一种输电架空线路信息可视化装置及信息可视化方法与流程

1.本技术涉及电力巡检技术领域，尤其涉及一种输电架空线路信息可视化装置及信息可视化方法。


背景技术：

2.在电力线路运行单位中，输电线路的运维人员需要定期对所管辖输电线路进行巡视，依靠经验判断输电线路中各个电力设备所在的位置与设备信息是否无误，从而发现和解决输电线路中电力设备运行过程中可能出现的问题，确保输电线路的正常运行和安全性。
3.由于输电线路的基础设施越来越发达，输电线路规模和供电负荷逐年增加，运维人员在巡视过程中使用了多种方法进行电力设备定位，例如，采用悬挂设备号牌的方式进行关键信息提示，供运维人员定位间隔，以及采用底层地图和设备位置坐标的方式进行设备定位。然而，此类方式呈现出来的设备信息较少，且无法直观展示线路信息，在电力设备需要近距离查看时仍需要人工判断，导致巡视效率和检验准确率较低。


技术实现要素：

4.本技术的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中输电线路巡视电力设备需要近距离查看时仍需要人工判断，导致巡视效率和检验准确率较低的技术缺陷。
5.本技术提供了一种输电架空线路信息可视化装置，所述装置为头戴式装置，包括定位仪、摄像头、位置传感器、显示屏、触摸板和控制模块；
6.所述定位仪用于确定测量者的当前地理位置，并将所述测量者的当前地理位置发送至所述控制模块；
7.所述摄像头用于拍摄所述测量者当前视角范围的现场图像，并将所述现场图像发送至所述位置传感器和所述控制模块；
8.所述位置传感器用于对所述现场图像中至少一个电力设备与所述测量者之间的方位进行测量，并将测量结果发送至所述控制模块；
9.所述控制模块用于接收所述定位仪发送的所述测量者的当前地理位置、所述摄像头发送的现场图像以及所述位置传感器发送的测量结果，并识别所述现场图像中至少一个电力设备后，根据所述识别结果从各个电力设备中选取目标电力设备，以根据所述测量者的当前地理位置和所述测量结果中目标电力设备的方位生成前进路线，并将所述目标电力设备的方位和所述前进路线发送至显示屏；
10.所述显示屏用于接收并向所述测量者显示所述控制模块发送的所述目标电力设备的方位和所述前进路线；
11.所述触摸板用于接收所述测量者点击的操作指令，并将所述操作指令发送至所述控制模块，以使所述控制模块根据所述操作指令获取并发送相应的数据至所述显示屏。
12.可选地，所述位置传感器包括陀螺仪和磁力计；
13.所述陀螺仪用于基于所述测量者的当前地理位置测量所述测量者的当前方位；
14.所述磁力计用于基于所述测量者的当前方位对所述现场图像中至少一个电力设备的方位进行测量。
15.可选地，所述装置还包括无线通信模块；
16.所述无线通信模块用于无线连接终端设备，以实现所述控制模块与所述终端设备之间的数据通信。
17.本技术还提供了一种输电架空线路信息可视化方法，应用于上述实施例中任一项所述输电线路信息可视化装置的控制模块，所述方法包括：
18.接收定位仪发送的测量者的当前地理位置以及摄像头发送的所述测量者当前视角范围的现场图像；
19.采用位置传感器对所述现场图像中至少一个电力设备与所述测量者之间的方位进行测量，得到测量结果；
20.识别所述现场图像中至少一个电力设备，并根据预设定位规则计算每一电力设备与所述当前地理位置之间的设备距离；
21.从各个电力设备中选取出设备距离最小的电力设备，作为目标电力设备；
22.根据所述当前地理位置与所述测量结果中目标电力设备的方位生成前进路线，并将所述目标电力设备的方位和所述前进路线显示于显示屏中。
23.可选地，所述识别所述现场图像中至少一个电力设备，包括：
24.将所述现场图像输入至预设的设备识别模型中，得到所述设备识别模型输出的与所述现场图像对应的至少一个电力设备；
25.其中，所述设备识别模型为以多个输电线路图像为训练样本，以每一输电线路图像中标识的电力设备为训练标签训练得到的。
26.可选地，所述根据预设定位规则计算每一电力设备与所述当前地理位置之间的设备距离，包括：
27.获取预先存储的设备位置线路图；
28.基于所述设备位置线路图计算每一电力设备与所述当前地理位置之间的直线距离，作为每一电力设备与所述当前地理位置之间的设备距离；
29.其中，所述设备位置线路图包含有输电线路中各个电力设备的地理位置信息。
30.可选地，所述根据预设定位规则计算每一电力设备与所述当前地理位置的设备距离，还包括：
31.获取预先存储的设备位置线路图；
32.确定所述现场图像的视角中心，并基于所述视角中心在所述当前地理位置上划定视角延伸线；
