【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及巡检路径优化，具体为一种基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法及系统。
技术介绍
1、在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，变电站设备巡检是为有效保证变电站设备安全运行、提高供电可靠性而进行的一项重要工作。长期以来，我国电力行业沿用的变电站设备人工巡检作业方式，由于变电站巡检线路长，范围广，部分变电站地域偏僻，海拔较高，地理条件与气象环境恶劣，经常出现大风、大雾、冰雪、雷雨等恶劣天气，这使得每天至少两次的例行巡检只靠人工巡检工作困难、效率低，管理成本高，完成质量不理想。且在高压、超高压条件下，人工巡检具有很大的危险性，因此人们开始向机器人巡检系统进行探索。
2、现有方法包括：可穿戴mr设备模块，扫描巡检变电站的室内信息，获取粗糙的表面数据；后台服务器，包括unity图像处理模块以及遗传算法模块，unity图像处理模块对可穿戴mr设备模块获取的粗糙表面数据进行处理，后台服务器根据巡检任务清单上列出的设备以及unity图像处理模块的处理结果，调取遗传算法模块生成室内路径规划；通信层模块，可穿戴mr设备模块通过通信层模块与后台服务器模块进行信息的双向传输。上述方法是基于静态的地图生成室内路径规划，并未考虑到变电站的电气设备故障时也存在较大的安全隐患。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊
2、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
3、本专利技术的第一方面在于提供一种基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，包括：采集深度图像和定位信息构建电力设备模型，将所述电力设备模型投影到二维平面上生成设备平面地图；在所述设备平面地图上选取巡检停靠点并确定每个巡检停靠点的巡检范围和角度盲区，利用路径优化算法寻找简化的巡检停靠点实现对全部电力设备的巡检并生成简化巡检路线；通过实时监控对所述简化巡检路线的执行进行指导并对电力设备的故障进行响应。
4、作为本专利技术所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法的一种优选方案，其中，所述设备平面地图的生成包括：
5、使用深度相机或激光扫描仪采集电力设备的深度图像和定位信息，利用三维重建技术将所述深度图像和定位信息转换为三维点云数据，并根据所述三维点云数据建立电力设备的3d模型，其中，所述转换的计算为：
6、pckf＝{pi|pi＝π-1(pi,dpi)}
7、其中，pckf表示三维点云数据，pi表示相机坐标系下形成的三维点，π-1表示二维到三维的逆投影变换，pi表示像素点，dpi表示深度值；
8、利用正射投影确定所述电力设备的3d模型投影的中心点、投影方向和投影平面，再将所述电力设备的3d模型转换为与所述投影平面相适应的坐标系，通过计算3d模型中每个点与所述投影中心的连线和投影平面的交点，将所述3d模型的每个点投影到二维平面上；
9、对投影得到的二维图像进行预处理操作，将所述预处理后的图像输入到yolov8模型中进行前向传播，得到所述电力设备的各部分在二维平面上的边界框和类别信息；
10、从所述yolov8模型的输出中提取出检测到的边界框和类别标签，并根据所述边界框和类别信息绘制所述设备平面地图。
11、作为本专利技术所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法的一种优选方案，其中，所述每个巡检停靠点的巡检范围和角度盲区的确定包括：
12、在所述设备平面地图上选取巡检停靠点，对巡检机器人进行设置完成对所述巡检停靠点的测试，根据所述巡检机器人的最大检测距离和巡检机器人与各电力设备之间的距离确定巡检范围，表示为：
13、1.5<dr<dmax
14、其中，dr表示巡检机器人的巡检范围，dmax表示当前巡检机器人的最大检测距离；
15、所述巡检机器人对所述巡检停靠点周围环境进行扫描，将所述巡检机器人的视线与检测目标之间存在周围设备遮挡的角度设定为检测角度盲区，每个巡检停靠点的巡检范围将所述检测角度盲区定义成一个子集并将检测角度定义成子集中的元素。
16、作为本专利技术所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法的一种优选方案，其中，所述利用路径优化算法寻找简化的巡检停靠点包括：
17、获取从起始巡检停靠点经过n个巡检停靠点到达目标巡检停靠点的总代价，并定义所述巡检停靠点的状态向量，表示为：
18、
19、其中，表示巡检停靠点的状态向量，g(n)表示从起始巡检停靠点到第n个巡检停靠点的实际代价，h(n)表示从第n个巡检停靠点到目标巡检停靠点的启发代价；
20、利用旋转矩阵表示各个巡检停靠点的关系:
