[發明專利]基于人工勢場與粒子優化的室內變電站無人機多機協同巡檢方法有效
| 申請號： | 202011236701.7 | 申請日： | 2020-11-09 |
| 公開（公告）號： | CN112527010B | 公開（公告）日： | 2022-04-01 |
| 發明（設計）人： | 江灝;黃仕程;陳靜;繆希仁 | 申請（專利權）人： | 福州大學 |
| 主分類號： | G05D1/10 | 分類號： | G05D1/10 |
| 代理公司： | 福州元創專利商標代理有限公司 35100 | 代理人： | 錢莉;蔡學俊 |
| 地址： | 350108 福建省福州市*** | 國省代碼： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 人工 粒子 優化 室內 變電站 無人機 協同 巡檢 方法 | ||
1.基于人工勢場與粒子優化的室內變電站無人機多機協同巡檢方法，其特征在于，包括以下步驟：
在室內變電站布設UWB定位系統；
在每臺無人機上搭載不同的巡檢設備及UWB標簽；
根據無人機所搭載的傳感器為無人機分配巡檢任務，對每臺無人機，根據其對應的巡檢任務以及室內變電站中的靜態障礙物，進行路徑預規劃；
在無人機巡檢的過程中，采用人工勢場法對無人機群進行實時避障控制；
所述對每臺無人機，根據其對應的巡檢任務以及室內變電站中的靜態障礙物，進行路徑預規劃具體為：
對每臺無人機，根據巡檢任務的位置、每個巡檢任務所需的時間以及室內環境中的障礙建立數學模型：f＝fL+fT+fC；式中，fL代表無人機巡檢的最短路徑，fT代表無人機完成一輪巡檢所花費的總時間，fC代表無人機避開障礙物所需要的成本；
根據建立的數學模型，采用粒子群算法進行求解獲得每臺無人機的預規劃路徑。
2.根據權利要求1所述的基于人工勢場與粒子優化的室內變電站無人機多機協同巡檢方法，其特征在于，所述UWB定位系統中融入容錯定位算法。
3.根據權利要求1所述的基于人工勢場與粒子優化的室內變電站無人機多機協同巡檢方法，其特征在于，所述采用粒子群算法進行求解獲得每臺無人機的預規劃路徑具體包括以下步驟：
初始化每臺無人機的粒子群參數；
構建每架無人機路徑預規劃的數學模型：
fi＝fiL+fiT+fiC；
式中，fiL代表第i臺無人機巡檢的最短路徑，fiT代表第i臺無人機完成一輪巡檢所花費的總時間，fiC代表第i臺無人機避開障礙物所需要的成本；
計算適應度函數1/fi獲得粒子個體和群體的位置最優；
對粒子的位置和速度進行更新，并返回重新計算適應度函數獲得粒子個體和群體的位置最優，直至滿足迭代停止的條件；
獲得每臺無人機的最優預規劃路徑。
4.根據權利要求1所述的基于人工勢場與粒子優化的室內變電站無人機多機協同巡檢方法，其特征在于，所述在無人機巡檢的過程中，采用人工勢場法對無人機群進行實時避障控制具體為：
令每個進入室內變電站的動態物配備UWB標簽，無人機在知曉自身與其它移動物體的距離后，根據人工勢場法建立斥力場；然后通過與目標之間的距離建立的引力場，計算出該無人機的合力場；最終引導每架無人機安全到達巡檢區域，執行巡檢任務。
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