33.基于所述设备位置线路图计算每一电力设备与所述视角延伸线的垂直距离，作为每一电力设备与所述当前地理位置之间的设备距离。
34.可选地，所述位置传感器包括陀螺仪和磁力计；
35.所述采用位置传感器对所述现场图像中至少一个电力设备于所述测量者之间的方位进行测量，得到测量结果，包括：
36.采用所述陀螺仪测量所述测量者的当前方位，并利用磁力计根据所述测量者的当前方位对所述现场图像中至少一个电力设备的位置进行测量，得到各个电力设备与所述测量者之间的方位。
37.可选地，所述方法还包括：
38.当接收到所述测量者在触摸板上点击的操作指令时，根据所述操作指令获取相应的相关数据，并将所述相关数据显示于所述显示屏中；
39.其中，所述操作指令包括选择操作、滑动操作和确认操作。
40.可选地，所述方法还包括：
41.利用无线通信模块连接终端设备，并在接收到所述终端设备传输的相关数据时，将所述相关数据存储至数据存储模块。
42.从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：
43.本技术提供的一种输电架空线路信息可视化装置及信息可视化方法，该装置为头戴式装置，包括定位仪、摄像头、位置传感器、显示屏和控制模块；其中，定位仪在确定测量者的当前地理位置后，可以将测量者的当前地理位置发送至控制模块，摄像头在拍摄测量者当前视角范围的现场图像后，可以将现场图像发送至位置传感器和控制模块，位置传感器在对现场图像中至少一个电力设备与测量者之间的方位进行测量后，可以将测量结果发送至控制模块，以使控制模块接收定位仪发送的测量者的当前地理位置、摄像头发送的现场图像以及位置传感器发送的测量结果，并识别现场图像中至少一个电力设备后，根据识别结果从各个电力设备中选取目标电力设备，从而可以快速判断测量者附近存在的电力设备，以便合理规划下一个检验的电力设备，接着控制模块可以根据测量者的当前地理位置和测量结果中目标电力设备的方位生成前进路线，并将目标电力设备的方位和前进路线发送至显示屏，以便显示屏接收并向测量者显示控制模块发送的目标电力设备的方位和前进路线，以此可以根据目标电力设备的方位和前进路线直观展示输电路线的巡视路线，从而对目标电力设备进行近距离检验，提高巡视效率和检验准确率。
附图说明
44.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
45.图1为本技术实施例提供的一种输电架空线路信息可视化装置的结构示意图；
46.图2为本技术实施例提供的输电架空线路信息可视化装置的佩戴示意图；
47.图3为本技术实施例提供的一种输电架空线路信息可视化方法的流程示意图；
48.图4为本技术实施例提供的一种设备距离测量的流程示意图；
49.图5为本技术实施例提供的另一种设备距离测量的流程示意图。
具体实施方式
50.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
51.由于输电线路的基础设施越来越发达，输电线路规模和供电负荷逐年增加，运维人员在巡视过程中使用了多种方法进行电力设备定位，例如，采用悬挂设备号牌的方式进行关键信息提示，供运维人员定位间隔，以及采用底层地图和设备位置坐标的方式进行设备定位。然而，此类方式呈现出来的设备信息较少，且无法直观展示线路信息，在电力设备需要近距离查看时仍需要人工判断，导致巡视效率和检验准确率较低。
52.基于此，本技术提出了如下技术方案，具体参见下文：
53.在一个实施例中，本技术提供了一种输电架空线路信息可视化装置，所述装置为头戴式装置，包括定位仪、摄像头、位置传感器、显示屏、触摸板和控制模块。
54.所述定位仪用于确定测量者的当前地理位置，并将所述测量者的当前地理位置发送至所述控制模块。
55.所述摄像头用于拍摄所述测量者当前视角范围的现场图像，并将所述现场图像发送至所述位置传感器和所述控制模块。
56.所述位置传感器用于对所述现场图像中至少一个电力设备与所述测量者之间的方位进行测量，并将测量结果发送至所述控制模块。
57.所述控制模块用于接收所述定位仪发送的所述测量者的当前地理位置、所述摄像头发送的现场图像以及所述位置传感器发送的测量结果，并识别所述现场图像中至少一个电力设备后，根据所述识别结果从各个电力设备中选取目标电力设备，以根据所述测量者的当前地理位置和所述测量结果中目标电力设备的方位生成前进路线，并将所述目标电力设备的方位和所述前进路线发送至显示屏。
58.所述显示屏用于接收并向所述测量者显示所述控制模块发送的所述目标电力设备的方位和所述前进路线。
