本發(fā)明屬于地圖導(dǎo)航，具體涉及一種基于geotiff的光伏場站內(nèi)路徑導(dǎo)航方法，主要針對光伏場站內(nèi)兩點之間的導(dǎo)航，即人員向異常設(shè)備的導(dǎo)航。

背景技術(shù)：

1、光伏發(fā)電作為清潔能源的重要組成部分，得到了廣泛的應(yīng)用和推廣。然而，隨著光伏場站規(guī)模的不斷增大，場站內(nèi)的路徑網(wǎng)絡(luò)也變得越來越龐大復(fù)雜，給工作人員的巡檢、維護(hù)等工作帶來了一定的挑戰(zhàn)。

2、在光伏場站的運維場景中，當(dāng)無人機(jī)巡檢系統(tǒng)向工作人員下發(fā)光伏板異常信息后，由于地圖軟件不提供場站內(nèi)部路徑導(dǎo)航服務(wù)，工作人員需要根據(jù)終端顯示的告警信息，對照現(xiàn)場實際情況確定異常設(shè)備和自己的位置，并根據(jù)經(jīng)驗才能前往異常設(shè)備處檢查。因此，開發(fā)一種高效的光伏場站內(nèi)路徑導(dǎo)航方法具有重要意義，可以幫助巡檢工作人員快速高效的前往異常設(shè)備處。

3、cn107478242a中公開了一種導(dǎo)航方法和系統(tǒng)，所要解決的技術(shù)問題為：如果用戶位于一個封閉區(qū)域內(nèi)，比如有圍墻的小區(qū)，現(xiàn)有的導(dǎo)航軟件會直接穿過圍墻將用戶的當(dāng)前位置匹配到距離用戶的當(dāng)前位置最近的封閉區(qū)域外的道路上，然而，即使離用戶匹配的道路最近，但是由于有圍墻隔開，用戶也沒法直闖過圍墻，因此，無法給用戶做出合理的導(dǎo)航指引。

4、cn107478242a中公開的方法主要解決的是導(dǎo)航時出現(xiàn)的規(guī)劃結(jié)果穿墻的問題，本發(fā)明提出的方法主要解決的是在光伏場站的場景中，在規(guī)定的路徑上尋找點與點之間最優(yōu)路徑的問題，解決的技術(shù)問題以及解決問題所使用的方法與本發(fā)明相比均不同。

5、cn108073176a本發(fā)明公開了一種改進(jìn)型d*lite車輛動態(tài)路徑規(guī)劃方法，包括以下步驟：1)獲取車輛當(dāng)前狀態(tài)及目標(biāo)狀態(tài)，并獲取當(dāng)前環(huán)境地圖信息，再使用形態(tài)學(xué)操作對當(dāng)前環(huán)境地圖中的障礙物進(jìn)行膨脹；2)構(gòu)建車輛運行學(xué)模型；3)基于車輛運動學(xué)模型的限制，使用d*lite算法在膨脹后的環(huán)境地圖上搜索路徑；4)根據(jù)reeds-shepp曲線對到達(dá)終點時車輛的朝向角進(jìn)行調(diào)整；5)根據(jù)步驟3)生成的最短路徑及步驟4)中的reeds-shepp曲線構(gòu)建最終路徑，然后使用能量函數(shù)及梯度下降法對最終路徑進(jìn)行平滑，完成改進(jìn)型d*lite車輛動態(tài)路徑規(guī)劃，該方法能夠在動態(tài)的環(huán)境下實現(xiàn)路徑的規(guī)劃。

6、cn108073176a中公開的方法主要解決的是自動駕駛方案中車輛局部路徑規(guī)劃的問題，如何能使車輛行駛地更平穩(wěn)流暢，該方法關(guān)注于車輛本身的運動，解決的技術(shù)問題以及解決問題所使用的方法與本發(fā)明相比均不同。

7、綜上，本發(fā)明解決的技術(shù)問題和解決問題所使用的方法與已公開的發(fā)明存在本質(zhì)上的不同，本領(lǐng)域內(nèi)暫未有基于geotiff圖的路徑搜索方法，解決光伏場站內(nèi)場景下的導(dǎo)航問題的發(fā)明。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于geotiff的光伏場站內(nèi)路徑導(dǎo)航方法。

2、為了解決技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方法是：一種基于geotiff的光伏場站內(nèi)路徑導(dǎo)航方法，包括以下步驟：

3、s1、獲取地理信息數(shù)據(jù)，人工標(biāo)注，制作光伏場站路徑布局的geotiff圖；

4、s2、基于geotiff圖，利用圖像處理技術(shù)和地理坐標(biāo)系統(tǒng)，提取其地理信息存入配置文件，并將其轉(zhuǎn)換為黑色背景白色路線的二值地圖；

5、s3、根據(jù)巡檢人員終端信息和異常設(shè)備的告警信息，確定人員和設(shè)備，即起點和終點的gps坐標(biāo)；

6、s4、根據(jù)s2中的地理信息，將起點和終點的gps坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為圖像坐標(biāo)信息，在二值地圖中確定其位置；

7、s5、通過圖像路徑搜索方法，找到起點到終點的最優(yōu)路徑，記錄路徑上的像素坐標(biāo)序列信息；

8、s6、根據(jù)s2中的地理信息，將最優(yōu)路徑的像素坐標(biāo)序列轉(zhuǎn)換為gps坐標(biāo)序列，在終端地圖中顯示。

9、優(yōu)選的，所述s1具體為：從衛(wèi)星影像或無人機(jī)航拍圖像中獲取高分辨率的地理信息數(shù)據(jù)，采用人工標(biāo)注的方式，制作光伏場站路徑布局的geotiff圖。

