝HEi得到若干组初始路径的总耗损值HEi；
再对不同初始路径进行周边覆盖，其中覆盖半径为R，其中R为预设值，根据覆盖半径R，向两侧进行延伸，确定延伸区域，获取延伸区域与建筑区域之间的交叉面积，并将不同初始路径所形成的交叉面积标记为MJi，其中i代表不同的初始路径；
采用得到选取值XQi，其中C1以及C2均为固定的系数因子，从若干组选取值内提取最大值，并将所提取的最大值进行确认，提取对应的初始路径，将其拟定为最佳限定路径，并将此最佳限定路径传输至确认单元内；
所述确认单元，对自适应分析选取单元所传输的最佳限定路径进行确认，并进行颜色标识，并将完成颜色标识后的最佳限定路径传输至分析调整单元内；
所述分析调整单元，对完成颜色标识后的最佳限定路径进行接收，并进行站点预排布，在排布时，对站点进行修改，从而对最佳限定路径进行修改，后续再通过测距单元对站点之间的距离进行测算并进行调整，具体方式为：
对带有颜色标识的限定路径进行接收并进行确认，并按照等距排布的方式，对供需站点进行确认，其中每组供需站点之间的距离值为Y2，且Y2为预设值；
将与公共区域重合的站点标记为待调整站点，其中公共区域包括建筑区域以及道路区域，获取待调整站点的具体位置，并确定此待调整站点所属区域：
若属于建筑区域，则直接选取对应建筑区域的图像选取中心点，进行旋转，得到一组干涉圆，根据所确定的干涉圆，将待调整站点的排布位置排布至干涉圆外，同时，不可干涉道路区域；
若属于道路区域，则直接选取道路区域周边的空档区域，空档区域为公共区域以外的区域，在空档区域内选取一组空档点，并获取空档点与建筑区域之间距离的最小值XZ，使最小值XZ符合XZ＞Y3，从而确定空档点，将原始的待调整点调整至空档点的具体位置处，依次完成若干个待调整站点的站点调整工作；
通过测距单元，对调整后的若干个站点之间的距离参数进行获取，并将所获取的距离参数标记为JSk，其中k代表不同的距离参数，当JSk＞Y3时，将对应相连的两组站点标记为需调整站点，反之，不进行任何标记；
将调整后的最佳限定路径直接传输至展示终端内，供外部操作人员进行查看。
优选的，所述展示终端，对调整后的限定路径进行展示，并分析限定路径内所标记的需调整站点，对指定的需调整站点进行自适应调整，其调整方式为人为调整方式。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在初始路径选取过程中，将单位长度内的成本参数以及交叉面积考虑在内，后续，再根据指定的选取值，对若干组路径进行挑选，选取一组最佳的路径，其整体成本以及辐射区域均为最佳值；
后续根据预设值，进行站点排布，完成排布后，分析排布站点是否与对应的建筑区域以及道路区域存在交涉，若站点位于建筑区域以及道路区域内，则便需要对排布站点进行调整，进行调整时，需考虑建筑区域的辐射范围，则确定建筑区域的中心点，并以建筑区域图像进行旋转，得到对应的辐射圆，从而确定对应的公共区域，选定空档点，以此来依次对站点的位置进行排布调整，提升整个输电线路的整体路径规划效果。
附图说明
图1为本发明原理框架示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本申请提供了基于输电线路路径规划的场景构建系统，包括场景图像获取单元、场景构建中心以及展示终端；
所述场景图像获取单元与场景构建中心输入端电性连接，所述场景构建中心与展示终端输入端电性连接；
所述场景构建中心包括图像锐化单元、路径构建单元、自适应分析选取单元、存储单元、测距单元、确认单元以及分析调整单元；
所述图像锐化单元与路径构建单元输入端电性连接，所述存储单元与路径构建单元均与自适应分析选取单元输入端电性连接，所述自适应分析选取单元与确认单元输入端电性连接，所述测距单元与分析调整单元之间双向连接，所述确认单元与分析调整单元输入端电性连接；
所述场景图像获取单元，采用外部无人机对需要进行线路规划的区域图像进行获取，并将所获取的区域高清图像传输至场景构建中心内；
所述场景构建中心内部的图像锐化单元，对所获取的区域高清图像进行锐化处理，采用USM锐化方式，获取锐化后的锐化图像，在锐化过程中，采用PS软件预先进行高反差处理，将半径值和数量值以及阈值调到合适的大小，进行确定，将锐化图像传输至路径构建单元内；
所述路径构建单元，对锐化图像进行接收，并从锐化图像内确定内部区域路径，根据所确定的内部区域路径，并确定提前拟定的变电所以及变电站，对变电所以及变电站之间的若干组路径进行确认并进行构建，并将所构建的若干组初始路径传输至自适应分析选取单元内；