59.所述触摸板用于接收所述测量者点击的操作指令，并将所述操作指令发送至所述控制模块，以使所述控制模块根据所述操作指令获取并发送相应的数据至所述显示屏。
60.示意性地，如图1、图2所示，图1为本技术实施例提供的一种输电架空线路信息可视化装置的结构示意图，图2为本技术实施例提供的输电架空线路信息可视化装置的佩戴示意图；由图1、图2可知，本技术中的输电架空线路信息可视化装置为一个小型的头戴式装置，其设置有定位仪、摄像头、位置传感器、显示屏、触摸板和控制模块等多个必要模块，通过将装置进行佩戴的方式可以减轻运维人在巡视输电线路过程中的携带压力，其中，摄像机和显示屏设置于测量者的视线的正前方，保证摄像机的拍摄角度于测量者的视觉角度一致，以及在装置佩戴后测量者可以直接看到显示屏中的显示内容。
61.进一步地，该装置的佩戴方式可以是眼镜式佩戴或头盔式佩戴，其中，眼镜式佩戴方式为将装置设置于眼镜上，而头盔式佩戴方式为将装置设置于安全帽中，并且两种佩戴方式的显示屏均可以设置在测量者的视线前方，以便测量者随时查看显示屏中显示的数据，测量者可以根据不同工作场景选择对应的佩戴方式，以使测量者能够在长时间巡视过程中舒适地工作；当测量者选用头盔式佩戴方式时，可以将该装置的供电电源内置于安全帽中，从而可以减轻测量者在长时间工作时的佩戴压力。
62.具体地，如图1所示，输电架空线路信息可视化装置中定位仪可以为gps定位仪，定
位仪在定位到测量者的当前地理位置后可以将其发送至控制模块，当测量者需要规划下一个巡检的电力设备以及前进路线时，可以点击摄像头的拍摄按钮，触发摄像头拍摄测量者当前视角范围的现场图像，并将现场图像发送至由陀螺仪和磁力计结合而成的位置传感器以及控制模块，位置传感器可以对该现场图像中至少一个电力设备与所述测量者之间的方位进行测量，得到测量结果并发送至控制模块，接着控制模块可以识别现场图像中至少一个电力设备，并将识别结果发送至位置传感器，以便位置传感器对每一电力设备的方位进行测量，同时控制模块可以根据识别结果从各个电力设备中选取目标电力设备，以根据测量者的当前地理位置和位置传感器的测量结果中目标电力设备的方位生成前进路线，并将目标电力设备的方位和前进路线发送至显示屏进行显示，待目标电力设备的相关数据显示于显示屏后，测量者可以根据显示屏的相关数据继续对输电线路进行巡视。
63.可以理解的是，本技术中的定位仪可以采用gps定位仪，它的定位精度高、全球覆盖范围广，可以在各种环境下进行定位和导航，还可以通过无线电信号发送定位信息，信息可视化装置通过接收卫星信号来确定测量者的当前地理位置，并且，gps定位仪定位的精度可以达到纳秒级，在gps定位仪定到测量者的当前地理位置后，可以将该当前地理位置发送至控制模块，定位仪除gps定位仪之外，还可以采用蓝牙定位仪、wi-fi定位仪以及惯性导航定位仪等定位仪，在此不做限制。
64.另外，本技术的控制模块指的是在一个有多个指令控制器的计算机中，用来控制和管理计算机运行的硬件或软件模块，控制模块通常负责接收和处理来自计算机中其他模块的输入信号，并根据预先设定的规则和逻辑进行操作和输出，在本技术中的控制模块可以采用控制芯片，其为一种微型电子芯片，包含有中央处理器(cpu)、存储器(rom、ram、闪存等)、输入输出接口(i/o)、时钟和定时器等核心组件，控制芯片通过各个组件实现对装置的运行、控制、管理和通信，本技术还可以依据输电线路的实际情况选用控制模块，在此不做限制。
65.此外，输电架空线路信息可视化装置的触摸板为装置的输入设备，可以接收测量者的操作指令与装置进行互动，当触摸板接收到测量者的操作指令时，可以将该操作指令以信号的形式发送至控制模块，以使控制模块根据该操作指令获取相应的数据，并将该数据发送至显示屏进行显示。
66.需要说明的是，触摸板为一种触摸感应平面，配置于装置中可以减少装置的空间占用和测量者的手部疲劳，从而减轻测量者的巡视压力，其可以采用电容式或压感式等技术，通过感应测量者手指在触摸板上的位置移动变化来确定操作指令，如通过手指在触摸板上进行滑动、缩放、旋转等操作，来实现显示屏中数据的选择、切换、退出以及数据字体的放大、缩小、旋转等功能。
67.举例来说，若触摸板采用电容式触摸板，当测量者的手指摸触摸板时，手指与触摸板之间可以形成一个电容，触摸板上的电路会检测这个电容的变化，并根据手指位置和移动生成操作指令；若触摸板采用压感式触摸板，触摸板可以检测到测量者的手指在触摸板上施加的压力，并根据压力大小和位置来生成操作指令。
