基于强化学习的无人机全自主电力巡检

针对无人机在电力巡检中的全自主性进行研究,提出全自主电力巡检系统,该系统由无人机智能体、充电桩和待巡检目标构成。借助无线充电技术和强化学习决策算法使无人机拥有全自主执行任务的能力,并在设计的仿真环境中进行了验证,训练后的无人机智能体可以自主路径规划进行电力巡检和自主决策到附近的无线充电桩充电,无需人工介入可完成所有巡检任务。由于传统的近端策略优化算法在本系统中奖励低的问题,因此提出一种基于动作掩码的近端策略优化算法来训练无人机智能体,仿真实验结果表明,动作掩码机制使奖励提高了39%,能耗降低了15.34%。     

基于射频识别库存管理的无人机三维路径规划

为了提高无人机搭载读写器的盘点效率,规避无人机无效的盘点飞行,减少盘点飞行路径,提出一种基于射频识别库存管理的无人机三维路径规划方法。首先在三维空间搭建一个飞行网络模型,并建立相应的坐标系;然后通过搭建危险壁障的适应度函数、射频识别读写器识别的适应度函数和路径最小适应度函数来构造目标函数,确保无人机能够在采集到每个在制品库存信息的前提下求得目标函数的最小值。采用基于二次差分进化的混合蝙蝠算法对目标函数进行求解,获得全局最优的飞行路径。通过仿真验证了该方法全局搜索能力较好,鲁棒性强。     

面向大型三维结构检测的多机器人覆盖路径规划方法

多机器人覆盖检测技术在汽车、航空航天部件等大型三维结构检测中的推广应用，为产品的全型面质量评价与工艺优化提供了依据。然而，受到大型结构件全覆盖视点采样、多机任务分配、路径规划等多重NP-hard问题求解的复杂性限制，多机器人覆盖路径规划的工程应用仍主要依赖经验，缺乏有效的理论依据。为此，针对大型三维结构的覆盖检测问题，提出一种多机器人检测路径规划的新方法。首先，根据待测几何特征分布生成初始冗余视点集合，采用贪心算法实现全覆盖视点的优化采样；在此基础上，构建了面向多机器人视点任务分配与视点次序规划的集成优化模型，并通过将多机器人可达性、视点次序、距离矩阵等多源信息编码，提出基于改进遗传算法的覆盖路径规划问题的求解新方法。最后，通过白车身结构的仿真案例与对比分析，验证所提方法的有效性。结果表明，基于所提方法的工位内检测周期平均下降31.56%,多机检测一致性提升13.13%。     

基于FNN的电力无人机避障方案设计

基于目前电力巡检无人机由于避障问题未能广泛普及的背景,提出将多元化传感器,即超声波传感器、激光传感器、GPS传感器组合应用于电力无人机巡检平台,同时通过FNN算法,对多元化传感器采集的无人机自身及周边物体的物理信息进行计算处理,从而指导无人机作出正确判断,即继续飞行、阶段绕行或悬停等待。     

基于螺旋样条的旋翼无人机区域轨迹规划

针对旋翼无人机在区域作业中的应用需求，提出一种螺旋样条区域轨迹生成方法，设计了给定区域的螺旋控制点生成方法，基于非均匀有理B样条拟合了轨迹。采用线性规划方法求解了以飞行时间最短为目标的规划问题，利用二阶泰勒展开法插值生成用于控制的轨迹序列。通过轨迹追踪实验可知，与传统折线区域轨迹规划方法对比，在相同的动力学约束及作业要求的前提下，该方法有效缩短了作业时间，提高了作业效率。     

基于激光雷达的无人机路径规划研究

针对无人机路径规划问题,根据激光雷达的激光探测和测距原理,结合3D技术和无人机路径规划算法,提出了一种基于激光雷达的无人机飞行规划研究技术。将激光雷达作为无人机路径生成的传感器,通过激光雷达获得监测数据,进而对无人机的路线进行控制,有效提高了电力巡检的自动化和智能化,最后通过样品测试证明了该方法的有效性。     

无人机在输电线路工程图像采集中的应用

传统的人工巡检方式存在效率低、成本高和安全风险等问题,无人机在近距离飞行时,可能会受到输电线路的电磁干扰,导致通信中断或不稳定。因此,寻找一种更高效、安全且经济的方法来采集输电线路的工程图像数据尤为重要。文章提出利用无人机技术解决在输电线路工程图像采集中存在的测绘难题。结果表明,无人机在输电线路工程图像采集中的应用,能够显著提高线路巡检的效率和准确性,减少人工巡检风险和成本,发现线路的异常情况,可及时采取措施进行修复,确保电力供应的可靠性和安全性,为后续输电线路工程提供重要的技术参考。     

