基于增量抽样的变电站检测规划方法研究
发布时间：2021-01-03 03:00
无人机拥有高效的执行能力、可靠的安全性以及低廉的成本,使其成为电力行业巡检任务的主要研究对象。使用无人机进行变电站巡检的主要内容是,无人机搭载观测设备飞至变电站上空对变电站设备进行信息采集。因此,规划出一条全覆盖无碰撞的无人机巡检路径对于完成这样一个任务是至关重要的。本文针对变电站空间的划分方法、变电站点云的精简滤波、无碰撞航迹生成以及全覆盖航迹生成等方面进行了研究。首先,根据变电站环境中无人机可到达的自由空间,对自由空间进行合理的划分,同时介绍了仿真实验中对无人机的建模。其次,因为原始点云的数量庞大,直接使用将导致算法运行地极为缓慢,同时也不利于环境建模,因此本文提出了一种点云滤波算法,对原始变电站点云文件进行精简滤波。再次,在充分考虑了无人机与变电站设备之间的安全距离后,针对变电站环境中的障碍物进行建模。最后,针对全覆盖路径规划问题一般解决方案的不足,本文提出了一种改进的全覆盖无碰撞路径规划算法,该算法能够快速的在划分好的自由空间中找到一条连接所有观测区域的随机树,并且在飞行过程中找到一条全覆盖无碰撞的巡检路径。仿真实验的结果证明,本文提出的算法能有效地解决全覆盖路径规划问题,在保...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一飞行机器人变电站巡检示意图
无人机的能源消耗。??文献［１５］将无人机三维路径规划算法分为五类，分别是：基于采样的算法、基于??节点的算法、基于数学模型的算法、生物启发算法和基于多融合的算法，如图１－３??所示。三维路径规划拥有巨大的应用市场，但是不同于二维路径规划，三维的动态??约束更加复杂，规划难度随着动态约束呈指数增长。为了规划通过复杂环境的无碰??撞路径，寻找三位路径是ＮＰ难问题，因此不存在共通的解决方案。??机？：维路柃规划??＾＾?！?Ｉ?！??ｒ?ｙ?—?ｙ?Ｖ?＼??坫Ｊ－采杆的法?＾?物；ｒ｛发式兑法?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??图１－３三维路径规划算法分类??针对无人机的路径规划任务可以分为两个步骤［１６］：步骤一是整体参考路径规??划；步骤二是局部路径动态优化。步骤一是无人机飞行前在地面站上完成的。首先，??要确定好此次整体参考航迹规划的评价标准，针对无人机飞行的评价标准一般包??括，任务需求、安全飞行准则、无人机续航能力等方面，综合考虑各个因素在此次??任务中的比重，设计符合评价标准的算法，最终计算出一条符合要求的参考路径。??参考航迹其实是无人机的期望航迹
碍物的空间容易被覆盖并且机器人可以通过简单的运动扫描这些区域。例如，在每??个单元内机器人都可以通过锯齿形的路径去覆盖这个区域，其中较暗的区域表示已??经覆盖的区域而较亮的区域是将要覆盖的区域，如图２－１所示。??Ｉ?｜?Ｉ?！?］?｜?１??—??｜Ｗ｜??｜??．＇■?．?Ｊ?＿■?■?．■＿■■■?？???＾??图２－１单元内覆盖路径??通常，基于精确单元分解的算法通过两个步骤生成覆盖路径。首先，将自由空??鵪??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA+DSP架构的红外图像线性目标跟踪[J]. 孙国栋,周宝灿,吴明军. 光学与光电技术. 2016(04)
[2]基于机翼变形的新型电力巡线固定翼无人机的研制[J]. 加鹤萍. 内蒙古电力技术. 2013(03)
[3]蚁群算法研究综述[J]. 于艳艳. 科技广场. 2009(01)
[4]遗传算法综述[J]. 王宏杰,魏先峰,薛周建,彭丹. 科技经济市场. 2008(06)