68.示意性地，如图1所示，输电架空线路信息可视化装置与测量者互动的输入设备还可以包括操作按钮，该操作按钮可以控制装置的工作模式，如启动、节能、关闭，测量者可以在输电线路的巡视过程中的现实需求通过点击操作按钮调节装置的工作模式，避免装置中
电源能量的无意义消耗，从而提高装置的性能和续航能力。
69.上述实施例中，该装置为头戴式装置，包括定位仪、摄像头、位置传感器、显示屏和控制模块；其中，定位仪在确定测量者的当前地理位置后，可以将测量者的当前地理位置发送至控制模块，摄像头在拍摄所述测量者当前视角范围的现场图像后，可以将现场图像发送至位置传感器和控制模块，位置传感器在对所述现场图像中至少一个电力设备与测量者之间的方位进行测量后，可以将测量结果发送至控制模块，以使控制模块接收定位仪发送的测量者的当前地理位置、摄像头发送的现场图像以及位置传感器发送的测量结果，并识别现场图像中至少一个电力设备后，根据所述识别结果从各个电力设备中选取目标电力设备，从而可以快速判断测量者附近存在的电力设备，以便合理规划下一个检验的电力设备，接着控制模块可以根据测量者的当前地理位置和测量结果中目标电力设备的方位生成前进路线，并将所述目标电力设备的方位和所述前进路线发送至显示屏，以便显示屏接收并向测量者显示控制模块发送的目标电力设备的方位和前进路线，以此可以根据目标电力设备的方位和前进路线直观展示输电路线的巡视路线，从而对目标电力设备进行近距离检验，提高巡视效率和检验准确率。
70.在一个实施例中，如图1所示，所述位置传感器包括陀螺仪和磁力计；其中，所述陀螺仪用于基于所述测量者的当前地理位置测量所述测量者的当前方位；所述磁力计用于基于所述测量者的当前方位对所述现场图像中至少一个电力设备的方位进行测量。
71.本实施例中，通过陀螺仪和磁力计结合使用，构成信息可视化装置的位置传感器，在位置传感器中，陀螺仪可以用来精确地计算到测量者地旋转角度，如测量者转动了180度等变化的角度，而磁力计可以根据测量者的当前方位测量得到现场图像中至少一个电力设备的方位，当测量者移动后，位置传感器测量得到的方位也随之实时变化。
72.可以理解的是，陀螺仪内部设置有一个小陀螺，它的轴由于陀螺效应始终与初始方向平行，因此陀螺仪测量是以内部与地面垂直的方向上进行转动的小陀螺的为标准，通过测量装置与小陀螺的夹角得到测量者的方位，而磁力计类似于指南针，其通过磁化的钢针定位电力设备于测量者之间的方位，在陀螺仪计算得到的测量者的当前方位后，可以测量电力设备与测量者在东西南北四个方向上的夹角，从而得到电力设备的方位，因此，在测量者前往下一个目标电力设备的过程中，陀螺仪和磁力计结合使用可以精确地计算出测量者的立体运动方向。
73.在一个实施例中，如图1所示，所述装置还包括闪光灯；所述闪光灯用于在所述摄像头拍摄时进行补光。
74.本实施例中，输电架空线路信息可视化装置还可以包括闪光灯，该闪光灯设置于摄像头的一旁，其可以在摄像头在拍摄时进行补光，从而提高摄像头拍摄到的现场图像的亮度和色彩。
75.可以理解的是，在输电线路的巡视过程中，受天气和环境的影响，如在夜间或低光环境，摄像头的拍摄效果受到限制，导致拍摄到的现场图像效果不佳，无法识别到其中存在的电力设备，因此可以通过闪光灯增加摄像头的照明强度，提高拍摄亮度和清晰度，从而减少现场图像中的噪点和阴影，提高现场图像的质量和细节。
76.在一个实施例中，所述装置还包括无线通信模块；所述无线通信模块用于无线连接终端设备，以实现所述控制模块与所述终端设备之间的数据通信。
77.本实施例中，输电架空线路信息可视化装置还可以包括无线通信模块，通过无线通信模块可以将装置和终端设备进行无线连接，如电力线路运行单位总控制室中的终端设备，从而实现测量者与总控制室之间的数据共享，总控制室的运维人员可以利用总控制室中的终端设备将相关数据无线传输给测量者，若测量者在对电力设备进行巡检时发现异常数据，也可以通过无线传输将异常数据传输至总控制室。
78.可以理解的是，如图1所示，无线通信模块可以采用wifi模块或蓝牙模块，从而实现无线数据传输和远程控制，其中，wifi模块数据传输的速度较快，可以达到数百兆甚至更高的速度，并且传输距离较远，可以实现高速无线网络通信，而蓝牙模块为一种低功耗的无线通信模块，可以适用于需要长时间运行的场景，因此本技术中装置的无线通信模块可以根据具体的应用场景和需求进行选择，在此不做限制。
79.在一个实施例中，所述装置还包括数据存储模块；所述数据存储模块用于接收并存储所述控制模块发送的相关数据。