结合实际应用场景分析，根据所拍摄的高清图像，对高清图像内对应的道路进行确认，后续根据所确认的道路，确定若干个铺设路径。
所述自适应分析选取单元，对所构建的若干组初始路径进行确认，并进行成本以及覆盖区域分析，选取一组最佳的限定路径，并将所选取的最佳限定路径传输至确认单元内，其中，进行分析的具体方式为：
对所选取的若干组初始路径长度进行确认，并将不同路径长度参数标记为CDi，其中i代表不同的初始路径；
从存储单元内，对单位长度内所预设的成本参数Y1进行获取，采用CDi×Y1＝HEi得到若干组初始路径的总耗损值HEi；
再对不同初始路径进行周边覆盖，其中覆盖半径为R，其中R为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，根据覆盖半径R，向两侧进行延伸，确定延伸区域，获取延伸区域与建筑区域之间的交叉面积，并将不同初始路径所形成的交叉面积标记为MJi，其中i代表不同的初始路径；
采用得到选取值XQi，其中C1以及C2均为固定的系数因子，其具体取值由操作人员根据经验拟定，从若干组选取值内提取最大值，并将所提取的最大值进行确认，提取对应的初始路径，将其拟定为限定路径，并将此限定路径传输至确认单元内。
结合实际应用场景分析，从所确定的若干组初始路径内，以及单位长度内的成本参数，便可对若干组初始路径的总耗损值进行确认，总耗损值便就是总成本值，同时，对交叉面积进行确认，后续，再根据指定的选取值，对若干组路径进行挑选，选取一组最佳的路径，其整体成本以及辐射区域均为最佳值。
所述确认单元，对自适应分析选取单元所传输的最佳限定路径进行确认，并进行颜色标识，并将完成颜色标识后的最佳限定路径传输至分析调整单元内；
所述分析调整单元，对完成颜色标识后的限定路径进行接收，并进行站点预排布，在排布时，对站点进行修改，从而对限定路径进行修改，后续再通过测距单元对站点之间的距离进行测算并进行调整，其中，进行修改的具体方式为：
对带有颜色标识的限定路径进行接收并进行确认，并按照等距排布的方式，对供需站点进行确认，其中每组供需站点之间的距离值为Y2，且Y2为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定；
将与公共区域重合的站点标记为待调整站点，其中公共区域包括建筑区域以及道路区域，获取待调整站点的具体位置，并确定此待调整站点所属区域：
若属于建筑区域，则直接选取对应建筑区域的图像选取中心点，进行旋转，得到一组干涉圆，根据所确定的干涉圆，将待调整站点的排布位置排布至干涉圆外，同时，不可干涉道路区域；
若属于道路区域，则直接选取道路区域周边的空档区域，空档区域为公共区域以外的区域，在空档区域内选取一组空档点，并获取空档点与建筑区域之间距离的最小值XZ，使最小值XZ符合XZ＞Y3，从而确定空档点，将原始的待调整点调整至空档点的具体位置处，依次完成若干个待调整站点的站点调整工作；
通过测距单元，对调整后的若干个站点之间的距离参数进行获取，并将所获取的距离参数标记为JSk，其中k代表不同的距离参数，当JSk＞Y3时，将对应相连的两组站点标记为需调整站点，反之，不进行任何标记；
将调整后的限定路径直接传输至展示终端内，供外部操作人员进行查看。
结合实际应用场景分析，具体的限定路径完成确认后，预先根据预设值，进行站点排布，完成排布后，分析排布站点是否与对应的建筑区域以及道路区域存在交涉，若站点位于建筑区域以及道路区域内，则便需要对排布站点进行调整，进行调整时，需考虑建筑区域的辐射范围，则确定建筑区域的中心点，并以建筑区域图像进行旋转，得到对应的辐射圆，从而确定对应的公共区域，选定空档点，以此来依次对站点的位置进行排布调整，提升整个输电线路的整体路径规划效果。
所述展示终端，对调整后的限定路径进行展示，并分析限定路径内所标记的需调整站点，对指定的站点进行自适应调整，并对限定路径进行人为修改，得到最佳的输电线路规划路径。
上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：在初始路径选取过程中，将单位长度内的成本参数以及交叉面积考虑在内，后续，再根据指定的选取值，对若干组路径进行挑选，选取一组最佳的路径，其整体成本以及辐射区域均为最佳值；
后续根据预设值，进行站点排布，完成排布后，分析排布站点是否与对应的建筑区域以及道路区域存在交涉，若站点位于建筑区域以及道路区域内，则便需要对排布站点进行调整，进行调整时，需考虑建筑区域的辐射范围，则确定建筑区域的中心点，并以建筑区域图像进行旋转，得到对应的辐射圆，从而确定对应的公共区域，选定空档点，以此来依次对站点的位置进行排布调整，提升整个输电线路的整体路径规划效果。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (8)

