CN116070807B - 一种基于空间关系的电站巡检路径规划方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及路径规划技术，揭露了一种基于空间关系的电站巡检路径规划方法，包括：根据目标电站的地理环境构建电站栅格地图，提取电站栅格地图中的起始、巡检、终止及障碍节点；计算父节点与巡检节点的第一距离值，当第一距离值小于等于第一距离阈值时，将巡检节点作为父节点；当第一距离值大于第一距离阈值时，确定扩展目标节点；计算扩展目标节点与障碍节点的第二距离值，当第二距离值小于第二距离阈值时，删除扩展目标节点；当第二距离值大于第二距离阈值时，将扩展目标节点作为父节点；根据起始、巡检、扩展目标及终止节点生成目标电站的巡检路径。本发明还提出一种基于空间关系的电站巡检路径规划装置。本发明可以提高电站巡检时的效率。

Description

一种基于空间关系的电站巡检路径规划方法及装置
技术领域
本发明涉及路径规划技术领域，尤其涉及一种基于空间关系的电站巡检路径规划方法及装置。
背景技术
随着电力智能巡检的实际需求，电站巡检的路径也越来越有挑战性，但为了使路径规划的更合理、找到更佳的路径，提高电站巡检的效率，需要从电站环境中在不同的电站中找到最佳巡检路径，以进行电站巡检。
现有的电站巡检路径规划多为人工规划。但在实际应用中，发电站建设规模的增大，线路越来越复杂，巡检节点也越来越多，人工规划不但耗时费力。而且线路节点较多时容易出现错漏和重复规划，可能导致电站路径规划过于复杂，从而进行电站巡检时的效率较低的问题。
发明内容
本发明提供一种基于空间关系的电站巡检路径规划方法、装置及计算机可读存储介质，其主要目的在于解决进行电站巡检时的效率较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于空间关系的电站巡检路径规划方法，包括：
获取目标电站的地理环境，根据所述地理环境构建所述目标电站的电站栅格地图，提取所述电站栅格地图中的起始节点、巡检节点、终止节点及障碍节点；
将所述起始节点作为父节点，计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值，当所述第一距离值小于等于预设的第一距离阈值时，将所述巡检节点作为下一个父节点；
当所述第一距离值大于预设的第一距离阈值时，利用预设的目标偏向算法确定所述目标电站的扩展目标节点；
利用预设的距离值算法计算所述扩展目标节点与所述障碍节点的第二距离值，当所述第二距离值小于预设的第二距离阈值时，删除所述扩展目标节点；
当所述第二距离值大于预设的第二距离阈值时，将所述扩展目标节点作为下一个父节点，并返回计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值的步骤，直至所述巡检节点为所述终止节点；
根据所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点生成所述目标电站的巡检路径。
可选地，所述根据所述地理环境构建所述目标电站的电站栅格地图，包括：
获取所述地理环境中目标节点的地理位置；
将所述地理位置转换为所述目标节点对应的坐标位置；
根据所述坐标位置构建所述目标电站的地图矩阵；
将所述地图矩阵作为所述目标电站的电站栅格地图。
可选地，所述提取所述电站栅格地图中的起始节点、巡检节点、终止节点及障碍节点，包括：
获取所述电站栅格地图中源节点；
确定所述源节点和所述电站栅格地图中巡检节点的距离值；
选取所述距离值最小的巡检节点作为所述起始节点，选取所述距离值最大的巡检节点作为所述终止节点；
选取所述电站栅格地图中坐标位置中标注为一的节点为所述巡检节点，选取所述电站栅格地图中坐标位置中标注为零的节点为所述障碍节点。
可选地，所述计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值，包括：
获取所述父节点的第一位置坐标；
获取所述巡检节点的第二位置坐标；
利用如下的距离值算法计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值：
M(a,b)＝|ax-bx|+|ay-by|
其中，M(a,b)表示为所述父节点和所述巡检节点的第一距离值，a(ax,ay)表示所述父节点，b(bx,by)表示所述巡检节点。
