成本與技術的雙重限制使得傳統(tǒng)的人工巡檢依然是國內(nèi)變電站巡檢的主要方式,在人工巡檢存在種種弊端的背景下,變電站巡檢機器人應運而生,路徑規(guī)劃作為其重要技術之一,也隨著人工智能的發(fā)展煥發(fā)出新生機。變電站環(huán)境分析與地圖模型創(chuàng)建是實現(xiàn)路徑規(guī)劃的前提。本文通過分析變電站環(huán)境特點以及機器人與環(huán)境之間的交互關系,確定了機器人采取的導航定位方式;通過對地圖逐步抽象與簡化,完成了變電站環(huán)境的全面建模。該工作將為變電站巡檢機器人的路徑規(guī)劃提供環(huán)境數(shù)據(jù)。智能算法設計是本文路徑規(guī)劃的主體部分。首先,本文通過仿真測試了遺傳算法、蟻群算法、粒子群算法以及煙花算法在離散優(yōu)化問題中的性能。針對煙花算法由于種群個體之間缺乏信息交互操作而導致的算法早熟問題,本文提出了新增加強爆炸操作的改進的離散煙花算法,經(jīng)測試,該算法在52個城市的旅行商問題中的平均誤差僅為0.24%,遠低于蟻群算法的1.68%與基本煙花算法的3.64%;在127個城市的旅行商問題中的平均誤差也僅有1.45%,較于蟻群算法誤差減少3.37%,較于基本煙花算法誤差減少2.61%。然后,本文提出了基于蟻群算法和改進的離散煙花算法的變電站路徑規(guī)劃方法,對比結(jié)果表... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１?Ｃ空間法示意圖??Ｆｉｇ?２．１?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ?ｇｒａｐｈ?ｍｅｔｈｏｄ??

Ｉ?Ｉ??＼?廠??圖２．２自由空間法示意圖??Ｆｉｇ?２．２?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｒｅｅ?ｓｐａｃｅ?ｍｅｔｈｏｄ??⑶切線圖法與Ｖｏｒｏｎｏｉ圖法是由經(jīng)典可視圖法延伸而來。兩者為了彌補傳統(tǒng)??可視圖法忽略機器人本身的大小，可能因局部距離障礙物太近導致觸碰的缺陷，??分別作了路線優(yōu)化。切線圖法在障礙物的多邊形頂點處采用邊界切線取代邊界線??的方法，在自由空間中構造切線圖。如圖２．３所示，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)路徑較短，??但是由于在移動過程中沿切線運動，可能會因控制誤差發(fā)生碰撞。??圖２．３切線圖法示意圖??Ｆｉｇ?２．３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔａｎｇｅｎｔｓ?ｍｅｔｈｏｄ??Ｖｏｒｏｎｏｉ圖為了實現(xiàn)更高的安全性，生成了一系列距障礙物足夠遠距離的路徑。??這些路徑由直線段以及拋物線段來表述，遵循與障礙物多邊形等距的生成規(guī)則［４５］。??圖２．４為Ｖｏｒｏｎｏｉ圖法示意圖。Ｖｏｒｏｎｏｉ圖法以增加路徑距離為代價，保證了當移??動機器人出現(xiàn)位置偏差時的整體安全性。但其缺點也十分明顯，應用于大型動態(tài)??環(huán)境下繪制十分復雜

可視圖法忽略機器人本身的大小，可能因局部距離障礙物太近導致觸碰的缺陷，??分別作了路線優(yōu)化。切線圖法在障礙物的多邊形頂點處采用邊界切線取代邊界線??的方法，在自由空間中構造切線圖。如圖２．３所示，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)路徑較短，??但是由于在移動過程中沿切線運動，可能會因控制誤差發(fā)生碰撞。??圖２．３切線圖法示意圖??Ｆｉｇ?２．３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔａｎｇｅｎｔｓ?ｍｅｔｈｏｄ??Ｖｏｒｏｎｏｉ圖為了實現(xiàn)更高的安全性，生成了一系列距障礙物足夠遠距離的路徑。??這些路徑由直線段以及拋物線段來表述，遵循與障礙物多邊形等距的生成規(guī)則［４５］。??圖２．４為Ｖｏｒｏｎｏｉ圖法示意圖。Ｖｏｒｏｎｏｉ圖法以增加路徑距離為代價，保證了當移??動機器人出現(xiàn)位置偏差時的整體安全性。但其缺點也十分明顯，應用于大型動態(tài)??環(huán)境下繪制十分復雜，而且由于場景變化導致的地圖重繪代價更是不可估量［４６］。??１１??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]智能變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設與應用[D]. 陳晨.山東大學 2016
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[3]基于AmigoBot平臺的多機器人地圖創(chuàng)建[D]. 薛珊珊.濟南大學 2015
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本文編號：3558469