飛行機(jī)器人電塔巡檢中安全檢視區(qū)域的計(jì)算方法研究.pdf

1、本文針對(duì)飛行機(jī)器人電塔巡檢中安全檢視區(qū)域的計(jì)算方法問題進(jìn)行研究。傳統(tǒng)的巡檢方法危險(xiǎn)性高、效率低、準(zhǔn)確度低、飛行機(jī)器人在巡檢過程中采集到過多無(wú)效數(shù)據(jù)，不能突出巡檢重點(diǎn)。因此，為克服這些飛行機(jī)器人巡檢電塔技術(shù)的缺陷，提高飛行機(jī)器人觀測(cè)視點(diǎn)的質(zhì)量和數(shù)量具有重要意義。
　　目前存在許多關(guān)于視點(diǎn)選擇的相關(guān)研究，但大多是基于圖像信息的單一視點(diǎn)優(yōu)選，應(yīng)用在電塔巡檢中具有一定的局限性。本文考慮到激光點(diǎn)云的廣泛應(yīng)用性和飛行機(jī)器人巡檢電塔過程中對(duì)安全

2、性和有效性的要求，提出了安全檢視區(qū)域的概念和計(jì)算方法。首先，用點(diǎn)云分層投影結(jié)合安全距離的方法擬合得到電塔的安全包絡(luò)面即候選視點(diǎn)集。其次，根據(jù)任意視點(diǎn)下電塔點(diǎn)云的數(shù)量、視點(diǎn)到所有可見點(diǎn)云的平均距離及點(diǎn)云的維度特征等檢視要素結(jié)合信息熵多屬性決策方法確定權(quán)值，從而建立視點(diǎn)的評(píng)價(jià)模型。再次，用粒子群算法進(jìn)行安全檢視區(qū)域的連續(xù)尋優(yōu)，提高了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。最后，根據(jù)安全檢視區(qū)域的計(jì)算過程設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行離散尋優(yōu)與連續(xù)尋優(yōu)的比較，離散尋優(yōu)方法

3、基于PCL點(diǎn)云庫(kù)實(shí)現(xiàn)，連續(xù)尋優(yōu)使用Matlab工具實(shí)現(xiàn)，分別對(duì)這兩種方法進(jìn)行基于巡檢仿真平臺(tái)的仿真觀測(cè)及實(shí)際觀測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文計(jì)算的安全檢視區(qū)域能夠安全、準(zhǔn)確、高效地觀察被測(cè)電塔，能夠突出巡檢重點(diǎn)，范圍較廣的檢視區(qū)域?yàn)橹悄苎矙z的高級(jí)功能如路徑規(guī)劃打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　通過比較離散尋優(yōu)與連續(xù)尋優(yōu)的結(jié)果，得出連續(xù)尋優(yōu)能夠快速準(zhǔn)確地找到安全檢視區(qū)域。本文提出的安全檢視區(qū)域計(jì)算方法基于激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，比傳統(tǒng)的基于CAD模型的視點(diǎn)選擇方