80.本实施例中，输电架空线路信息可视化装置还可以包括数据存储模块，当控制模块通过无线通信模块接收到来自外部终端设备的相关数据以及来自装置中各个模块测量得到的相关数据后，可以将相关数据都发送至数据存储模块，以便数据存储模块进行存储。
81.可以理解的是，数据存储模块是一种用于存储数据的电子设备或电路，通常包括数据存储介质、控制电路和接口电路等部分，其可以用于存储各种类型的数据，如文档、图片、视频、音频、传感器数据等，在本技术中，数据存储模块可以采用多种存储介质，如硬盘、固态硬盘、sd卡、u盘、eeprom等，由于每种存储介质都有其适用的场景和优势，输电架空线路信息可视化装置中的数据存储模块可以在对待巡视的输电线路的实况进行分析后，根据分析结果进行选择。
82.在一个实施例中，如图3所示，图3为本技术实施例提供的一种输电架空线路信息可视化方法的流程示意图；本技术还提供了一种输电架空线路信息可视化方法，应用于上述实施例中任一项所述输电架空线路信息可视化系统的主控制器，所述方法可以包括：
83.s110：接收定位仪发送的测量者的当前地理位置以及摄像头发送的测量者当前视角范围的现场图像。
84.s120：采用位置传感器对现场图像中至少一个电力设备与测量者之间的方位进行测量，得到测量结果。
85.上述步骤中，当测量者对输电线路进行巡视时可以佩戴上输电架空线路信息可视化装置，在选择巡视起点后，可以操控摄像头向前方环境进行拍摄，摄像头在拍摄到现场图像后，可以将该现场图像发送至控制模块，同时，控制模块可以实时接收定位仪发送的测量者的当前地理位置，并结合当前地理位置确定现场图像中的电力设备，进而可以通过位置传感器测量各个电力设备与测量者之间的方位。
86.s130：识别现场图像中至少一个电力设备，并根据预设定位规则计算每一电力设备与当前地理位置之间的设备距离。
87.本步骤中，当控制模块接收到各个模块发送的相关数据后，可以通过预设的设备识别模型对现场图像中存在的电力设备进行识别，并在得到识别结果后通过预设定位规则计算每一电力设备与当前地理位置之间的设备距离，以便根据各个电力设备的设备距离选择下一个巡检的目标电力设备，得到巡检路线的最优方案。
88.进一步地，当现场图像中存在电力设备的图像显示不完整时，如存在电力设备处于摄像头的拍摄范围边缘或被障碍物遮挡，此时可以提取该电力设备的全部显示图像，并判断其是否具备电力设备的标识特征，若是，则可以在现场图像中识别该电力设备，若否，则不需要在现场图像中识别该电力设备。
89.s140：从各个电力设备中选取出设备距离最小的电力设备，作为目标电力设备。
90.本步骤中，通过步骤s130计算得到各个电力设备与测量者之间的设备距离后，可以将各个设备距离从小到大进行排序，得到排序结果，以便将排序结果中选择设备距离最小的电力设备作为目标电力设备。
91.可以理解的是，输电线路中各个位置都配置有电力设备，且每个位置的分布无规律，因此在对输电线路巡视时可以根据测量者与各个电力设备之间的设备距离对巡视路线进行规划，通过选取设备距离最小的电力设备作为目标，可以减少巡视路线的长度，降低工作难度，提高巡视效率，并且，测量者可以利用最短的巡视路线覆盖到输电线路上的所有电力设备，确保在每一电力设备都能得到检查和维护。
92.s150：根据当前地理位置与测量结果中目标电力设备的方位生成前进路线，并将目标电力设备的方位和前进路线显示于显示屏中。
93.本步骤中，通过定位仪定位到的当前地理位置和位置传感器测量到的目标电力设备的方位后，可以生成测量者与目标电力设备之间的前进路线，其中，该前进路线包括了前进的方向和长度，即测量者需要向哪个方向前进，以及需要前进多少距离，得到前进路线后，控制模块可以将目标电力设备的方位以及该前进路线显示于显示屏中，以便测量者跟着前进路线前往目标电力设备。
94.进一步地，随着测量者的移动，定位仪定位到的当前地理位置以及位置传感器测量到的目标电力设备的方位也在实时变化，因此显示屏中显示的方位和前进路线也在实时更新，以确保显示数据的准确性，测量者由此可以实时了解巡视情况；更进一步地，在更新前进路线时，控制模块将结合提前存储的输电线路地形图对前进路线进行规划，避免受地形、障碍物等因素影响，出现前进路线无法通行的情况。
