基于颜色插值的电网换相失败线路范围划分算法制造技术

本发明专利技术公开一种基于颜色插值的电网换相失败线路范围划分算法，包括步骤：1)根据等值中心点的数值将中心点分为不同集合S

【技术实现步骤摘要】
基于颜色插值的电网换相失败线路范围划分算法


[0001]本专利技术涉及数据可视化分析领域，特别涉及一种基于颜色插值的电网换相失败线路范围划分算法。

技术介绍

[0002]机电
‑
电磁混合仿真评估技术需要根据故障形成批量暂稳作业，并且需要对批量作业中换相失败的线路进行统计并通过人工对统计值相同的区域进行着色。由于电网地理接线图数量大，而且相同失败线路数量散落在地理接线图的不同区域呈极为不规则的形状，并非传统意义上的凸包。图2列举了机电
‑
电磁混合仿真评估真实场景中手工填充的换向失败线路等值范围划分。
[0003]基于Marching Square的等高线算法无法满足非凸包等值范围划分及颜色填充的要求。Matt Duckham等提出一种基于Delaunay三角形构造点集的非凸包边缘多边形的计算方法，其基本思想如图3所示。非凸包计算采样点边缘曲线方法仅适用于采样点密集的场景。类似的，一些学者提出基于Voronoi图的近似边缘多边形计算方法。上述两类算法的计算复杂度为"O(nlgn),n为点数。然而此类算法都无法识别不连通的等值范围。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种基于颜色插值的等值范围划分算法，目的在于解决等值范围划分问题中非凸边界多边形计算复杂度高且要求等值中心点密度高的缺陷，通过基于颜色插值方法在线性时间内实现非凸包等值范围的划分，此项专利技术主要用于机电
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电磁混合仿真评估的换相失败线路范围划分。
[0005]为实现上述的专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种基于颜色插值的电网换相失败线路范围划分算法，包括步骤：
[0007]1)根据等值中心点的数值将中心点分为不同集合S
i
，并确定不同等值中心点在屏幕空间内的坐标位置；
[0008]2)根据像素点到等值中心点的距离，计算等值中心点附近各像素点对应的影响程度值；
[0009]3)根据各等值中心点的数值，将影响程度值以灰度值存于不同等值图层；
[0010]4)对多个不同等值图层进行叠加合成，计算各像素点的叠加综合影响程度，以确定各像素点所属的集合S
i
；
[0011]5)填充集合S
i
内每个像素点的颜色绘制划分范围着色图。
[0012]优选的，所述步骤1)的具体过程包括：
[0013]1.1)根据等值中心点的数值将中心点分为不同集合S
i
；
[0014]1.2)对每个集合S
i
内的等值中心点赋值相同的灰度原始值u
i
；
[0015]1.3)对齐屏幕坐标原点与中心点集坐标原点；
[0016]1.4)计算不同点集中每个中心点在屏幕中的坐标。
[0017]优选的，所述步骤2)的计算过程包括：
[0018]2.1)计算像素点(x
,
y)到对应的等值中心点(x
i,
y
i
)的距离d；
[0019]2.2)根据距离d，计算像素点(x
,
y)的受影响程度；
[0020]2.3)若受影响程度值低于设定阈值ε，则停止计算更远处的像素点。
[0021]优选的，步骤2.2)采用的计算公式如下：
[0022][0023]其中α＜0,u
i
为灰度原始值。
[0024]优选的，在所述步骤3)中，以二维纹理的形式将影响程度值分别存于图片对应的像素点。
[0025]优选的，在所述步骤4)中，通过预先定义的图层颜色，按照混合影响因子进行线性叠加获得最终的灰度值分量，作为叠加综合影响程度。
[0026]进一步优选的，所述步骤4)的计算过程包括：
[0027]4.1)设每个图层对应坐标的影响程度值为a
x，y，i
，该图层的灰度值为u
i
，每个图层的影响概率为影响概率为各图层中心点数与中心点总数的比值，可计算如下：
[0028]其中C
i
为图层i的中心点数，S为总中心点数；
[0029]叠加综合影响程度对应的计算公式为：
[0030][0031]由于各图层总影响概率为1，即：
