一种应用于变电站的矢量电子地图创建方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于变电站的矢量电子地图创建方法，机器人利用激光扫描变电站，创建导航地图；按照所建立的导航地图画出相应的矢量电子地图；将矢量电子地图对象放在Canvas画布中；读取导航地图路径信息，将线、点作为对象放在Canvas画布中相应的位置；发布任务后，根据任务中的巡检点规划巡检路线，然后将相应的线、点对象放在Canvas中相应的位置；巡检过程中，机器人按照规划的路线进行巡检，在机器人走过后，走过的巡检路线变色；巡检结束后，变色后的巡检路线恢复为未规划巡检路线时的状态。矢量电子地图的放大缩小不会导致失真，在视觉上效果更好；矢量电子地图文件很小，软件加载速度更快，系统占用资源更小。

A vector electronic map building method for Substation

The vector map of the invention discloses a method for creating the application in substation, substation robot using laser scanning, create a navigation map; according to the navigation map of vector electronic map corresponding to vector map; Canvas objects on the canvas; read the map navigation path information, the line, as the object the corresponding position in the Canvas canvas; released after the task, according to the inspection plan inspection route task, then the corresponding line and point object corresponding to the location in the Canvas; the inspection process, the inspection robot in accordance with the planned route, the robot had passed through the inspection line color after the inspection; after the inspection, color planning for tour route to the state. Vector electronic map zoom in and out will not lead to distortion, visual effects better; vector electronic map files are small, software loading faster, the system occupies less resources.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于变电站的矢量电子地图创建方法
本专利技术属于地图创建
，特别涉及一种应用于变电站的矢量电子地图创建方法。
技术介绍
电力安全是电力行业，关系到各行各业的一个重要问题，保证电力安全是电力行业的一个重要课题，变电站的安全就成了电力安全的重中之重。目前，变电站向着无人值守的方向发展，新一代的变电站采用智能设备，可以远程得到变电站的数据，遥控变电站的设备。但是，有更多的变电站是上一个世纪建设，变电站内设备陈旧，不具备新型设备的功能。倘若将这些变电站全部更换成新设备，更换设备成本大，施工难度大，施工窗口期短，影响正常生产生活用电等问题。目前这些变电站在我国占了大多数，巡检不得不采用手持设备，工作人员去变电站进行拍照采集数据。变电站设别种类繁多，数量庞大，通常一个变电站有几千个数据采集点，人力投入成本相当高。下雨等恶劣天气还会对工作人员的安全造成一定的威胁。因此，在这种大环境下，采用智能巡检机器人代替人工巡检成为一个可行的方案。在不改变变电站设备，不影响变电站正常运行的前提下，通过巡检机器人及携带的设备获取变电站的运行状态，实现变电站的信息自动采集，自动控制等功能。变电站智能巡检机器人的总体设计包含机器人及携带设备等硬件系统、本地后台的软硬件系统以及远程集控后台的软硬件系统。现有变电站智能巡检机器人所使用的变电站电子地图采用位图形式，会失真，消耗计算机资源也多。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种能够实时稳定的显示机器人的位置、巡检路线、任务进度、发布任务等功能的应用于变电站的矢量电子地图创建方法。为此，本专利技术的技术方案是：一种应用于变电站的矢量电子地图创建方法，适用于WPF图形系统上，包括以下步骤：1）机器人利用激光扫描变电站，创建导航地图；2）按照所建立的导航地图画出相应的矢量电子地图；所述激光扫描得到的导航地图以位图的形式表现出来，导航地图与矢量电子地图之间的坐标具有旋转、平移、放缩的关系，坐标变换的公式为：其中是矢量电子地图的坐标，是导航地图中的坐标，通过多组和的数值求出参数、、a和b的值，并带入公式，得到坐标转换公式；将激光扫描接收到的坐标带入公式中的，求出的即为电子地图中的像素坐标；3）将矢量电子地图转化成相应的xaml格式的文件；4）在WPF图形系统中创建Canvas画布作为一个容器，读取xaml格式的文件作为一个对象，将矢量电子地图对象放在Canvas画布中；5）读取导航地图路径信息，将线、点作为对象放在Canvas画布中相应的位置；6）发布任务后，根据任务中的巡检点规划巡检路线，然后将相应的线、点对象放在Canvas中相应的位置；所述规划的巡检路线变为红色；7）巡检过程中，机器人按照步骤6）中规划的路线进行巡检，在机器人走过后，走过的巡检路线变成灰色；8）巡检结束后，变色后的巡检路线恢复为步骤6）之前未规划巡检路线时的状态。进一步地，所述步骤2）中导航地图转变为相应的矢量电子地图，坐标变换包括以下步骤：a1)在变电站中找5个距离相对较远并且不在一条线上的点；a2)控制机器人行走到这5个点的位置，机器人通过激光扫描获得这5个点相对于导航地图的坐标；a3)在矢量电子地图中找到这5个点的位置，并记录5个点相应的像素坐标，即矢量电子地图上的坐标；a4)将步骤a2)中的相应导航地图的坐标与步骤a3)中相应的像素坐标两两分为一组，将得到的5组数据任意3组数据带入坐标变换的公式：将步骤a3)中得到的像素坐标代入，步骤a2)中得到的导航地图中的坐标代入，求出多组参数、、a和b的值；a5)将步骤a4)中得到的多组参数、、a和b的值求平均值，并带入公式，得到坐标转换公式；a6)最终将接激光扫描收到的导航地图上的坐标带入公式中的，求出矢量电子地图上的像素坐标。进一步地，所述步骤7）中巡检过程的具体步骤为：b1)首先判断当前巡检任务是否结束；若任务结束，跳转到步骤b7)；若巡检任务没有结束，进入步骤b2)；b2)判断到达的点是否为步骤6）中规划的路线上的巡检点；若是巡检点，则进入步骤b3)；反之，进入步骤b4)；b3)删除上一条巡检路线，矢量电子地图添加当前巡检点和上一个巡检点之间的路线，并设置路线颜色为灰色覆盖原来的规划路线；然后标记上一个点是巡检点，置当前点为空，进入到步骤b1）；b4)判断上一个点是否是巡检点；若是巡检点，则进入步骤b5)，反之进入步骤b6)；b5)添加当前点和上一个点之间的路线，设置路线颜色为灰色，然后置上一个点为当前点，进入步骤b1)；b6)删除上一个巡检路线，添加当前点和上一个点之间的路线，设置路线颜色为灰色，然后置上一个点为当前点，进入步骤b1)；b7)删除巡检任务过程中所有的巡检路线和点，对矢量电子地图进行初始化。本专利技术涉及的WPF图形系统，为WindowsPresentationFoundation，是基于Windows的用户界面框架，属于.NETFramework3.0的一部分。它提供了统一的编程模型、语言和框架，真正做到了分离界面设计人员与开发人员的工作；同时它提供了全新的多媒体交互用户图形界面。矢量电子地图格式为SVG，SVG指可伸缩矢量图形(ScalableVectorGraphics)，用来定义用于网络的基于矢量的图形，SVG图像在放大或改变尺寸的情况下其图形质量不会有所损失。机器人建图是指机器人利用激光扫描变电站，激光遇到障碍物反射，激光扫描完了整个变电站激光能过到达的地方就是空白，激光到达不了的地方变成了灰色。以此表示灰色区域是有障碍物，其他地方什么都没有。这样就形成了一个导航地图。节点是指电子地图上的点，机器人导航是按照节点来进行的，机器人每次只能从一个节点到另一个节点（相邻）直线行走，变电站内设置很多这样的节点。路线是由节点与节点之间的线段连接形成的机器人行走的路线，路线规划就是在节点之间规划一个连通域，并使之最小；节点和路线与计算机科学中的术语“图”类似，采用的路线规划算法也与之一样。机器人到达某点是指当机器人在移动过程中，如果距离节点小于10cm，那么就认为机器人到达了该节点。电子地图包含在上位机中，上位机是指机器人后台系统，控制机器人的行为，提供人机交互界面，是使用者控制机器人的一个软件后台系统。采点是指机器人巡检之前，要在变电站获取巡检设备的位置，当机器人走到一个合适的位置读取某个设备最清晰时，保存下当前的位置，也就形成了一个节点。矢量电子地图的作用是用户可以直观的看到机器人的位置，图中可直观的看到任务的进度以及可以发布任务。矢量电子地图的放大缩小不会导致失真，在视觉上效果更好；矢量电子地图文件很小，远小于一般的位图，软件加载速度更快，系统占用资源更小；在实现方法上，我们将电子地图、线、点等都看成对象，相对于传统的GDI画图，需要的资源更少，地图也更加美观，实现的功能也更加丰富。附图说明以下结合附图和本专利技术的实施方式来作进一步详细说明图1、图2为本专利技术巡检路线变色的示意图；图3为本专利技术巡检路线变色的流程框图。具体实施方式本实施例采用WPF图形系统进行电子地图创建，具体包括以下步骤：1）机器人利用激光扫描变电站，创建导航地图；机器人利用激光扫描变电站，激光遇到障碍物反射，激光扫描完了整个变电站激光能过到达的地方就是空白，激光到达不了的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于变电站的矢量电子地图创建方法，适用于WPF 图形系统上，其特征在于：包括以下步骤：1）机器人利用激光扫描变电站，创建导航地图；2）按照所建立的导航地图画出相应的矢量电子地图；所述激光扫描得到的导航地图以位图的形式表现出来，导航地图与矢量电子地图之间的坐标具有旋转、平移、放缩的关系，坐标变换的公式为：