95.上述实施例中，定位仪在确定测量者的当前地理位置后，可以将测量者的当前地理位置发送至控制模块，摄像头在拍摄所述测量者当前视角范围的现场图像后，可以将现场图像发送至位置传感器和控制模块，位置传感器在对现场图像中至少一个电力设备与测量者之间的方位进行测量后，可以将测量结果发送至控制模块，以使控制模块接收定位仪发送的测量者的当前地理位置、摄像头发送的现场图像以及位置传感器发送的测量结果，并识别现场图像中至少一个电力设备后，根据预设定位规则计算每一电力设备与当前地理位置之间的设备距离，并从各个电力设备中选取出设备距离最小的电力设备，作为目标电力设备，从而可以快速判断测量者附近存在的电力设备，并利用设备距离合理规划下一个检验的电力设备，以便利用最短的巡视路线覆盖到输电线路上的所有电力设备，接着控制模块可以根据测量者的当前地理位置和测量结果中目标电力设备的方位生成前进路线，并将目标电力设备的方位和前进路线发送至显示屏，以便显示屏接收并向测量者显示控制模块发送的目标电力设备的方位和前进路线，以此可以根据目标电力设备的方位和前进路线直观展示输电路线的巡视路线，从而对目标电力设备进行近距离检验，提高巡视效率和检验准确率。
96.在一个实施例中，s130中识别所述现场图像中至少一个电力设备，可以包括：
97.s131：将现场图像输入至预设的设备识别模型中，得到设备识别模型输出的与现场图像对应的至少一个电力设备。
98.本实施例中，在识别现场图像中的电力设备时，可以将现场图像输入至预先配置的设备识别模型中，以便通过设备识别模型来对现场图像中的电力设备进行识别，并在识别到现场图像中的各个电力设备后，输出与现场图像对应的电力设备的识别结果。
99.其中，设备识别模型为以多个输电线路图像为训练样本，以每一输电线路图像中标识的电力设备为训练标签训练得到的。
100.具体地，在获取设备识别模型训练时的训练样本和训练标签时，可以采集多个输电线路设备的现场图像作为训练样本，其中各个现场图像为通过多个不同的拍摄角度以及不同的光照条件下拍摄得到，在采集到现场图像后，标识每一现场图像中的电力设备，即为每个电力设备标注其类别和位置信息，并将标识后的现场图像作为训练标签，其中，现场图像在标注时，需要保证标注的准确性和一致性，避免标注错误或重复，从而提高模型训练的精度。
101.进一步地，本技术在对设备识别模型进行训练时，可以采用目标监测算法进行训练，如yolo v5、faster r-cnn、ssd等，并且在训练时，可以对训练模型设置合适的参数，如学习率、迭代次数、批量大小等，在此不做限制。
102.在一个实施例中，如图4所示，图4为本技术实施例提供的一种设备距离测量的流程示意图；s130中根据预设定位规则计算每一电力设备与当前地理位置的设备距离，还可以包括：
103.s132：获取预先存储的设备位置线路图。
104.s133：基于设备位置线路图计算每一电力设备与当前地理位置之间的直线距离，作为每一电力设备与当前地理位置之间的设备距离。
105.本实施例中，数据存储模块预先存储有设备位置线路图，控制模块可以直接从数据存储模块中获取设备位置线路图，并根据当前地理位置确定设备位置线路图中测量者当前地理位置，接着可以确定现场图像中识别到的电力设备在设备位置线路图中的设备地理位置，从而计算得到每一电力设备与测量者之间的直线距离，并作为每一电力设备的设备距离。
106.可以理解的是，设备位置线路图在输电线路建设时实时更新，其中包含有输电线路中各个电力设备的地理位置信息，设备位置线路图时可以通过二维平面图或三维模型等形式进行设计，在输电线路的地形图的基础上补充各个电力设备的地理位置信息并存储至数据存储模块，以便测量者随时进行调用。
107.在一个实施例中，如图5所示，图5为本技术实施例提供的另一种设备距离测量的流程示意图；s130中根据预设定位规则计算每一电力设备与当前地理位置的设备距离，还可以包括：
108.s133：获取预先存储的设备位置线路图。
109.s134：确定现场图像的视角中心，并基于视角中心在当前地理位置上划定视角延伸线。
110.s135：基于设备位置线路图计算每一电力设备与视角延伸线的垂直距离，作为每
一电力设备与当前地理位置之间的设备距离。
111.本实施例中，控制模块可以直接从数据存储模块中获取设备位置线路图，接着根据当前地理位置确定设备位置线路图中测量者当前地理位置，并在确定现场图像的视角中心后，基于视角中心在设备位置线路图中测量者的位置上划定视角延伸线，以及可以确定现场图像中识别到的电力设备在设备位置线路图中的设备地理位置，从而计算得到每一电力设备与视角延伸线的垂直距离，并作为每一电力设备的设备距离。
112.可以理解的是，根据现场图像的视角中心划定视角延伸线，并以视觉延伸线为中心路线，进而扩散对四周的电力设备进行巡检，以此可以优化巡检路径，避免巡视路线无规划依据导致的区域漏检或重复巡检，并且通过计算每一电力设备与视角延伸线的垂直距离，可以精确定位电力设备的位置，从而快速定位故障点和危险点，提高巡检效率。