无人机机械臂抓取动作的协调运动规划

近年来无人机在勘测救灾、空中观测、摄像等领域得到了广泛应用,搭载机械臂后无人机还可以完成样品采集等任务。受作业环境影响和无人机机械臂系统自身限制,为保证作业效率和设备安全,有必要对其运动进行规划。文中在运动学基础上采用梯度投影运动规划算法,对无人机机械臂抓取目标物进行运动规划,利用模糊推理确定其中的参数,并进行仿真试验验证。仿真结果表明该算法可有效对无人机机械臂的运动进行规划,并能协调无人机和机械臂运动,实现对目标物准确抓取。     

多旋翼无人机自主巡检关键技术研究

基于目前多旋翼无人机广泛应用于输电线路电力巡检的背景,从功能设计、自动避障、路径规划三个方面讨论多旋翼无人机自主巡检关键技术。研究设计多旋翼无人机自主巡检控制功能模块并划分无人机巡检工作状态,然后分析无人机自动避障原理及搭载多元化传感器避障的传感器选型依据,阐述多种无人机路径规划算法的核心原理并进行了优劣性对比。     

复杂环境下无人机全覆盖三维路径规划算法EI北大核心

针对复杂实际环境下无人机进行快速三维全覆盖路径规划的问题,提出了无人机全覆盖三维路径规划算法。首先,二维全覆盖路径规划由全局运动策略、局部运动策略和摆脱死区策略组成,在全局运动策略中改进标记函数和提出次层起点动态搜寻策略,摆脱死区策略由A^(*)算法和改进环形搜索算法构成;三维全覆盖路径规划由分层规划策略、地图重构策略和层间连接策略组成,分层规划策略将三维分为不同间隔高度的二维环境,地图重构策略对二维进行动态地图构建,层间连接策略由头一层的遍历终点确定下一层的遍历起点。仿真结果表明:所提算法在二维全覆盖路径规划时,相较于传统的单环搜索方式摆脱死区策略,路径长度缩短2.7%,路径重复率减小3%;相较于无局部运动策略,路径长度缩短14.2%,总死点数目和路径重复率降低32.9%和4.4%,且运行时间减少6.7 s;在三维全覆盖路径规划时,相较于无地图重构策略,路径长度缩短27.33%,死点数目减少16.82%,运行时间减少70.8 s,路径重复率减小7%;最后进行参数分析,得出本算法性能最优时参数取值。综上,该算法能够适应复杂环境,且能有效降低死点数目和路径重复率,快速规划全覆盖路径,具有较好的鲁棒性。     

国内首家无人机联合开发应用实验室成立

正【本刊讯】国内首家无人机联合开发应用实验室日前在广州成立。该实验室由中国石化销售华南和深圳大疆创新科技有限公司联合共建,旨在利用智能无人机、智能飞行、智能图像处理等新技术推进成品油管道智能化智慧化发展的新举措,共同推进管道无人机巡检技术的发展。据介绍,中国石化销售华南早在2015年就开始尝试无人机管道巡线,经过努力,2018年实现华南管网6282公里全覆盖无人机巡线,     

大型起重机金属结构无人机自动巡检技术研究

人工操纵无人机进行起重机结构检测存在巡检难度大、多发坠机、自动化程度低等问题,因此文中提出一种多旋翼无人机自动驾驶智能巡检系统及方法.通过对门式起重机、门座起重机、塔式起重机等的巡检路径进行科学规划,在GPS+Glonass双系统融合精密定位技术基础上,提出了飞机打点+航迹飞行的多旋翼无人机自动巡检方法,全方位高质量采...     

井下巡检无人机系统设计及定位与避障技术

矿井环境无GPS、空间狭窄且光照条件差,无人机在该环境下的飞行面临很多挑战.针对无人机井下巡检作业这一特殊应用场景,设计了能够自主定位和避障的无人机系统.该无人机系统基于激光SLAM实现同步定位,由激光点云生成的八叉树地图构建了飞行安全通道,并优化无人机的飞行路径,再通过最小化加速度优化指标,将路径点生成为光滑平缓的飞...     