可选地，所述利用预设的目标偏向算法确定所述目标电站的扩展目标节点，包括：
利用所述目标偏向算法确定所述目标电站中目标节点的生成概率；
当所述生成概率小于预设的目标概率阈值时，将所述目标节点作为所述扩展目标节点；
当所述生成概率大于预设的目标概率阈值时，利用预设的度量函数确定所述目标节点与所述巡检节点的节点距离值；
选取所述节点距离值最小的目标节点为所述扩展目标节点。
可选地，所述利用预设的度量函数确定所述目标节点与所述巡检节点的节点距离值，包括：
获取所述目标节点的目标位置坐标和目标角度；
获取所述巡检节点的巡检角度；
利用所述度量函数根据所述目标位置坐标、所述目标角度、所述第二位置坐标及所述巡检角度计算所述目标节点与所述巡检节点的节点距离值：
其中，C为所述节点距离值，M1(d)为节点距离归一化函数，M2(θ)为节点角度归一化函数，v1为所述目标位置坐标中横坐标，v2为所述第二位置坐标中横坐标，w1为所述目标位置坐标中纵坐标，w2为所述第二位置坐标中纵坐标，θ1为所述目标角度，θ2为所述巡检角度。
可选地，所述利用预设的距离值算法计算所述扩展目标节点与所述障碍节点的第二距离值，包括：
确定所述扩展目标节点的扩展位置坐标；
确定所述障碍节点的障碍位置坐标；
利用所述距离值算法根据所述扩展位置坐标和所述障碍位置坐标计算所述扩展目标节点与所述障碍节点的第二距离值：
其中，L为所述第二距离值，t为所述扩展目标节点的横坐标，h为所述扩展目标节点的纵坐标，ti为第i个所述障碍节点的横坐标，hi为第i个所述障碍节点的纵坐标。
可选地，所述根据所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点生成所述目标电站的巡检路径，包括：
确定所述起始节点的起始方向；
对所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点进行编号，得到编号节点；
根据所述起始方向和所述编号节点生成所述目标电站的巡检路径。
可选地，所述根据所述起始方向和所述编号节点生成所述目标电站的巡检路径，包括：
按照编号从小到大的顺序对所述编号节点进行连接，得到连接路径；
根据所述初始方向确定所述连接路径的巡检方向；
根据所述巡检方向和所述连接路径生成所述目标电站的巡检路径。
为了解决上述问题，本发明还提供一种基于空间关系的电站巡检路径规划装置，所述装置包括：
电站栅格地图构建模块，用于获取目标电站的地理环境，根据所述地理环境构建所述目标电站的电站栅格地图，提取所述电站栅格地图中的起始节点、巡检节点、终止节点及障碍节点；
第一距离值计算模块，用于将所述起始节点作为父节点，计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值，当所述第一距离值小于等于预设的第一距离阈值时，将所述巡检节点作为下一个父节点；
扩展目标节点确定模块，用于当所述第一距离值大于预设的第一距离阈值时，利用预设的目标偏向算法确定所述目标电站的扩展目标节点；
第二距离值计算模块，用于利用预设的距离值算法计算所述扩展目标节点与所述障碍节点的第二距离值，当所述第二距离值小于预设的第二距离阈值时，删除所述扩展目标节点；
巡检节点遍历模块，用于当所述第二距离值大于预设的第二距离阈值时，将所述扩展目标节点作为下一个父节点，并返回计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值的步骤，直至所述巡检节点为所述终止节点；
巡检路径生成模块，用于根据所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点生成所述目标电站的巡检路径。
