巡线机器人状态检测与越障规划技术研究

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巡线机器人作为一种能够代替人工进行线路巡检作业的移动平台,能显著提高巡检的效率,降低工人的劳动强度。然而,输电线路结构复杂,机器人面对线路各种障碍,难以实现自主巡检。因此,研究巡线机器人状态检测与越障规划技术,是实现机器人自主作业的关键技术之一。本文在充分调研国内外巡线机器人状态检测与越障技术研究状况的基础上,采用分布式交互运动控制结构,将多传感器信息融合技术应用到巡线机器人状态检测与越障规划中,设计出全局环境下的线路识别与定位模型、局部障碍识别模型和本体状态检测系统。依据状态检测的信息,准确识别出障碍类型及机器人姿态,为实现机器人自主越障提供了引导条件。根据机器人环境识别与定位模型及机器人姿态,结合有限状态机理论,通过对机器人状态检测信息的离散与融合,建立出以状态检测信息为迁移条件的越障运动有限状态机,对巡线机器人穿越防震锤、跨越悬垂线夹、攀爬跨越耐张塔进行了详细的运动规划和有限状态机设计。在完成以上工作的基础上,通过仿真分析及物理样机在模拟线路上的实验,验证了机器人状态检测系统的准确性和越障规划的合理性。本文对巡线机器人状态检测与越障规划技术的研究,提高了巡线机器人状态检测的准确性和越障运动的可靠性,对一些类似机器人状态检测系统的设计和越障运动的规划,具有很好的借鉴和指导意义。
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