【摘 要】
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随着我国供电规模的稳步扩大,保障电力系统安全稳定运行成为电力部门所关心的要害问题,而变电站作为电能汇集、分配的枢纽,若发生故障可能会造成区域供电中断,所以定期巡检就成为了确保供电可靠、维持变电站稳定运转的核心内容。随着技术的发展诞生了变电站无人巡检技术,其中用于变电站日常巡检工作的自主机器人得到了充分的发展,巡检机器人通过采集各种数据对故障进行预警和诊断,而巡检机器人必须按照规划的运动路径前进,才
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随着我国供电规模的稳步扩大,保障电力系统安全稳定运行成为电力部门所关心的要害问题,而变电站作为电能汇集、分配的枢纽,若发生故障可能会造成区域供电中断,所以定期巡检就成为了确保供电可靠、维持变电站稳定运转的核心内容。随着技术的发展诞生了变电站无人巡检技术,其中用于变电站日常巡检工作的自主机器人得到了充分的发展,巡检机器人通过采集各种数据对故障进行预警和诊断,而巡检机器人必须按照规划的运动路径前进,才能到达指定位点,完成各类数据的采集工作。本文以变电站巡检机器人为研究背景,针对现有路径规划算法对变电站多点巡检任务性能不佳,路径距离和用时较长的问题,提出改进的全局和局部路径规划算法,搭建对应的路径规划实验平台,并对提出算法进行了实验验证。主要工作内容如下:1.分析了变电站场景以及具体故障类型,然后以巡检机器人为研究对象,对其进行运动分析,然后对路径规划算法的性能指标进行分析。2.针对传统全局路径规划算法多为点对点路径规划,而变电站巡检任务中,需要对多个点位进行顺序规划的问题,提出一种基于花朵授粉监督的改进蚁群算法,提高全局算法的多点规划能力,并在MATLAB平台中对改进算法进行仿真实验,实验结果表明改进算法能对多目标点,以较小的迭代次数得到路径长度较短的全局路径。3.针对局部算法不能以较小的路程长度精准引导机器人到达巡视位点的问题,提出了融合有向D*的改进RRT*的局部路径规划算法。改进算法通过选取关键节点,提高了算法在重新布线时的效率,使用概率采样函数增加了路径集合的多样性,采用距离可变的树枝修剪方案,减少冗余节点数量。通过仿真实验证明,改进算法生成的路径长度小、耗时短,实现了更优的局部规划。4.使用自主机器人以及ROS操作系统进行实验平台搭建,并对机器人的硬件设备和软件进行设计。使用物理仿真工具Gazebo建立变电站局部地图,对提出的改进算法在变电站的实际效果进行验证。然后使用Rviz软件,在实际环境中对提出的改进算法进行性能测试,验证算法的避障能力和路径规划效果。图[61]表[13]参[81]
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