飛行機器人電塔巡檢中安全檢視區(qū)域的計算方法研究.pdf

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

2、性和有效性的要求，提出了安全檢視區(qū)域的概念和計算方法。首先，用點云分層投影結(jié)合安全距離的方法擬合得到電塔的安全包絡(luò)面即候選視點集。其次，根據(jù)任意視點下電塔點云的數(shù)量、視點到所有可見點云的平均距離及點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，從而建立視點的評價模型。再次，用粒子群算法進行安全檢視區(qū)域的連續(xù)尋優(yōu)，提高了計算結(jié)果的準確性。最后，根據(jù)安全檢視區(qū)域的計算過程設(shè)計了實驗方案，并進行離散尋優(yōu)與連續(xù)尋優(yōu)的比較，離散尋優(yōu)方法

3、基于PCL點云庫實現(xiàn)，連續(xù)尋優(yōu)使用Matlab工具實現(xiàn)，分別對這兩種方法進行基于巡檢仿真平臺的仿真觀測及實際觀測，實驗結(jié)果表明，本文計算的安全檢視區(qū)域能夠安全、準確、高效地觀察被測電塔，能夠突出巡檢重點，范圍較廣的檢視區(qū)域為智能巡檢的高級功能如路徑規(guī)劃打下堅實的基礎(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)能夠快速準確地找到安全檢視區(qū)域。本文提出的安全檢視區(qū)域計算方法基于激光點云數(shù)據(jù)，比傳統(tǒng)的基于CAD模型的視點選擇方