無人機(jī)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(wù)的主要研究對象。使用無人機(jī)進(jìn)行變電站巡檢的主要內(nèi)容是,無人機(jī)搭載觀測設(shè)備飛至變電站上空對變電站設(shè)備進(jìn)行信息采集。因此,規(guī)劃出一條全覆蓋無碰撞的無人機(jī)巡檢路徑對于完成這樣一個(gè)任務(wù)是至關(guān)重要的。本文針對變電站空間的劃分方法、變電站點(diǎn)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(jìn)行了研究。首先,根據(jù)變電站環(huán)境中無人機(jī)可到達(dá)的自由空間,對自由空間進(jìn)行合理的劃分,同時(shí)介紹了仿真實(shí)驗(yàn)中對無人機(jī)的建模。其次,因?yàn)樵键c(diǎn)云的數(shù)量龐大,直接使用將導(dǎo)致算法運(yùn)行地極為緩慢,同時(shí)也不利于環(huán)境建模,因此本文提出了一種點(diǎn)云濾波算法,對原始變電站點(diǎn)云文件進(jìn)行精簡濾波。再次,在充分考慮了無人機(jī)與變電站設(shè)備之間的安全距離后,針對變電站環(huán)境中的障礙物進(jìn)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(jìn)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(jī)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(shí)驗(yàn)的結(jié)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(xué)(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(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

一飛行機(jī)器人變電站巡檢示意圖

無人機(jī)的能源消耗。??文獻(xiàn)［１５］將無人機(jī)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(diǎn)的算法、基于數(shù)學(xué)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(yīng)用市場，但是不同于二維路徑規(guī)劃，三維的動(dòng)態(tài)??約束更加復(fù)雜，規(guī)劃難度隨著動(dòng)態(tài)約束呈指數(shù)增長。為了規(guī)劃通過復(fù)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(jī)？：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(jī)的路徑規(guī)劃任務(wù)可以分為兩個(gè)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(dòng)態(tài)優(yōu)化。步驟一是無人機(jī)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(jià)標(biāo)準(zhǔn)，針對無人機(jī)飛行的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一般包??括，任務(wù)需求、安全飛行準(zhǔn)則、無人機(jī)續(xù)航能力等方面，綜合考慮各個(gè)因素在此次??任務(wù)中的比重，設(shè)計(jì)符合評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的算法，最終計(jì)算出一條符合要求的參考路徑。??參考航跡其實(shí)是無人機(jī)的期望航跡

礙物的空間容易被覆蓋并且機(jī)器人可以通過簡單的運(yùn)動(dòng)掃描這些區(qū)域。例如，在每??個(gè)單元內(nèi)機(jī)器人都可以通過鋸齒形的路徑去覆蓋這個(gè)區(qū)域，其中較暗的區(qū)域表示已??經(jīng)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(nèi)覆蓋路徑??通常，基于精確單元分解的算法通過兩個(gè)步驟生成覆蓋路徑。首先，將自由空??鵪??９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2954182