發(fā)布時間：2021-01-03 03:00

　　無人機擁有高效的執(zhí)行能力、可靠的安全性以及低廉的成本,使其成為電力行業(yè)巡檢任務的主要研究對象。使用無人機進行變電站巡檢的主要內容是,無人機搭載觀測設備飛至變電站上空對變電站設備進行信息采集。因此,規(guī)劃出一條全覆蓋無碰撞的無人機巡檢路徑對于完成這樣一個任務是至關重要的。本文針對變電站空間的劃分方法、變電站點云的精簡濾波、無碰撞航跡生成以及全覆蓋航跡生成等方面進行了研究。首先,根據(jù)變電站環(huán)境中無人機可到達的自由空間,對自由空間進行合理的劃分,同時介紹了仿真實驗中對無人機的建模。其次,因為原始點云的數(shù)量龐大,直接使用將導致算法運行地極為緩慢,同時也不利于環(huán)境建模,因此本文提出了一種點云濾波算法,對原始變電站點云文件進行精簡濾波。再次,在充分考慮了無人機與變電站設備之間的安全距離后,針對變電站環(huán)境中的障礙物進行建模。最后,針對全覆蓋路徑規(guī)劃問題一般解決方案的不足,本文提出了一種改進的全覆蓋無碰撞路徑規(guī)劃算法,該算法能夠快速的在劃分好的自由空間中找到一條連接所有觀測區(qū)域的隨機樹,并且在飛行過程中找到一條全覆蓋無碰撞的巡檢路徑。仿真實驗的結果證明,本文提出的算法能有效地解決全覆蓋路徑規(guī)劃問題,在保... 

【文章來源】：華北電力大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

一飛行機器人變電站巡檢示意圖

無人機的能源消耗。??文獻［１５］將無人機三維路徑規(guī)劃算法分為五類，分別是：基于采樣的算法、基于??節(jié)點的算法、基于數(shù)學模型的算法、生物啟發(fā)算法和基于多融合的算法，如圖１－３??所示。三維路徑規(guī)劃擁有巨大的應用市場，但是不同于二維路徑規(guī)劃，三維的動態(tài)??約束更加復雜，規(guī)劃難度隨著動態(tài)約束呈指數(shù)增長。為了規(guī)劃通過復雜環(huán)境的無碰??撞路徑，尋找三位路徑是ＮＰ難問題，因此不存在共通的解決方案。??機？：維路柃規(guī)劃??＾＾?！?Ｉ?！??ｒ?ｙ?—?ｙ?Ｖ?＼??坫Ｊ－采桿的法?＾?物；ｒ｛發(fā)式兌法?法??＼??入?Ｋ?Ａ?ｙ??Ｉ?ｉ?！?Ｉ?ｉ??＇ｙ?ｖ＂?Ｖ?＼??ＲＲＴ．ＲＲＴ＊．３Ｄ?Ｄｉｊｋｓｔｒａ．Ａ＃．Ｔｈｅｔａ?ＧＡ．ＭＡＡＣＯ．ＰＳ??Ｊ?ＭＨＰ．ＢＬＲｅｔｃ?．?ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?ｆｉｅｌｄ??＼ｏｒｏｎｏｉ．ＰＲＭ．ｅｔｃ?＇Ｄｙｎａｍｉｃ?Ａ＊．ｅｔｃ?〇?ｅｔｃ??＇?ａｌｇｏｎｔｎｉｎｓ．ｅｔｃ??ｖ?人?人?人?Ａ?Ｊ??圖１－３三維路徑規(guī)劃算法分類??針對無人機的路徑規(guī)劃任務可以分為兩個步驟［１６］：步驟一是整體參考路徑規(guī)??劃；步驟二是局部路徑動態(tài)優(yōu)化。步驟一是無人機飛行前在地面站上完成的。首先，??要確定好此次整體參考航跡規(guī)劃的評價標準，針對無人機飛行的評價標準一般包??括，任務需求、安全飛行準則、無人機續(xù)航能力等方面，綜合考慮各個因素在此次??任務中的比重，設計符合評價標準的算法，最終計算出一條符合要求的參考路徑。??參考航跡其實是無人機的期望航跡

礙物的空間容易被覆蓋并且機器人可以通過簡單的運動掃描這些區(qū)域。例如，在每??個單元內機器人都可以通過鋸齒形的路徑去覆蓋這個區(qū)域，其中較暗的區(qū)域表示已??經覆蓋的區(qū)域而較亮的區(qū)域是將要覆蓋的區(qū)域，如圖２－１所示。??Ｉ?｜?Ｉ?！?］?｜?１??—??｜Ｗ｜??｜??．＇■?．?Ｊ?＿■?■?．■＿■■■?？???＾??圖２－１單元內覆蓋路徑??通常，基于精確單元分解的算法通過兩個步驟生成覆蓋路徑。首先，將自由空??鵪??９??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于量子粒子群算法的移動機器人的路徑規(guī)劃的研究[D]. 王坤.江南大學 2009
[2]基于蟻群算法的路徑規(guī)劃研究[D]. 董金明.陜西師范大學 2009



本文編號：2954182