本发明实施例通过目标电站的地理环境构建电站栅格地图，并提取电站栅格地图中的起始节点、巡检节点、终止节点及障碍节点，进而根据巡检节点和障碍节点选取最佳的巡检路径，从而提高巡检效率。将起始节点作为父节点，计算父节点与巡检节点的第一距离值，进而根据第一距离值判断下一个巡检节点的位置坐标，当第一距离值大于第一距离阈值时，会在父节点和巡检节点之间生成扩展目标节点，进而根据扩展目标节点提高巡检路径的准确度。并计算扩展目标节点与障碍节点之间的第二距离值，进而根据第二距离值判断障碍物的范围，从而避开障碍物，提高巡检路径的准确性。根据确定好的起始节点、巡检节点、扩展目标节点、终止节点生成目标电站的巡检路径，进而根据巡检路径对目标电站进行巡检，从而提高对目标电站进行巡检的效率。因此本发明提出的基于空间关系的电站巡检路径规划方法及装置，可以解决进行电站巡检时的效率较低的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的基于空间关系的电站巡检路径规划方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的构建电站栅格地图的流程示意图；
图3为本发明一实施例提供的计算第一距离值的流程示意图；
图4为本发明一实施例提供的基于空间关系的电站巡检路径规划装置的功能模块图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例提供一种基于空间关系的电站巡检路径规划方法。所述基于空间关系的电站巡检路径规划方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述基于空间关系的电站巡检路径规划方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。所述服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(ContentDelivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于空间关系的电站巡检路径规划方法的流程示意图。在本实施例中，所述基于空间关系的电站巡检路径规划方法包括：
S1、获取目标电站的地理环境，根据所述地理环境构建所述目标电站的电站栅格地图，提取所述电站栅格地图中的起始节点、巡检节点、终止节点及障碍节点；
本发明实施例中，通过对电站整体地图的规划图中可以获取每个目标电站的地理位置，即每个目标电站所处的具***置。
本发明实施例中，所述电站栅格地图可以描述为地图矩阵，用二维矩阵信息表示每一个目标电站所处的地理位置，并在电站栅格地图上标记实际电站地图中的障碍节点和巡检节点。
详细地，将实际环境转换成路径规划算法可以使用的地图数据，即将电站所处的实际地理环境转换成所述电站栅格地图，用于对电站巡检做出准确的路径规划。
本发明实施例中，参图2所示，所述根据所述地理环境构建所述目标电站的电站栅格地图，包括：
S21、获取所述地理环境中目标节点的地理位置；
S22、将所述地理位置转换为所述目标节点对应的坐标位置；
S23、根据所述坐标位置构建所述目标电站的地图矩阵；
S24、将所述地图矩阵作为所述目标电站的电站栅格地图。
详细地，可利用定位技术(如GPS定位技术)获取所述目标节点对应的地理位置，其中，所述目标节点包括地理环境中的每一个目标电站节点，障碍物节点以及在地理环境中其他可行节点。
具体地，所述坐标位置是指所述目标电站的经度和纬度所组成的，将目标节点的地理位置转换为坐标位置，即根据目标节点的具***置信息转换为用经度和纬度对应的坐标位置。例如，在地理环境中一个目标电站的地理位置是某个地势平坦的地区中，则根据此地理位置确定目标电站的经度和纬度，从而得到目标电站的坐标位置。
进一步地，确定地理环境中目标电站节点的坐标位置，障碍物节点的坐标位置以及其他可行节点的坐标位置后，将目标电站节点和其他可行节点对应的坐标位置设置为1，将障碍物节点对应的坐标位置设置为0，从而根据0和1构建所述目标电站的地图矩阵。将用0和1表示的地图矩阵表示为所述目标电站的电站栅格地图。
本发明实施例中，所述提取所述电站栅格地图中的起始节点、巡检节点、终止节点及障碍节点，包括：
获取所述电站栅格地图中源节点；
确定所述源节点和所述电站栅格地图中巡检节点的距离值；
选取所述距离值最小的巡检节点作为所述起始节点，选取所述距离值最大的巡检节点作为所述终止节点；
选取所述电站栅格地图中坐标位置中标注为一的节点为所述巡检节点，选取所述电站栅格地图中坐标位置中标注为零的节点为所述障碍节点。
详细地，所述源节点是当前所处的位置，以当前所处的位置确定距离哪个巡检节点的最近，即选择哪个巡检节点为起始节点，距离当前位置最远的巡检节点为终止节点。并且在电站栅格地图中标记坐标位置为1的为可行节点或巡检节点，标记坐标位置为0的为障碍节点，即在电站栅格地图中可选取坐标位置为1的为巡检节点，坐标位置为0的为障碍节点。
