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的缺陷，提高飛行機器人觀測視點的質量和數(shù)量具有重要意義。
　　目前存在許多關于視點選擇的相關研究，但大多是基于圖像信息的單一視點優(yōu)選，應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，用點云分層投影結合安全距離的方法擬合得到電塔的安全包絡面即候選視點集。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合信息熵多屬性決策方法確定權值，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)，提高了計算結果的準確性。最后，根據(jù)安全檢視區(qū)域的計算過程設計了實驗方案，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。
　　通過比較離散尋優(yōu)與連續(xù)尋優(yōu)的結果，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