110kV架空输电线路无人机巡检路径智能优化

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随着中国经济的飞速发展,工业、生活用电量需求的增加,导致输电线路的大幅增长,因此传统的人工巡检面临着安全与效率相矛盾的问题。无人机对架空输电线路进行智能巡检具有可动态规划路径及高效率、高精度的特点,是当前电力系统智能巡检的主要发展方向。在利用无人机和智能机器人对输电线路进行巡检的领域,进行全自动化巡检是至关重要的。根据以上情况,本文提出了一种针对于110k V架空输电线路猫头型输电塔无人机巡检路径智能模型。(1)选择110k V架空输电线路猫头型输电塔,根据国家电力行业标准中所涉及到的输电线路杆塔检修要求,对其中所有需要定期或者不定期检修的被观测点进行高精度三维离散建模。(2)为了使无人机巡检效率最大化,在三维离散模型的基础上进行降维分析。采用塔身正、侧视图平面投影方法,并结合无人机搭载摄像装置的可视范围和“走停走”的巡检模式,对所得三维离散模型进行降维优化,得到新的降维模型。基于PSO算法对该模型进行求解和仿真,针对110ZM型输电塔,使正视图待观测点由87个减少为31个,侧视图待观测点由67个减少为23个,并且均达到巡检可视范围覆盖率100%。(3)基于上述降维优化之后的模型,将旋翼无人机对电塔的路径规划转换为旅行商问题,然后分别利用蚁群算法和遗传算法对该旅行商问题进行求解,得到的对应仿真结果,并从路径最短、迭代次数、单次迭代所用时间三方面对结果进行统计比对。
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