进一步地，确定起始节点后，就会根据起始节点做出最佳电站巡检路径，首先将起始节点作为父节点做进一步分析。
S2、将所述起始节点作为父节点，计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值，当所述第一距离值小于等于预设的第一距离阈值时，将所述巡检节点作为下一个父节点；
本发明实施例中，将所述起始节点作为父节点，进而根据所述父节点确定下一个进行巡检的目标电站是哪一个，即要确定此时父节点与下一个巡检节点之间的距离值，选取距离值最近的且巡检路径无障碍的节点作为下一个巡检节点。
本发明实施例中，参图3所示，所述计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值，包括：
S31、获取所述父节点的第一位置坐标；
S32、获取所述巡检节点的第二位置坐标；
S33、利用如下的距离值算法计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值：
M(a,b)＝|ax-bx|+|ay-by|
其中，M(a,b)表示为所述父节点和所述巡检节点的第一距离值，a(ax,ay表示所述父节点，b(bx,by)表示所述巡检节点。
详细地，所述第一位置坐标是父节点在电站栅格地图中的坐标位置，诉搜狐第二位置坐标是电站栅格地图中每个巡检节点的坐标位置。
具体地，所述距离值算法计算的是所述父节点与所述巡检节点之间的曼哈顿距离。其中，曼哈顿距离是用以标明两个点在标准坐标系上的绝对轴距总和，当坐标轴变动时，两点之间的距离就会不同。例如，父节点坐标为(3,4)，一个巡检节点为(2,3)，则两点之间的曼哈顿距离为2，而直线距离为
本发明实施例中，所述第一距离阈值是指父节点和巡检节点之间的直线距离，当所述第一距离值小于等于所述第一距离阈值时，表示父节点和巡检节点可能在一条直线上。例如，父节点坐标为(2,3)，巡检节点为(2,4)，则此时父节点和巡检节点之间的第一距离值为1，而此时父节点和巡检节点之间的直线距离也为1，则将所述巡检节点作为下一个父节点。
详细地，在进行电站巡检时可能存在当前位置处于两个巡检节点中间，即当前位置距离两个巡检节点的距离相等时，会根据当前位置所处的方向作为下一个巡检节点。
具体地，当所述第一距离值大于预设的第一距离阈值时，表示所述父节点与所述巡检节点中具有转折点，即其他可行节点，不能直接将所述巡检节点作为下一个父节点，而是需要寻找一个扩展节点作为中间桥梁作为下一个父节点，从而确定目标电站的巡检路径。
S3、当所述第一距离值大于预设的第一距离阈值时，利用预设的目标偏向算法确定所述目标电站的扩展目标节点；
本发明实施例中，所述扩展目标节点是指在父节点和巡检节点之间需要一个中间桥梁作为父节点，用来连接父节点和巡检节点。
本发明实施例中，所述利用预设的目标偏向算法确定所述目标电站的扩展目标节点，包括：
利用所述目标偏向算法确定所述目标电站中目标节点的生成概率；
当所述生成概率小于预设的目标概率阈值时，将所述目标节点作为所述扩展目标节点；
当所述生成概率大于预设的目标概率阈值时，利用预设的度量函数确定所述目标节点与所述巡检节点的节点距离值；
选取所述节点距离值最小的目标节点为所述扩展目标节点。
详细地，所述目标偏向算法是根据均匀概率分布生成所述目标电站中目标节点的生成概率，进而可以向着扩展目标节点快速扩展，从而有效降低节点扩展的盲目性，可以快速确定扩展目标节点的位置。
具体地，在所述目标偏向算法中设置一个概率阈值，在进行随机目标点的选取时，根据均匀概率分布可获得目标节点的生成概率，如果生成概率小于预先设置的目标概率阈值时，就将所述目标节点作为扩展目标节点；此外，若存在多个目标节点小于目标概率阈值时，就确定每个目标节点与下一个巡检节点之间的距离值，选取距离值最小的为扩展目标节点。
进一步地，当所述生成概率大于预设的目标概率阈值时，就会确定目标节点距离下一个巡检节点之间的节点距离值，选取节点距离值最小的目标节点作为所述扩展目标节点。
本发明实施例中，所述利用预设的度量函数确定所述目标节点与所述巡检节点的节点距离值，包括：
获取所述目标节点的目标位置坐标和目标角度；
获取所述巡检节点的巡检角度；