[5]基于神经网络和粒子群算法的移动机器人路径规划[J]. 姜明洋,胡玉兰. 沈阳理工大学学报. 2007(06)
[6]电力巡线机载多角度成像多源数据的采集和记录[J]. 钱志坚,汪骏发. 电力系统自动化. 2006(16)
[7]一种新的优化搜索算法──遗传算法[J]. 张晓缋,戴冠中,徐乃平. 控制理论与应用. 1995(03)
硕士论文
[1]基于量子粒子群算法的移动机器人的路径规划的研究[D]. 王坤.江南大学 2009
[2]基于蚁群算法的路径规划研究[D]. 董金明.陕西师范大学 2009
本文编号：2954182
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一飞行机器人变电站巡检示意图
无人机的能源消耗。??文献［１５］将无人机三维路径规划算法分为五类，分别是：基于采样的算法、基于??节点的算法、基于数学模型的算法、生物启发算法和基于多融合的算法，如图１－３??所示。三维路径规划拥有巨大的应用市场，但是不同于二维路径规划，三维的动态??约束更加复杂，规划难度随着动态约束呈指数增长。为了规划通过复杂环境的无碰??撞路径，寻找三位路径是ＮＰ难问题，因此不存在共通的解决方案。??机？：维路柃规划??＾＾?！?Ｉ?！??ｒ?ｙ?—?ｙ?Ｖ?＼??坫Ｊ－采杆的法?＾?物；ｒ｛发式兑法?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??图１－３三维路径规划算法分类??针对无人机的路径规划任务可以分为两个步骤［１６］：步骤一是整体参考路径规??划；步骤二是局部路径动态优化。步骤一是无人机飞行前在地面站上完成的。首先，??要确定好此次整体参考航迹规划的评价标准，针对无人机飞行的评价标准一般包??括，任务需求、安全飞行准则、无人机续航能力等方面，综合考虑各个因素在此次??任务中的比重，设计符合评价标准的算法，最终计算出一条符合要求的参考路径。??参考航迹其实是无人机的期望航迹
碍物的空间容易被覆盖并且机器人可以通过简单的运动扫描这些区域。例如，在每??个单元内机器人都可以通过锯齿形的路径去覆盖这个区域，其中较暗的区域表示已??经覆盖的区域而较亮的区域是将要覆盖的区域，如图２－１所示。??Ｉ?｜?Ｉ?！?］?｜?１??—??｜Ｗ｜??｜??．＇■?．?Ｊ?＿■?■?．■＿■■■?？???＾??图２－１单元内覆盖路径??通常，基于精确单元分解的算法通过两个步骤生成覆盖路径。首先，将自由空??鵪??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于FPGA+DSP架构的红外图像线性目标跟踪[J]. 孙国栋,周宝灿,吴明军. 光学与光电技术. 2016(04)
[2]基于机翼变形的新型电力巡线固定翼无人机的研制[J]. 加鹤萍. 内蒙古电力技术. 2013(03)
[3]蚁群算法研究综述[J]. 于艳艳. 科技广场. 2009(01)
[4]遗传算法综述[J]. 王宏杰,魏先峰,薛周建,彭丹. 科技经济市场. 2008(06)
[5]基于神经网络和粒子群算法的移动机器人路径规划[J]. 姜明洋,胡玉兰. 沈阳理工大学学报. 2007(06)
[6]电力巡线机载多角度成像多源数据的采集和记录[J]. 钱志坚,汪骏发. 电力系统自动化. 2006(16)
[7]一种新的优化搜索算法──遗传算法[J]. 张晓缋,戴冠中,徐乃平. 控制理论与应用. 1995(03)
硕士论文
[1]基于量子粒子群算法的移动机器人的路径规划的研究[D]. 王坤.江南大学 2009
[2]基于蚁群算法的路径规划研究[D]. 董金明.陕西师范大学 2009
本文编号：2954182
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