變電站智能巡檢機(jī)器人全局路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著智能化程度的提高，新電壓等級(jí)、新技術(shù)不斷應(yīng)用到超高壓、特高壓輸變電系統(tǒng)工程中，使無(wú)人或者少人值守的變電站朝著大規(guī)模、現(xiàn)代化、復(fù)雜化的方向發(fā)展。在高效性、安全性、可靠性等方面，變電站設(shè)備傳統(tǒng)人工巡檢方式面臨巨大的挑戰(zhàn)，而智能巡檢機(jī)器人的引入在提高電力系統(tǒng)智能化水平的同時(shí)，也能有效解決傳統(tǒng)巡檢方式面臨的新挑戰(zhàn)。全局路徑規(guī)劃是智能巡檢機(jī)器人完成巡檢任務(wù)的前提，因此對(duì)變電站智能巡檢機(jī)器人全局路徑規(guī)劃的研究意義重大。
　　變電站智能巡檢

2、機(jī)器人全局路徑規(guī)劃的目標(biāo)是尋找完成所有任務(wù)的最優(yōu)路徑。本文首先介紹了課題的背景及意義、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，簡(jiǎn)單介紹了論文主要內(nèi)容和目標(biāo)以及章節(jié)安排。
　　其次，綜述全局路徑規(guī)劃的環(huán)境建模方法和路徑規(guī)劃算法的基本思想，建模方法主要介紹可視圖法、拓?fù)鋱D法、自由空間法和柵格法，路徑規(guī)劃算法主要介紹了Dijkstra算法、A*算法、遺傳算法和模擬退火算法，介紹了它們?cè)诼窂剿阉髦械膶?shí)現(xiàn)原理，并分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用場(chǎng)合。

3、>　　第三，根據(jù)變電站智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的任務(wù)要求，導(dǎo)航和定位選用磁軌跡導(dǎo)航和射頻識(shí)別技術(shù)，根據(jù)導(dǎo)航定位方式、變電站環(huán)境和路線特點(diǎn)以及智能巡檢機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，建立類(lèi)Voronoi圖的靜態(tài)半結(jié)構(gòu)化道路模型。
　　第四，針對(duì)變電站智能巡檢機(jī)器人全局最優(yōu)路徑規(guī)劃需要解決的兩大問(wèn)題:一是任意兩停靠點(diǎn)之間最短路徑的求解問(wèn)題;二是所有?？奎c(diǎn)最優(yōu)化組合的求解問(wèn)題，提出采用Dijkstra算法與模擬退火算法相結(jié)合的方法解決這兩大問(wèn)題。鑒于傳統(tǒng)Di

4、jkstra算法在大規(guī)模場(chǎng)合存在存儲(chǔ)空間大、搜索效率低、大量空間冗余的不足，對(duì)該算法進(jìn)行限定搜索區(qū)域和冗余點(diǎn)過(guò)濾的改進(jìn)。前者通過(guò)建立雙直角坐標(biāo)系實(shí)現(xiàn)，根據(jù)起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)在雙直角坐標(biāo)系下的象限位置確定搜索區(qū)域，大大縮小了搜索范圍，提高了搜索效率。冗余點(diǎn)過(guò)濾彌補(bǔ)了空間冗余的不足。第二個(gè)問(wèn)題是一個(gè)典型的NP問(wèn)題，采用模擬退火算法求解最優(yōu)化組合，為了避免陷入次優(yōu)解，記憶搜索過(guò)程中的較優(yōu)解，所有搜索結(jié)束以后，選擇整個(gè)過(guò)程出現(xiàn)的最優(yōu)解。