113.在一个实施例中，s120中位置传感器包括陀螺仪和磁力计；其中采用位置传感器对现场图像中至少一个电力设备于所述测量者之间的方位进行测量，得到测量结果，可以包括：
114.s121：采用陀螺仪测量测量者的当前方位，并利用磁力计根据测量者的当前方位对现场图像中至少一个电力设备的位置进行测量，得到各个电力设备与所述测量者之间的方位。
115.本实施例中，在测量者移动的过程中，可以通过陀螺仪计算测量者旋转的角速度得到测量者的旋转角度，进而可以结合测量者的初始方位计算得到测量者的当前方位，在测量者的当前方位变化后，可以利用磁力计根据测量者的当前方位，通过测量地球磁场的变化来确定待测量的电力设备与测量者之间的相对方位，从而得到电力设备的方位。
116.在一个实施例中，输电架空线路信息可视化方法还可以包括：
117.s160：当接收到测量者在触摸板上点击的操作指令时，根据操作指令获取相应的相关数据，并将相关数据显示于显示屏中。
118.本实施例中，当监测到测量者在触摸板上进行操作时，可以获取触摸板发送的与操作指令对应的信号，以便根据该信号从数据存储模板中获取相应的相关数据，并将相关数据显示于显示屏中，其中，操作指令可以包括选择操作、滑动操作和确认操作等操作指令。
119.举例来说，显示屏中显示有输电线路的电力设备列表，若测量者有查看其中一个电力设备的设备详细信息的需求时，可以在触摸板上对该电力设备的行列进行双击确定，控制模块在接收到测量者的操作指令后，可以通过分析测量者双击的位置对应的电力设备，并从数据存储模板中检索到与该电力设备对应的设备详细信息，发送至显示屏中进行数据更新。
120.进一步地，显示屏在显示数据的时候，可以根据测量者的使用需求调节显示屏的界面布局，测量者在调节界面布局时，同样可以通过触摸板进行选择，例如采用表格、图表、地图等形式显示电力设备的相关数据，以及对显示数据的字体进行放大或缩小。
121.在一个实施例中，输电架空线路信息可视化方法还可以包括：
122.s170：利用无线通信模块连接终端设备，并在接收到终端设备传输的相关数据时，将相关数据存储至数据存储模块。
123.本实施例中，装置可以采用蓝牙、wifi、lora等无线通信方式与终端设备进行无线
连接，并在终端设备发送相关数据时进行接收以及存储至数据存储模块，在数据存储完成后，可以向终端设备发送确认信号，以确认数据的成功传输。
124.可以理解的是，装置中数据存储模块存储的数据一部分来自于装置各个模块的测量数据，其余部分为通过无线通信模块接收的来自于外部终端设备的数据，例如输电线路的地形图、设备位置线路图以及输电线路中每一电力设备的设备详细信息等相关数据。
125.进一步地，在测量者巡视的过程中，若数据存储模块存在电力设备的数据空缺，控制模块可以通过无线通信模块向其他终端设备获取对应电力设备的新数据并向测量者显示，若输电线路上存在电力设备的运行数据异常，测量者也可以将该异常的运行数据通过无线通信模块发送至其他终端设备。
126.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
127.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。
128.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种输电架空线路信息可视化装置，其特征在于，所述装置为头戴式装置，包括定位仪、摄像头、位置传感器、显示屏、触摸板和控制模块；所述定位仪用于确定测量者的当前地理位置，并将所述测量者的当前地理位置发送至所述控制模块；所述摄像头用于拍摄所述测量者当前视角范围的现场图像，并将所述现场图像发送至所述位置传感器和所述控制模块；所述位置传感器用于对所述现场图像中至少一个电力设备与所述测量者之间的方位进行测量，并将测量结果发送至所述控制模块；所述控制模块用于接收所述定位仪发送的所述测量者的当前地理位置、所述摄像头发送的现场图像以及所述位置传感器发送的测量结果，并识别所述现场图像中至少一个电力设备后，根据所述识别结果从各个电力设备中选取目标电力设备，以根据所述测量者的当前地理位置和所述测量结果中目标电力设备的方位生成前进路线，并将所述目标电力设备的方位和所述前进路线发送至显示屏；所述显示屏用于接收并向所述测量者显示所述控制模块发送的所述目标电力设备的方位和所述前进路线；所述触摸板用于接收所述测量者点击的操作指令，并将所述操作指令发送至所述控制模块，以使所述控制模块根据所述操作指令获取并发送相应的数据至所述显示屏。