10、優(yōu)選的，所述人工標(biāo)注具體為：結(jié)合實際情況和用戶需求，以人工手段在gis軟件中，標(biāo)注可通行、無安全隱患的路徑，然后將標(biāo)注好的路徑圖層導(dǎo)出，生成帶有地理信息的geotiff格式的文件。

11、優(yōu)選的，所述s2具體為：利用opencv讀取geotiff圖，將其轉(zhuǎn)換為二值地圖，標(biāo)注出的路徑為白色，其他部分為黑色背景，存儲為.png格式地圖，并記錄圖像寬高；利用gdal讀取geotiff圖中的關(guān)鍵地理信息，包括左上角gps坐標(biāo)、地面分辨率、地處南北半球信息，最后將讀取的關(guān)鍵地理信息，存入一個配置文件，與.png格式地圖存儲在相同路徑下。

12、優(yōu)選的，所述s4中具體為：讀取s2中存儲好的配置文件，根據(jù)地面分辨率換算，將起點和終點的gps坐標(biāo)換算成像素坐標(biāo)，確定起點和終點在二值地圖中的像素坐標(biāo)，gps坐標(biāo)換算至像素坐標(biāo)關(guān)系式如下：

13、

14、式中：

15、pixel為像素坐標(biāo)；

16、gps為gps坐標(biāo)；

17、gps(左上角)為左上角gps坐標(biāo)。

18、優(yōu)選的，所述s5具體為：在讀取s2中制作的二值地圖后，根據(jù)s4中起點和終點像素坐標(biāo)進(jìn)行路徑檢索，分別搜索起點和終點對應(yīng)像素坐標(biāo)周圍的最近白色點，即搜索離起點和終點最近的路徑上的點，分別記兩點為a、b，記錄起點到其最近白色點的直線坐標(biāo)，記為線路a，記錄終點的最近白色點到終點的直線坐標(biāo)，記為線路b，即完成了將人員導(dǎo)航至最近路徑上，以及從路徑上導(dǎo)航至終點的任務(wù)，利用dijkstra算法，基于二值地圖中的白色像素點，搜索從a點到b點的最短路徑，以像素坐標(biāo)序列的形式，記錄a到b沿線的每一個像素，將此線路記為c，將三段線路以a-c-b的順序合并，即為起點到終點的最優(yōu)路徑像素坐標(biāo)序列。

19、優(yōu)選的，所述dijkstra算法是聲明一個數(shù)組dis來保存源點到各個頂點的最短距離和一個保存已經(jīng)找到了最短路徑的頂點的集合：t，初始時，原點s的路徑權(quán)重被賦為0，dis[s]＝0，若對于頂點s存在能直接到達(dá)的邊(s，m)，則把dis[m]設(shè)為w(s，m)，同時把所有其他頂點的路徑長度設(shè)為無窮大；初始時，集合t只有頂點s，然后從dis數(shù)組選擇最小值，則該值就是源點s到該值對應(yīng)的頂點的最短路徑，并且把該點加入到t中，完成一個頂點，然后判斷新加入的頂點是否可以到達(dá)其他頂點并且通過該頂點到達(dá)其他點的路徑長度是否比源點直接到達(dá)短，如果是，那么就替換這些頂點在dis中的值；然后，又從dis中找出最小值，重復(fù)上述動作，直到t中包含了二值地圖的所有頂點。

20、優(yōu)選的，所述步驟s6具體為：根據(jù)s2中存儲好的地面分辨率及左上角gps坐標(biāo)，遍歷所得到的路徑的像素坐標(biāo)序列換算為gps坐標(biāo)序列，直接確定在地圖軟件中顯示帶有起點到終點的、帶指向性的導(dǎo)航路徑，所述像素坐標(biāo)換算至gps坐標(biāo)的關(guān)系式如下：

21、gps＝(pixel*地面分辨率)+gps(左上角)

22、式中：

23、gps為gps坐標(biāo)；

24、ppixel為像素坐標(biāo)；

25、gps(左上角)為左上角gps坐標(biāo)。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

27、(1)本發(fā)明公開了一種基于geotiff的光伏場站內(nèi)路徑導(dǎo)航方法，該方法利用光伏場站內(nèi)的地理信息數(shù)據(jù)和圖像處理技術(shù)，實現(xiàn)了對光伏場站內(nèi)路徑的智能導(dǎo)航，通過提供精確的導(dǎo)航指引，可以大幅提高光伏場站內(nèi)工作人員的工作效率，并優(yōu)化光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行和維護(hù)流程；

28、(2)本發(fā)明首先制作光伏場站路徑布局的geotiff圖，然后利用圖像處理技術(shù)和地理坐標(biāo)系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)換為黑色背景白色路線的二值地圖，接著將起點終點的gps坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為像素坐標(biāo)信息，通過圖像路徑搜索方法，找到起點到終點的最優(yōu)路徑，這樣導(dǎo)航更加精準(zhǔn)和快速，實現(xiàn)了人員向異常設(shè)備的導(dǎo)航；

29、(3)本發(fā)明的導(dǎo)航方法普適性較強(qiáng)，適宜于光伏場站內(nèi)的路徑導(dǎo)航，也同樣適用于其他場景內(nèi)的路徑導(dǎo)航。