21、
22、
23、其中，r(θ)表示各个巡检停靠点的关系，θ表示基于巡检停靠点间代价变化的角度，c(n,m)为从巡检停靠点n到目标巡检停靠点m的代价；
24、基于所述巡检停靠点的状态向量和各个巡检停靠点的关系更新所述目标巡检停靠点的状态向量，表示为：
25、
26、其中，表示目标巡检停靠点的状态向量，表示巡检停靠点之间代价的变化。
27、作为本专利技术所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法的一种优选方案，其中，所述简化巡检路线的生成包括：
28、当巡检停靠点间的代价c(n,m)增加时，需重新计算受影响的路径代价并更新所述目标巡检停靠点的状态向量，再根据更新后的路径获取从起始巡检停靠点经过n个巡检停靠点到达目标巡检停靠点的总代价，并输出简化巡检路线；
29、当所述巡检停靠点间的代价c(n,m)减少时，需重新寻找更短的巡检路线直到达到最大循环次数或无法找到最短的路径，若无法寻找到更短的巡检路线则通过设备监测装置上报控制中心。
30、作为本专利技术所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法的一种优选方案，其中，所述通过实时监控对所述简化巡检路线的执行进行指导包括：
31、通过检测所述巡检机器人的位置信息与预设巡检路径进行比较，对所述巡检机器人偏离所述预设巡检路径作出预警；
32、若所述巡检机器人即将偏离预定路径，电力设备的全息投影上会显示动态红色警告标记，并伴随语音提示；
33、设备将根据周围环境的亮度自动调整全息投影的亮度；
34、若所述巡检机器人靠近禁区或高风险区，设备会进行振动和声音警告，并全息投影显示危险，同时自动发送紧急消息到控制中心；
35、所述巡检机器人在检查电力设备时，设备将自动记录并同步检查状态到控制中心。
36、作为本专利技术所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法的一种优选方案，其中，所述对电力设备的故障进行响应包括：
37、设备监测装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，其特征在于，所述设备平面地图的生成包括：
3.如权利要求2所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，其特征在于，所述每个巡检停靠点的巡检范围和角度盲区的确定包括：
4.如权利要求1～3任一所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，其特征在于，所述利用路径优化算法寻找简化的巡检停靠点包括：
5.如权利要求4所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，其特征在于，所述简化巡检路线的生成包括：
6.如权利要求5所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，其特征在于，所述通过实时监控对所述简化巡检路线的执行进行指导包括：
7.如权利要求6所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，其特征在于，所述对电力设备的故障进行响应包括：
8.一种实施如权利要求1～7任一所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法的系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，包
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1～7中任一所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，其特征在于，所述设备平面地图的生成包括：
3.如权利要求2所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，其特征在于，所述每个巡检停靠点的巡检范围和角度盲区的确定包括：
4.如权利要求1～3任一所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，其特征在于，所述利用路径优化算法寻找简化的巡检停靠点包括：
5.如权利要求4所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡检方法，其特征在于，所述简化巡检路线的生成包括：
6.如权利要求5所述的基于智能路径规划的电力设备视频巡...
【专利技术属性】
技术研发人员：申丁华，陈灿群，陈贵华，王金水，郝中华，李兴波，
申请(专利权)人：广州发展南沙电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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