利用所述度量函数根据所述目标位置坐标、所述目标角度、所述第二位置坐标及所述巡检角度计算所述目标节点与所述巡检节点的节点距离值：
其中，C为所述节点距离值，M1(d)为节点距离归一化函数，M2(θ)为节点角度归一化函数，v1为所述目标位置坐标中横坐标，v2为所述第二位置坐标中横坐标，w1为所述目标位置坐标中纵坐标，w2为所述第二位置坐标中纵坐标，θ1为所述目标角度，θ2为所述巡检角度。
详细地，不仅要获取目标节点和巡检节点的坐标位置，还要获取目标节点和巡检节点之间的角度关系，节点之间的角度关系会影响到巡检路径的整体平滑程度，因此为了提高路径的平滑程度，需要确定两点之间的角度关系。
具体地，所述度量函数中包含距离和角度两个参数，这两个参数属于不同的量纲，因此要对距离和角度进行归一化处理，统一到同一参考系中进行计算目标节点和巡检节点之间的节点距离值。
进一步地，在确定扩展目标节点的同时，可能在扩展目标节点的可视范围内会出现障碍物阻挡路径的生成，因此，就需要根据扩展目标节点和障碍物节点之间的关系，以此来确定此扩展目标节点是否为需要的扩展目标节点。
S4、利用预设的距离值算法计算所述扩展目标节点与所述障碍节点的第二距离值，当所述第二距离值小于预设的第二距离阈值时，删除所述扩展目标节点；
本发明实施例中，所述第二距离值是所述扩展目标节点与所述障碍节点之间的直线距离值。
本发明实施例中，所述利用预设的距离值算法计算所述扩展目标节点与所述障碍节点的第二距离值，包括：
确定所述扩展目标节点的扩展位置坐标；
确定所述障碍节点的障碍位置坐标；
利用所述距离值算法根据所述扩展位置坐标和所述障碍位置坐标计算所述扩展目标节点与所述障碍节点的第二距离值：
其中，L为所述第二距离值，t为所述扩展目标节点的横坐标，h为所述扩展目标节点的纵坐标，ti为第i个所述障碍节点的横坐标，hi为第i个所述障碍节点的纵坐标。
详细地，所述扩展位置坐标和所述障碍位置坐标可在电站栅格地图中进行获取。其中在一个扩展目标节点周围可能存在多个障碍物也可能存在一个甚至没有障碍物，因此，要确定扩展目标节点与障碍节点之间的距离，以此避免障碍物的出现阻挡电站巡检。
具体地，所述距离值算法用来计算一个扩展目标节点与多个或一个障碍节点之间的直线距离，当所述第二距离值小于预设的第二距离阈值时，就会删除所述扩展目标节点，因为此障碍节点距离障碍物的距离过近，阻挡巡检路径的生成。
进一步地，只有当所述第二距离值大于预设的第二距离阈值时，才将所述扩展目标节点作为下一个父节点继续寻找下一个巡检节点。
S5、当所述第二距离值大于预设的第二距离阈值时，将所述扩展目标节点作为下一个父节点，并返回计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值的步骤，直至所述巡检节点为所述终止节点；
本发明实施例中，当所述第二距离值大于预设的第二距离阈值时，表示在所述扩展目标节点范围内没有障碍物阻挡电站巡检，可以将所述扩展目标节点作为下一个父节点。当扩展目标节点作为下一个父节点时，会重新返回计算所述父节点与所述巡检节点之间的第一距离值的步骤，即不断重复找到下一个巡检节点或者下一个扩展目标节点。
示例性地，当父节点的位置坐标为(3,4)时，第一个巡检节点的位置坐标为(3,5)时，此时父节点和巡检节点之间的第一距离值为1，等于第一距离阈值，可以把此巡检节点作为下一个父节点，再根据此巡检节点作为父节点去寻找下一个巡检节点；若此第一个巡检节点的位置坐标为(2,3)，则此时父节点和巡检节点之间的第一距离值为2，而此时第一距离阈值为则第一距离值大于第一距离阈值，就会在父节点和巡检节点之间寻找扩展目标节点，当找到扩展目标节点时，会继续判断此扩展目标节点周围是否存在障碍节点阻挡电站巡检，当此扩展目标节点周围存在障碍节点时，就会把此扩展目标节点丢弃，继续寻找符合条件的扩展目标节点，只有此扩展目标节点周围没有障碍节点，才能把此扩展目标节点作为下一个父节点，直至所述巡检节点为所述终止节点，才会找到电站巡检路径上的所有经过的节点。
S6、根据所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点生成所述目标电站的巡检路径。
本发明实施例中，在路径中确定起始节点、巡检节点、扩展目标节点及终止节点时，就会形成一条完成的巡检路径，实现对电站进行巡检。
