[发明专利]三维变电站虚拟场景的启发式智能寻径方法

说明书

技术领域

本发明涉及变电站技术，特别是涉及一种三维变电站虚拟场景的启发式智能寻径方法的技术。

背景技术

巡检变电站中的电气设备，能及时把握变电站的运行情况，及时发现故障隐患，从而确保变电站的正常运行。

变电站实体大都建设在比较偏僻的地方，采用人力对变电站进行实地巡检需要耗费大量的人力、物力，而且巡检人员需要进入变电站查找巡检目标，并逐一查看巡检项，不但操作繁琐，且长时间身处变电站内也不安全。

基于变电站实地巡检的诸多缺限，目前出现了可以对变电站进行远程巡检的3D变电站智能巡检系统，这种系统将变电站中各种需巡检电气设备的监测量（包括数字量、模拟量）通过远程通信方式上传给设置在巡检中心的巡检终端，在巡检终端中内置有基于变电站实体建立的三维变电站虚拟场景，三维变电站虚拟场景中包含有道路模型及各个需巡检设备的电气设备模型，道路模型与各电气设备模型的布设方式与变电站实体一致，各电气设备模型根据变电站上传的监测量模拟变电站中对应设备的工作状态，巡检人员操控三维变电站虚拟场景中虚拟人物在虚拟场景的道路模型上行走，通过虚拟人物的视角查看相关电气设备的实时参数和实时图像，来实现对变电站中相关电气设备的巡检。

在三维变电站虚拟场景中，存在着诸多的电气设备模型，虚拟人物需要寻找一条从自身所在位置点到达目标设备所在位置点的巡检路径。由于现有的智能寻径方法大部分是基于二维空间的，不适用于三维变电站虚拟场景，而现有的基于三维空间的智能寻径方法在碰到不可穿过的虚拟物体时，虚拟人物容易被该物体挡住而停止前进，从而无法实现虚拟人物从起始点自动走到目标点的智能寻径。因此，在三维变电站虚拟场景中模拟真实巡检操作时，往往只能采用人工寻径方式，由操作人员一边手动控制虚拟人物行走，一边根据虚拟人物的视角人工寻径，导致巡检操作比较繁琐。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能简化3D变电站巡检操作的三维变电站虚拟场景的启发式智能寻径方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种三维变电站虚拟场景的启发式智能寻径方法，涉及三维变电站虚拟场景，所述三维变电站虚拟场景中包含有道路模型，及多个电气设备模型，其特征在于，该方法的具体步骤如下：

1）在三维变电站虚拟场景中设定起始点及目标点，将起始点记为点Ps，目标点记为点Pe；

2）设定N个扩散方向，并设定扩散步长为L，有N ≥ 4；

3）生成一个以点Ps为根的单向搜索树Tr，建立一个初始为空的扩散点集合A，及两个初始为空的有序序列，其中的一个有序序列为第一节点序列Op，另一个有序序列为第二节点序列Cl；

4）将点Ps放入第一节点序列Op；

5）如果第一节点序列Op为空，则表明寻径失败，转至步骤14；

6）取出第一节点序列Op中的第一个点，如果该点与目标点Pe重合，则将该点标记为目标点Pe，并转至步骤13，反之则将该点标记为点Pn，并将该点从第一节点序列Op移入第二节点序列Cl；

7）以点Pn为起始点，以L为扩散长度，向设定的N个扩散方向射线式扩散，得到N个扩散点；

8）将步骤7得到的N个扩散点归入扩散点集合A；

9）从扩散点集合A中取一个扩散点，将其设定为当前扩散点，并将该扩散点从扩散点集合A中移除；

10）如果当前扩散点未包含在第一节点序列Op及第二节点序列Cl中，且当前扩散点未被电气设备模型所包含，并落在道路模型上，则转至步骤11，反之则转至步骤12；

11）将当前扩散点加入单向搜索树Tr，并将当前扩散点的父节点设置为点Pn，将当前扩散点加入第一节点序列Op；

当前扩散点加入第一节点序列Op后，将第一节点序列Op中的各个点按照估价值从小至大的次序，由前至后依次排序，点的估价值计算公式为：

f(P) = g(P) + h(P)；

Dex = |Pe.x – P.x|；

Dey = |Pe.y – P.y|；

Dez = |Pe.z – P.z|；

Dsx = |Ps.x – P.x|；

Dsy = |Ps.y – P.y|；

Dsz = |Ps.z – P.z|；

式中，f(P)为估价点的估价值，Ps.x、Ps.y 、Ps.z为起始点Ps的三维坐标值，Pe.x、Pe.y 、Pe.z为目标点Pe的三维坐标值，P.x、P.y、P.z为估价点的三维坐标值；