變電站巡檢機器人的路徑規(guī)劃研究.pdf

1、隨著科技進步和智能技術(shù)水平的提高，變電站值班開始向著無人或少人值守的方向發(fā)展。為推進變電站無人值守的進程，保證變電站電氣設(shè)備的安全和可靠運行，利用智能巡檢機器人完成對變電站設(shè)備的巡檢，是目前較為理想的方案之一。
　　路徑規(guī)劃是巡檢機器人實現(xiàn)自主運動的基礎(chǔ)，主要包括全局路徑規(guī)劃、局部路徑規(guī)劃和車體運動學(xué)建模3個關(guān)鍵技術(shù)。全局路徑規(guī)劃是根據(jù)地圖信息和任務(wù)信息，按照路徑長度最短、轉(zhuǎn)彎次數(shù)最少、綜合策略最優(yōu)等標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃出巡檢機器人的運動路

2、徑;局部行為規(guī)劃是在全局路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)上對收集到的周圍環(huán)境數(shù)據(jù)進行綜合分析，給出機器人的實時路徑信息，即機器人的運動速度和轉(zhuǎn)向角命令;運動控制系統(tǒng)實時接收路徑規(guī)劃結(jié)果，通過對車體運動進行運動學(xué)建模和分析，將速度指令分解到各個電機。
　　本文針對變電站巡檢巡檢機器人的路徑規(guī)劃及其關(guān)鍵技術(shù)主要進行了如下研究:
　　(1)分析了對變電站巡檢機器人研究的迫切需求，以及路徑規(guī)劃對于巡檢機器人的重要性。介紹了變電站巡檢機器人國內(nèi)外的發(fā)展

3、狀況和路徑規(guī)劃的研究現(xiàn)狀。詳細闡述了變電站巡檢機器人的整體架構(gòu)和各部分之間的聯(lián)系和功能。
　　(2)對全局路徑規(guī)劃進行了研究，并使用柵格建模+波形傳播搜索算法實現(xiàn)了對變電站巡檢機器人的全局路徑規(guī)劃。在對單波傳播算法研究的基礎(chǔ)上又針對雙波傳播算法研究了變電站巡檢機器人的全局路徑規(guī)劃，并在VC++6.0平臺下進行了仿真驗證。雙波傳播搜索算法對縮短路徑搜索的時間具有重要意義。
　　(3)對變電站巡檢機器人的局部路徑規(guī)劃進行了研究，

4、在總結(jié)學(xué)者專家研究的基礎(chǔ)上使用改進的人工勢場法+模糊邏輯的局部路徑規(guī)劃方法對巡檢機器人進行局部路徑規(guī)劃。使用移動機器人仿真平臺MobotSim對算法進行了仿真，仿真結(jié)果表明，該方法克服了傳統(tǒng)人工勢場易陷入局部極小點的缺陷，在局部路徑規(guī)劃時具有較好的魯棒性。
　　(4)分析了變電站巡檢機器人的導(dǎo)航方式，確定了對基于差分GPS/DR組合導(dǎo)航的導(dǎo)航方式進行討論。重點研究了導(dǎo)航過程中的運動控制，首先對巡檢機器人的運動進行了分析，然后根據(jù)運