【技术特征摘要】
1.一种应用于变电站的矢量电子地图创建方法，适用于WPF图形系统上，其特征在于：包括以下步骤：1）机器人利用激光扫描变电站，创建导航地图；2）按照所建立的导航地图画出相应的矢量电子地图；所述激光扫描得到的导航地图以位图的形式表现出来，导航地图与矢量电子地图之间的坐标具有旋转、平移、放缩的关系，坐标变换的公式为：其中是矢量电子地图的坐标，是导航地图中的坐标，通过多组和的数值求出参数、、a和b的值，并带入公式，得到坐标转换公式；将激光扫描接收到的坐标带入公式中的，求出的即为电子地图中的像素坐标；3）将矢量电子地图转化成相应的xaml格式的文件；4）在WPF图形系统中创建Canvas画布作为一个容器，读取xaml格式的文件作为一个对象，将矢量电子地图对象放在Canvas画布中；5）读取导航地图路径信息，将线、点作为对象放在Canvas画布中相应的位置；6）发布任务后，根据任务中的巡检点规划巡检路线，然后将相应的线、点对象放在Canvas中相应的位置；所述规划的巡检路线变为红色；7）巡检过程中，机器人按照步骤6）中规划的路线进行巡检，在机器人走过后，走过的巡检路线变成灰色；8）巡检结束后，变色后的巡检路线恢复为步骤6）之前未规划巡检路线时的状态。2.如权利要求1所述的一种应用于变电站的矢量电子地图创建方法，其特征在于：所述步骤2）中导航地图转变为相应的矢量电子地图，坐标变换包括以下步骤：a1)在变电站中找5个距离相对较远并且不在一条线上的点；a2)控制机器人行走到这5个点的位置，机器人通过激光扫描获得这5个点相对于导航地图的坐标；a3)在矢...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓阳，陈如申，黎勇跃，
申请(专利权)人：杭州申昊科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33