复杂工业品仓储环境无人机盘库任务规划

盘库作业是各工业企业进销存系统中的重要环节,针对目前人工盘库工作效率低、容易出错等缺点,近年来出现了无人机搭载高精度便携式射频识别阅读器进行库存盘点的技术.其中,航迹规划是需要解决的关键问题.为减少能耗并提高盘库效率,以能效比最低以及时效比最小为目标来构造目标函数,建立了相应的无人机航迹规划数学模型,提出一种基于生命周期群搜索的混合差分进化算法.利用某烟草工业企业原辅物料仓库的实际环境数据进行物理建模,进一步利用所提出的智能优化算法进行仿真实验.最后,在相同的环境下,与其他3种前沿航迹规划算法进行对比,结果表明利用所提算法规划出的路径更能有效地提高无人机盘点效率.     

基于FPGA的大气数据采集系统的设计

大气数据的采集是影响无人机飞行控制的主要因素,为了实现对该信号源的采样,根据大气数据的高度和空速的测量原理,选用简易小型空速管作为采样通路,采用芯片级动压和静压传感器作为信号源,设计了基于FPGA的大气数据采集系统,并且在DSP处理器上实现对数据的算法处理。最后通过在某小型无人机上的飞行试验结果表明,该大气数据采集系统能够实现对空速和气压高度的获取。     

基于改进平衡优化算法的多无人机网络覆盖技术

针对通信受限区域网络覆盖优化问题,提出一种改进平衡优化算法,提高多无人机编队飞行网络覆盖率。分析无人机网络覆盖特性,对多无人机进行网络覆盖面积建模,完成无人机数量预估;采用随机反向学习机制生成平均初始种群个体,提高了平衡池候选解的样本分布;对候选解采用莱维飞行方法进行优化迭代,提高了算法的收敛速度;并引入非线性递减的变种群数量策略,动态调整平衡算法的粒子数量,有效地提升了算法的计算效率。设计算法仿真样例,仿真结果表明,所设计的改进型算法比传统的平衡优化算法迭代次数减小近50%,同时目标区域的网络覆盖率得到显著提升。     

基于路线优化的关口表数据无人机自主采集研究

为了实现关口表数据采集的自动化和高效性,现提出一种基于路线优化的关口表数据无人机自主采集系统。考虑到城镇和乡村地区建筑物、地形、路线的影响,采用蚁群算法对无人机飞行路线进行整体优化。安装有RFID读写器的无人机在GPS网络和RFID应用系统的共同作用下,完成由大范围到小区域的精准定位,在变电站表面悬停并利用电子标签和读写器进行数据采集和传输。可实现关口表数据的自动化采集和智能化控制管理,大大节约时间和费用成本,降低抄表的难度。     

风力发电机叶片无人机检查路径规划技术研究

多旋翼无人机由于其悬停性能好、便于起降、易于维护等特点,被广泛运用于各种巡检场合,随着微控制器技术的不断进步,多旋翼无人机的通用飞控算法已能适应常规飞行任务需要,但仍无法满足特定工况下的巡检任务需求.本文首先简单介绍了多旋翼无人机及其驱动模型,随后介绍了风力发电机叶片自动巡检场景的任务需求,提出了基于前馈控制的提高无人...     

基于GA-MTSP的多机器人同步覆盖路径规划

针对壁面作业中存在的复杂区域单台机器人覆盖作业效率低的问题，提出了一种基于遗传算法结合多旅行商问题的多机器人同步作业覆盖路径规划方法。该方法采用Boustrophedon单元分解法将待覆盖区域分解为若干胞腔单元，然后利用启发式交叉算子遗传算法得到的胞腔遍历顺序通过解决多旅行商问题的思想为多台机器人进行覆盖作业路径分配，并且分析了不同数目机器人同步作业对覆盖效果的影响。最后通过仿真研究证明了方法的有效性。     

无人机巡检管道自动识别报警功能分析研究

本文针对无人机巡检中数量量大、人工检测效率低,安全性差等问题,创造性的提出机载端通过GPU处理器运行深度学习算法,将无人机采集的空基视频图像做实时处理,识别出车辆、施工板房等威胁管线安全的因素,将目标识别过程图像和目标坐标发回地面端,在指控中心进行显示,为指挥层快速应急提供实况信息,使得应急处置方便快捷,进确保长输管道的安全运行。