本发明实施例中，所述根据所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点生成所述目标电站的巡检路径，包括：
确定所述起始节点的起始方向；
对所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点进行编号，得到编号节点；
根据所述起始方向和所述编号节点生成所述目标电站的巡检路径。
详细地，在所述巡检路径中会首先确定路径的方向，只有确定路径的起始方向才能确定一个巡检方向，进而根据巡检方向进行电站巡检。
具体地，对所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点进行编号，即将起始节点编号为1，将终止节点编号为n，而扩展目标节点和巡检节点按照查找到的顺序进行编号。
本发明实施例中，所述根据所述起始方向和所述编号节点生成所述目标电站的巡检路径，包括：
按照编号从小到大的顺序对所述编号节点进行连接，得到连接路径；
根据所述初始方向确定所述连接路径的巡检方向；
根据所述巡检方向和所述连接路径生成所述目标电站的巡检路径。
详细地，所述巡检路径会根据巡检方向进行依次巡检，做到所有的目标电站都进行巡检，基于最优巡检路径进行目标电站巡检，从而提高目标电站巡检的效率。
示例性地，当所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点共有,5个节点时，起始节点的编号为1，终止节点的编号为5，根据扩展目标节点和巡检节点的查找顺序确定扩展目标节点和巡检节点的编号，当在路径节点寻找过程中，第一个查找到是巡检节点1，则将巡检节点编号为2，第二个找到的是扩展目标节点1，则将扩展目标节点1编号为3，第三个找到的是扩展目标节点2，则将扩展目标节点2编号为4，继续寻找下一个巡检节点，找到下一个巡检节点为终止节点时，停止路径节点的查找，则此时所述目标电站的巡检路径为起始节点-巡检节点1-扩展目标节点1-扩展目标节点2-终止节点。
本发明实施例通过目标电站的地理环境构建电站栅格地图，并提取电站栅格地图中的起始节点、巡检节点、终止节点及障碍节点，进而根据巡检节点和障碍节点选取最佳的巡检路径，从而提高巡检效率。将起始节点作为父节点，计算父节点与巡检节点的第一距离值，进而根据第一距离值判断下一个巡检节点的位置坐标，当第一距离值大于第一距离阈值时，会在父节点和巡检节点之间生成扩展目标节点，进而根据扩展目标节点提高巡检路径的准确度。并计算扩展目标节点与障碍节点之间的第二距离值，进而根据第二距离值判断障碍物的范围，从而避开障碍物，提高巡检路径的准确性。根据确定好的起始节点、巡检节点、扩展目标节点、终止节点生成目标电站的巡检路径，进而根据巡检路径对目标电站进行巡检，从而提高对目标电站进行巡检的效率。因此本发明提出的基于空间关系的电站巡检路径规划方法及装置，可以解决进行电站巡检时的效率较低的问题。
如图4所示，是本发明一实施例提供的基于空间关系的电站巡检路径规划装置的功能模块图。
本发明所述基于空间关系的电站巡检路径规划装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述基于空间关系的电站巡检路径规划装置100可以包括电站栅格地图构建模块101、第一距离值计算模块102、扩展目标节点确定模块103、第二距离值计算模块104、巡检节点遍历模块105及巡检路径生成模块106。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
在本实施例中，关于各模块/单元的功能如下：
所述电站栅格地图构建模块101，用于获取目标电站的地理环境，根据所述地理环境构建所述目标电站的电站栅格地图，提取所述电站栅格地图中的起始节点、巡检节点、终止节点及障碍节点；
所述第一距离值计算模块102，用于将所述起始节点作为父节点，计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值，当所述第一距离值小于等于预设的第一距离阈值时，将所述巡检节点作为下一个父节点；
所述扩展目标节点确定模块103，用于当所述第一距离值大于预设的第一距离阈值时，利用预设的目标偏向算法确定所述目标电站的扩展目标节点；
所述第二距离值计算模块104，用于利用预设的距离值算法计算所述扩展目标节点与所述障碍节点的第二距离值，当所述第二距离值小于预设的第二距离阈值时，删除所述扩展目标节点；