2.根据权利要求1所述的输电架空线路信息可视化装置，其特征在于，所述位置传感器包括陀螺仪和磁力计；所述陀螺仪用于基于所述测量者的当前地理位置测量所述测量者的当前方位；所述磁力计用于基于所述测量者的当前方位对所述现场图像中至少一个电力设备的方位进行测量。3.根据权利要求1所述的输电架空线路信息可视化装置，其特征在于，所述装置还包括无线通信模块；所述无线通信模块用于无线连接终端设备，以实现所述控制模块与所述终端设备之间的数据通信。4.一种输电架空线路信息可视化方法，应用于上述权利要求1-3中任一项所述输电线路信息可视化装置的控制模块，其特征在于，所述方法包括：接收定位仪发送的测量者的当前地理位置以及摄像头发送的所述测量者当前视角范围的现场图像；采用位置传感器对所述现场图像中至少一个电力设备与所述测量者之间的方位进行测量，得到测量结果；识别所述现场图像中至少一个电力设备，并根据预设定位规则计算每一电力设备与所述当前地理位置之间的设备距离；从各个电力设备中选取出设备距离最小的电力设备，作为目标电力设备；根据所述当前地理位置与所述测量结果中目标电力设备的方位生成前进路线，并将所述目标电力设备的方位和所述前进路线显示于显示屏中。5.根据权利要求4所述的输电架空线路信息可视化方法，其特征在于，所述识别所述现场图像中至少一个电力设备，包括：
将所述现场图像输入至预设的设备识别模型中，得到所述设备识别模型输出的与所述现场图像对应的至少一个电力设备；其中，所述设备识别模型为以多个输电线路图像为训练样本，以每一输电线路图像中标识的电力设备为训练标签训练得到的。6.根据权利要求4所述的输电架空线路信息可视化方法，其特征在于，所述根据预设定位规则计算每一电力设备与所述当前地理位置之间的设备距离，包括：获取预先存储的设备位置线路图；基于所述设备位置线路图计算每一电力设备与所述当前地理位置之间的直线距离，作为每一电力设备与所述当前地理位置之间的设备距离；其中，所述设备位置线路图包含有输电线路中各个电力设备的地理位置信息。7.根据权利要求4所述的输电架空线路信息可视化方法，其特征在于，所述根据预设定位规则计算每一电力设备与所述当前地理位置的设备距离，还包括：获取预先存储的设备位置线路图；确定所述现场图像的视角中心，并基于所述视角中心在所述当前地理位置上划定视角延伸线；基于所述设备位置线路图计算每一电力设备与所述视角延伸线的垂直距离，作为每一电力设备与所述当前地理位置之间的设备距离。8.根据权利要求4所述的输电架空线路信息可视化方法，其特征在于，所述位置传感器包括陀螺仪和磁力计；所述采用位置传感器对所述现场图像中至少一个电力设备于所述测量者之间的方位进行测量，得到测量结果，包括：采用所述陀螺仪测量所述测量者的当前方位，并利用磁力计根据所述测量者的当前方位对所述现场图像中至少一个电力设备的位置进行测量，得到各个电力设备与所述测量者之间的方位。9.根据权利要求4所述的输电架空线路信息可视化方法，其特征在于，所述方法还包括：当接收到所述测量者在触摸板上点击的操作指令时，根据所述操作指令获取相应的相关数据，并将所述相关数据显示于所述显示屏中；其中，所述操作指令包括选择操作、滑动操作和确认操作。10.根据权利要求4所述的输电架空线路信息可视化方法，其特征在于，所述方法还包括：利用无线通信模块连接终端设备，并在接收到所述终端设备传输的相关数据时，将所述相关数据存储至数据存储模块。

技术总结
本申请提供的一种输电架空线路信息可视化装置及信息可视化方法，该装置包括定位仪、摄像头、位置传感器、显示屏和控制模块；其中，定位仪可以确定测量者的当前地理位置，摄像头可以拍摄测量者当前视角范围的现场图像，位置传感器可以对摄像头拍摄到的现场图像中的电力设备与测量者之间的方位进行测量，控制模块可以获取测量者的当前地理位置、现场图像以及电力设备的方位，并在对现场图像中的各个电力设备进行识别并选取目标电力设备后，可以根据测量者的当前地理位置和目标电力设备的方位生成前进路线，并发送至显示屏进行显示，以此可以向测量者直观展示输电路线的巡视路线，从而对目标电力设备进行近距离检验，提高巡视效率和检验准确率。率和检验准确率。率和检验准确率。


技术研发人员：卢海 梁成军 吴炅 黄万里 韩啸 孟秋实 薛庆莲 杨旭杰 刘云勋 胡燃
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司广州供电局
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/8/28