1.基于输电线路路径规划的场景构建系统，其特征在于，包括场景图像获取单元、场景构建中心以及展示终端；
所述场景构建中心包括图像锐化单元、路径构建单元、自适应分析选取单元、存储单元、测距单元、确认单元以及分析调整单元；
所述场景图像获取单元，采用外部无人机对需要进行线路规划的区域图像进行获取，并将所获取的区域高清图像传输至场景构建中心内；
所述图像锐化单元，对所获取的区域高清图像进行锐化处理，采用USM锐化方式，获取锐化后的锐化图像，将锐化图像传输至路径构建单元内；
所述路径构建单元，对锐化图像进行接收，并从锐化图像内确定内部区域路径，根据所确定的内部区域路径，并根据提前拟定的变电所以及变电站，对变电所以及变电站之间的若干组路径进行确认并进行构建，并将所构建的若干组初始路径传输至自适应分析选取单元内；
所述自适应分析选取单元，对所构建的若干组初始路径进行确认，并进行成本以及覆盖区域分析，选取一组最佳的限定路径，并将所选取的最佳限定路径传输至确认单元内；
所述确认单元，对自适应分析选取单元所传输的最佳限定路径进行确认，并进行颜色标识，并将完成颜色标识后的最佳限定路径传输至分析调整单元内；
所述分析调整单元，对完成颜色标识后的最佳限定路径进行接收，并进行站点预排布，在排布时，对站点进行修改，从而对最佳限定路径进行修改，后续再通过测距单元对站点之间的距离进行测算并进行调整。
2.根据权利要求1所述的基于输电线路路径规划的场景构建系统，其特征在于，所述自适应分析选取单元，进行成本以及覆盖区域分析的具体方式为：
对所选取的若干组初始路径长度进行确认，并将不同路径长度参数标记为CDi，其中i代表不同的初始路径；
从存储单元内，对单位长度内所预设的成本参数Y1进行获取，采用CDi×Y1＝HEi得到若干组初始路径的总耗损值HEi；
再对不同初始路径进行周边覆盖，确定延伸区域，获取延伸区域与建筑区域之间的交叉面积，并将不同初始路径所形成的交叉面积标记为MJi，其中i代表不同的初始路径。
3.根据权利要求2所述的基于输电线路路径规划的场景构建系统，其特征在于，进行周边覆盖的方式为：确定覆盖半径R，其中R为预设值，根据覆盖半径R，向初始路径两侧进行延伸，确定延伸区域。
4.根据权利要求2所述的基于输电线路路径规划的场景构建系统，其特征在于，还包括：
采用得到选取值XQi，其中C1以及C2均为固定的系数因子，从若干组选取值内提取最大值，并将所提取的最大值进行确认，提取对应的初始路径，将其拟定为最佳限定路径，并将此最佳限定路径传输至确认单元内。
5.根据权利要求4所述的基于输电线路路径规划的场景构建系统，其特征在于，所述分析调整单元，对站点进行修改的具体方式为：
对带有颜色标识的限定路径进行接收并进行确认，并按照等距排布的方式，对供需站点进行确认，其中每组供需站点之间的距离值为Y2，且Y2为预设值；
将与公共区域重合的站点标记为待调整站点，其中公共区域包括建筑区域以及道路区域，获取待调整站点的具体位置，并确定此待调整站点所属区域，根据所属区域，对待调整站点进行调整；
通过测距单元，对调整后的若干个站点之间的距离参数进行获取，并将所获取的距离参数标记为JSk，其中k代表不同的距离参数，当JSk＞Y3时，将对应相连的两组站点标记为需调整站点；
将调整后的最佳限定路径直接传输至展示终端内，供外部操作人员进行查看。
6.根据权利要求5所述的基于输电线路路径规划的场景构建系统，其特征在于，对待调整站点进行调整的方式为：
若属于建筑区域，则直接选取对应建筑区域的图像选取中心点，进行旋转，得到一组干涉圆，根据所确定的干涉圆，将待调整站点的排布位置排布至干涉圆外，同时，不可干涉道路区域；
若属于道路区域，则直接选取道路区域周边的空档区域，空档区域为公共区域以外的区域，在空档区域内选取一组空档点，并获取空档点与建筑区域之间距离的最小值XZ，使最小值XZ符合XZ＞Y3，从而确定空档点，将原始的待调整点调整至空档点的具体位置处，依次完成若干个待调整站点的站点调整工作。
7.根据权利要求6所述的基于输电线路路径规划的场景构建系统，其特征在于，所述展示终端，对调整后的最佳限定路径进行展示，并分析最佳限定路径内所标记的需调整站点，对指定的需调整站点进行自适应调整，其调整方式为人为调整方式。
8.根据权利要求4所述的基于输电线路路径规划的场景构建系统，其特征在于，当JSk≤Y3时，不进行任何标记。
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