[发明专利]基于可穿戴设备的变电站巡检路径规划装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于可穿戴设备的变电站巡检路径规划装置及方法，装置包括：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。本发明利用可穿戴MR设备模块的地图构造能力与遗传算法模块的寻优能力，实时为巡检人员导航，能够根据巡检任务清单，优化巡检人员的巡检路径，提高巡检效率，节约巡检时间。

技术领域

本发明涉及巡检路径规划技术领域，尤其是基于可穿戴MR设备的变电站巡检系统。

背景技术

目前采用纸质作业巡检方式的变电站的巡检路径大多凭借巡检人员个人经验，一些采用手持PDA设备进行巡检的变电站通过手持设备扫描二维码来识别设备，但也没有系统的路径规划方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于可穿戴设备的变电站巡检路径规划装置及方法，能够根据巡检任务清单，优化巡检人员的巡检路径，提高巡检效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于可穿戴设备的变电站巡检路径规划装置，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。

可选的，采用可穿戴MR设备模块进行地图构建时通过以下几个步骤：

1)扫描巡检变电站的室内信息，将得到的深度图转化为单位是米的格式；

2)通过深度信息计算摄像机相对于初始状态的位置和角度，采用特征提取的方法检测出图像中的关键点，将连续两帧的关键点进行匹配，从而反解得到摄像头位置的变化量，与更前面的几帧进行多次比较进行位置估计，减小误差的累积；

3)根据当前摄像机的位置，实时将获取的信息融入网络模型，设备开启不断扫描，完善增量式地图，保证模型覆盖到每个角落，进行新的定位时借助增量地图以及环境理解摄像头辅助。

可选的，Unity图像处理模块处理方法是通过计算顶点的法向量判断像素点的位置是在地面、墙面还是天花板，法向量向上的点集为地面，法向量水平的点集为墙面，法向量向下的点集则为天花板，且图像需进行光滑处理。

可选的，Unity图像处理模块在处理过程中设置一些路标，将门口以及每个电气设备的位置都标注出来。

可选的，遗传算法模块对巡检路径进行规划求解方法如下：

首先，对地图中标识每个电气设备的路标进行编号，默认门口是1号；

其次，根据地图所指示的地面确定各个电气设备的连通路径，计算各个待检电气设备两两之间的最小折线距离；

接着，以折线距离为权重，生成待检设备的距离矩阵，