[發明專利]一種核輻射環境下的路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201810288383.5
• 申請日: 2018-04-03
• 公開（公告）號: CN108627156A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 蔡杰進;王壯
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種核輻射環境下的路徑規劃方法，包括下述步驟：S1、為避免工作人員行走過程中和障礙物發生碰撞，將障礙物膨脹化；S2、在已經進行了障礙物膨脹化的地圖上，產生包含指定數目隨機點的點集V，且所述隨機點存在于自由空間上，避免和障礙物發生碰撞；S3、進行局部規劃，將隨機點集V內的元素兩兩連接，進行碰撞檢測后，構造關于邊長的集合E，同時通過劑量函數計算出每條邊長對應的劑量值；S4、輸入起點q_I和終點q_G,按步驟S2將起訖點接入邊長集合E；S5、使用A^*算法進行離散搜索來得到邊的序列，由所得邊的序列構成q_I到q_G的路徑。本發明使用隨機路徑圖法在核輻射環境下進行尋路，計算量小，可以快速地找到一條概率完備的路徑，降低輻射風險。

技術領域

本發明涉及核工程與核技術領域，尤其涉及一種核輻射環境下的路徑規劃方法。

背景技術

目前，核電站對于核輻射防護已經有了較為周到的措施。但是，對于那些工作與核設施密切相關的員工，卻也是難免受到少量輻射。這些輻射雖然大部分都在可控范圍內，但對他們仍有潛在風險，這些輻射應當在核電事業發展中減少或避免。例如，對于檢修人員來說，在每次停堆檢修或者日常檢修時，輻射對他們的身體健康有著很大的潛在風險。如果他們不經意走到輻射嚴重的區域，這更將對他們造成極大的危害。如果我們能為他們設計合理的路徑，讓他們受到的輻射量最小化，將對員工個人和核電站檢修與維護工作產生重大影響。

核能領域雖然存在各種探測、檢測設備，但這些設備只能起到監控的作用。例如，2016年3月，蔡杰進和譚智雄申請的專利《一種核反應堆燃料破損在線監測報警裝置》，可以實現對放射性活度的監測，預防事故發生。雖然這些設備在一定程度上已經確保了核電站的安全運行，但對于核電站維修人員的日常檢修以及停堆檢修卻不能起到減少他們所受輻射的作用。因此，在核能發展過程中，解決好這方面的問題不容忽視。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺點與不足，提供一種核輻射環境下的路徑規劃方法，使用隨機路徑圖法進行尋路，計算量小，可以快速地找到一條概率完備的路徑，降低輻射風險。

為實現以上目的，本發明采取如下技術方案：

一種核輻射環境下的路徑規劃方法，包括下述步驟：

S1、為避免工作人員行走過程中和障礙物發生碰撞，將障礙物膨脹化，沿障礙物輪廓線法線方向向外擴張；

S2、在已經進行了障礙物膨脹化的地圖上，產生包含指定數目隨機點的點集V，且所述隨機點存在于自由空間上，避免和障礙物發生碰撞；

S3、進行局部規劃：將隨機點集V內的元素兩兩連接，進行碰撞檢測后，構造關于邊長的集合E，同時通過劑量函數計算出每條邊長對應的劑量值；

S4、輸入起點q_I和終點q_G,按步驟S2將起訖點接入邊長集合E；

S5、使用A^*算法進行離散搜索來得到邊的序列，由所得邊的序列構成q_I到q_G的路徑。

作為優選的技術方案，所述障礙物具體指輻射環境中的各種機械設備。

作為優選的技術方案，步驟S1中，所述沿障礙物輪廓線法線方向向外擴張為正常成年人半個肩寬距離，具體為25～30cm。

作為優選的技術方案，步驟S3中，所述碰撞檢測方式如下：將實際環境以網格形式劃分，并用0或1表示每個網格；其中，0代表被障礙物占據的空間，1表示可以通過的自由空間；則只要對空間中的每個網格進行判斷即可。

作為優選的技術方案，步驟S3中，所述通過劑量函數計算出每條邊長對應劑量值，具體方法如下：