[0032]4.2)确定每个像素点所属的等值范围：
[0033]通过比较每个等值范围的灰度值来确定该像素点所属的等值范围，计算公式如下：
[0034][0035]当叠加综合影响程度与图层i的灰度值最接近则将(x,y)像素添加入集合S
i
，如果叠加综合影响程度与任一图层的灰度值相差较大则将不对该像素做任何处理。
[0036]优选的，所述步骤5)的具体计算过程包括：
[0037]步骤5.1)为不同的等值划分范围分配不同的RGB值；
[0038]步骤5.2)根据每个像素点所属的等值范围填充颜色绘制着色图。
[0039]本专利技术的算法通过颜色插值填充不同中心点的覆盖范围，自然地划分各类等值范围的边界，在"O(n)复杂度下即可获得非凸包等值范围；由于本算法基于像素计算，在高分辨率屏幕空间中其边缘更加平滑。
附图说明
[0040]图1为基于颜色插值的电网换相失败线路范围划分算法流程图；
[0041]图2为换相失败线路范围划分手工作图；
[0042]图3为基于Delaunay三角形构造点集的非凸包边缘多边形方法；
[0043]图4表示三个不同等值范围的点集划分；
[0044]图5为单一等值范围实际效果图；
[0045]图6为电网换相失败线路6个等值范围划分实际效果图；
具体实施方式
[0046]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开的具体实施例的限制。
[0047]如图1所示，基于颜色插值的电网换相失败线路范围划分算法，其实现方法具体分为以下几步：
[0048](1)确定不同等值中心点在屏幕空间位置；
[0049]a)根据等值中心点的数值将中心点分为不同点集S
i
，图4列出了不同等值的中心点划分情况，其中等值为1的点集为{(1,1,1),(2,0,1),(2,3,1),(4,1,1)},等值为3的点集为{(0,4,3),(1,7,3),(2,5,3),(4,4,3)}，等值为6的点集为{(3,8,6),(5,6,6),(5,9,6),(6,7,6),(6,8,8)}，其中前两位为坐标值，最后一位为等值数值；
[0050]b)对每个等值点集的中心点赋值相同的灰度值u
i
，为方便后续计算灰度值按等值数值在[0,255]范围内等比例缩放；
[0051]c)对齐屏幕坐标原点与中心点集坐标原点；
[0052]d)计算不同点集中每个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于颜色插值的电网换相失败线路范围划分算法，其特征在于，包括步骤：1)根据等值中心点的数值将中心点分为不同集合S
i
，并确定不同等值中心点在屏幕空间内的坐标位置；2)根据像素点到等值中心点的距离，计算等值中心点附近各像素点对应的影响程度值；3)根据各等值中心点的数值，将影响程度值以灰度值存于不同等值图层；4)对多个不同等值图层进行叠加合成，计算各像素点的叠加综合影响程度，以确定各像素点所属的集合S
i
；5)填充集合S
i
内每个像素点的颜色绘制划分范围着色图。2.根据权利要求1所述的基于颜色插值的电网换相失败线路范围划分算法，其特征在于，所述步骤1)的具体过程包括：1.1)根据等值中心点的数值将中心点分为不同集合S
i
；1.2)对每个集合S
i
内的等值中心点赋值相同的灰度原始值u
i
；1.3)对齐屏幕坐标原点与中心点集坐标原点；1.4)计算不同点集中每个中心点在屏幕中的坐标。3.根据权利要求1所述的基于颜色插值的电网换相失败线路范围划分算法，其特征在于，所述步骤2)的计算过程包括：2.1)计算像素点(x，y)到对应的等值中心点(x
i
，y
i
)的距离d；2.2)根据距离d，计算像素点(x，y)的受影响程度；2.3)若受影响程度值低于设定阈值ε，则停止计算更远处的像素点。4.根据权利要求3所述的基于颜色插值的电网换相失败线路范围划分算法，其特征在于，步骤2.2)采用的计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪飞，徐以波，韩国尧，谢仁淦，
申请(专利权)人：杭州缔特信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：