所述巡检节点遍历模块105，用于当所述第二距离值大于预设的第二距离阈值时，将所述扩展目标节点作为下一个父节点，并返回计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值的步骤，直至所述巡检节点为所述终止节点；
所述巡检路径生成模块106，用于根据所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点生成所述目标电站的巡检路径。
详细地，本发明实施例中所述基于空间关系的电站巡检路径规划装置100中所述的各模块在使用时采用与上述图1至图3中所述的基于空间关系的电站巡检路径规划方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，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，所述模块的划分，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。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
本申请实施例可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工智能(Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用***。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。***权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，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案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于空间关系的电站巡检路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标电站的地理环境，根据所述地理环境构建所述目标电站的电站栅格地图，提取所述电站栅格地图中的起始节点、巡检节点、终止节点及障碍节点；
将所述起始节点作为父节点，计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值，当所述第一距离值小于等于预设的第一距离阈值时，将所述巡检节点作为下一个父节点；
当所述第一距离值大于预设的第一距离阈值时，利用预设的目标偏向算法确定所述目标电站的扩展目标节点；
利用预设的距离值算法计算所述扩展目标节点与所述障碍节点的第二距离值，当所述第二距离值小于预设的第二距离阈值时，删除所述扩展目标节点；
当所述第二距离值大于预设的第二距离阈值时，将所述扩展目标节点作为下一个父节点，并返回计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值的步骤，直至所述巡检节点为所述终止节点；
根据所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点生成所述目标电站的巡检路径；
所述计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值，包括：
获取所述父节点的第一位置坐标；
获取所述巡检节点的第二位置坐标；
利用如下的距离值算法计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值：
M(a,b)＝|ax-bx|+|ay-by|
其中，M(a,b)表示为所述父节点和所述巡检节点的第一距离值，a(ax,ay)表示所述父节点，b(bx,by)表示所述巡检节点；
所述利用预设的目标偏向算法确定所述目标电站的扩展目标节点，包括：
利用所述目标偏向算法确定所述目标电站中目标节点的生成概率；
当所述生成概率小于预设的目标概率阈值时，将所述目标节点作为所述扩展目标节点；
当所述生成概率大于预设的目标概率阈值时，利用预设的度量函数确定所述目标节点与所述巡检节点的节点距离值；
选取所述节点距离值最小的目标节点为所述扩展目标节点；
