基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的電力桿塔巡檢視點(diǎn)轉(zhuǎn)移策略研究.pdf

1、旋翼飛行機(jī)器人由于其垂直起降、定點(diǎn)懸停、低空低速飛行的飛行特性成為架空電力線路巡檢的有效手段。電力桿塔作為輸電線路最核心部分，對(duì)其圖像數(shù)據(jù)采集的效果決定了整個(gè)巡檢任務(wù)的完成質(zhì)量。而使用旋翼飛行機(jī)器人巡檢電力桿塔普遍存在飛機(jī)和桿塔安全無(wú)法保障、飛行時(shí)間有限數(shù)據(jù)采集不全面、圖像數(shù)據(jù)的可用性低以及容易受到干擾等問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出了一種基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的電力桿塔巡檢方法。
　　本文首先將視點(diǎn)規(guī)劃概念引入巡檢任務(wù)。深入分析了電力桿塔的

2、外形特征，針對(duì)桿塔的結(jié)構(gòu)特征建立了安全區(qū)域模型，充分保障巡檢過(guò)程中飛機(jī)和電塔的安全。在此基礎(chǔ)上對(duì)視點(diǎn)進(jìn)行抽取，劃分了電力桿塔周?chē)膹V義視點(diǎn)和有效視點(diǎn)范圍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)巡檢視點(diǎn)進(jìn)行有效規(guī)劃，使巡檢路徑控制在有效視點(diǎn)周?chē)鷥?nèi)，能夠有效提高圖像數(shù)據(jù)的可用性。
　　本文通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法對(duì)巡檢行為進(jìn)行規(guī)劃。通過(guò)對(duì)巡檢任務(wù)的分解，制定強(qiáng)化學(xué)習(xí)任務(wù)目標(biāo)。本文重點(diǎn)分析在理想環(huán)境、隨機(jī)干擾環(huán)境以及陣風(fēng)擾動(dòng)環(huán)境下的視點(diǎn)轉(zhuǎn)移策略學(xué)習(xí)過(guò)程以及算法效率。

3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)，飛行機(jī)器人能夠大幅度縮短巡檢任務(wù)完成時(shí)間，能夠很好地適應(yīng)隨機(jī)擾動(dòng)和陣風(fēng)擾動(dòng)環(huán)境，根據(jù)環(huán)境的變化做出相應(yīng)的行為。實(shí)驗(yàn)同時(shí)證明，在提高巡檢速度降低飛機(jī)能耗的同時(shí)，規(guī)劃后的行為還能夠降低圖像數(shù)據(jù)的冗余度，為后續(xù)的故障檢測(cè)提供高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)。
　　本文研究的電力桿塔巡檢方法為輸電線路巡檢提供了新的思路。通過(guò)引入強(qiáng)化學(xué)習(xí)進(jìn)行視點(diǎn)規(guī)劃，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)訪問(wèn)到最有可能包括電力桿塔故障信息的視點(diǎn)位置，最大程度上節(jié)省