所述利用预设的度量函数确定所述目标节点与所述巡检节点的节点距离值，包括：
获取所述目标节点的目标位置坐标和目标角度；
获取所述巡检节点的巡检角度；
利用所述度量函数根据所述目标位置坐标、所述目标角度、所述第二位置坐标及所述巡检角度计算所述目标节点与所述巡检节点的节点距离值：
其中，C为所述节点距离值，M1(d)为节点距离归一化函数，M2(θ)为节点角度归一化函数，v1为所述目标位置坐标中横坐标，v2为所述第二位置坐标中横坐标，w1为所述目标位置坐标中纵坐标，w2为所述第二位置坐标中纵坐标，θ1为所述目标角度，θ2为所述巡检角度；
所述利用预设的距离值算法计算所述扩展目标节点与所述障碍节点的第二距离值，包括：
确定所述扩展目标节点的扩展位置坐标；
确定所述障碍节点的障碍位置坐标；
利用所述距离值算法根据所述扩展位置坐标和所述障碍位置坐标计算所述扩展目标节点与所述障碍节点的第二距离值：
其中，L为所述第二距离值，t为所述扩展目标节点的横坐标，h为所述扩展目标节点的纵坐标，ti为第i个所述障碍节点的横坐标，hi为第i个所述障碍节点的纵坐标。
2.如权利要求1所述的基于空间关系的电站巡检路径规划方法，其特征在于，所述根据所述地理环境构建所述目标电站的电站栅格地图，包括：
获取所述地理环境中目标节点的地理位置；
将所述地理位置转换为所述目标节点对应的坐标位置；
根据所述坐标位置构建所述目标电站的地图矩阵；
将所述地图矩阵作为所述目标电站的电站栅格地图。
3.如权利要求1所述的基于空间关系的电站巡检路径规划方法，其特征在于，所述提取所述电站栅格地图中的起始节点、巡检节点、终止节点及障碍节点，包括：
获取所述电站栅格地图中源节点；
确定所述源节点和所述电站栅格地图中巡检节点的距离值；
选取所述距离值最小的巡检节点作为所述起始节点，选取所述距离值最大的巡检节点作为所述终止节点；
选取所述电站栅格地图中坐标位置中标注为一的节点为所述巡检节点，选取所述电站栅格地图中坐标位置中标注为零的节点为所述障碍节点。
4.如权利要求1所述的基于空间关系的电站巡检路径规划方法，其特征在于，所述根据所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点生成所述目标电站的巡检路径，包括：
确定所述起始节点的起始方向；
对所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点进行编号，得到编号节点；
根据所述起始方向和所述编号节点生成所述目标电站的巡检路径。
5.如权利要求4所述的基于空间关系的电站巡检路径规划方法，其特征在于，所述根据所述起始方向和所述编号节点生成所述目标电站的巡检路径，包括：
按照编号从小到大的顺序对所述编号节点进行连接，得到连接路径；
根据所述起始方向确定所述连接路径的巡检方向；
根据所述巡检方向和所述连接路径生成所述目标电站的巡检路径。
6.一种基于空间关系的电站巡检路径规划装置，用于实现如权利要求1-5任一项所述的基于空间关系的电站巡检路径规划方法，其特征在于，所述装置包括：
电站栅格地图构建模块，用于获取目标电站的地理环境，根据所述地理环境构建所述目标电站的电站栅格地图，提取所述电站栅格地图中的起始节点、巡检节点、终止节点及障碍节点；
第一距离值计算模块，用于将所述起始节点作为父节点，计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值，当所述第一距离值小于等于预设的第一距离阈值时，将所述巡检节点作为下一个父节点；
扩展目标节点确定模块，用于当所述第一距离值大于预设的第一距离阈值时，利用预设的目标偏向算法确定所述目标电站的扩展目标节点；
第二距离值计算模块，用于利用预设的距离值算法计算所述扩展目标节点与所述障碍节点的第二距离值，当所述第二距离值小于预设的第二距离阈值时，删除所述扩展目标节点；
巡检节点遍历模块，用于当所述第二距离值大于预设的第二距离阈值时，将所述扩展目标节点作为下一个父节点，并返回计算所述父节点与所述巡检节点的第一距离值的步骤，直至所述巡检节点为所述终止节点；
巡检路径生成模块，用于根据所述起始节点、所述巡检节点、所述扩展目标节点及所述终止节点生成所述目标电站的巡检路径。
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