中國(guó)擁有世界上最大的光伏裝機(jī)容量,并且該容量仍在逐年遞增,光伏電站的運(yùn)維巡檢問(wèn)題日益凸顯。近年來(lái),四旋翼無(wú)人機(jī)迅速發(fā)展,在高空搜索和監(jiān)測(cè)方面展現(xiàn)了巨大潛力。利用旋翼無(wú)人機(jī)對(duì)光伏電站進(jìn)行巡檢,可以極大提高光伏電站的巡檢效率和自動(dòng)化水平。本文以面向光伏電站的旋翼無(wú)人機(jī)自主導(dǎo)航和巡檢為背景,對(duì)無(wú)人機(jī)自主導(dǎo)航和巡檢過(guò)程中的路徑規(guī)劃、紅外視覺(jué)導(dǎo)航、無(wú)人機(jī)與地面站的通信等方面進(jìn)行了相關(guān)研究和探索。根據(jù)光伏電站的分布特點(diǎn),結(jié)合無(wú)人機(jī)巡檢的目的和要求,將路徑規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為區(qū)域間的路徑規(guī)劃問(wèn)題和區(qū)域內(nèi)的路徑規(guī)劃問(wèn)題。前者轉(zhuǎn)換成多旅行商問(wèn)題,使用遺傳算法進(jìn)行求解,以獲得各個(gè)子區(qū)域間的任務(wù)分配方案和巡檢順序;后者轉(zhuǎn)換成覆蓋式路徑規(guī)劃問(wèn)題,通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、外接矩形構(gòu)建、路徑點(diǎn)生成和PNPoly算法進(jìn)行求解,得到子區(qū)域內(nèi)的路徑點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性。為了彌補(bǔ)基于路徑點(diǎn)的導(dǎo)航巡檢方式的不足,提出了基于紅外視覺(jué)的自主導(dǎo)航和巡檢策略。為了獲得光伏組串的位置信息,設(shè)計(jì)了一種結(jié)合顏色特征、梯度特征和形狀特征的光伏組串識(shí)別和定位算法;為了避免多行巡檢時(shí)發(fā)生組串漏檢或重檢,設(shè)計(jì)了光伏組串重建算法;為了實(shí)現(xiàn)光伏組串中心線... 

【文章來(lái)源】： 孔祥春 浙江大學(xué)

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

永高股份有限公司廠區(qū)光伏電站由于永高股份有限公司廠區(qū)光伏電站的光伏板安裝在規(guī)則的屋頂上，且安裝

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文路徑規(guī)劃132.2.1小節(jié)的數(shù)據(jù)，對(duì)永高股份有限公司廠區(qū)光伏電站進(jìn)行了建模和區(qū)域間路徑規(guī)劃求解。光伏廠區(qū)質(zhì)點(diǎn)化為13個(gè)任務(wù)點(diǎn)，1個(gè)起始點(diǎn)，使用3架無(wú)人機(jī)從同一起始點(diǎn)出發(fā)進(jìn)行巡檢，巡檢完畢后回到初始點(diǎn)。采用0.1sk=，0.9tw=，0.1sw=，根據(jù)2.2.2小節(jié)的算法求得的區(qū)域間路徑規(guī)劃方案為：表2-1區(qū)域間路徑規(guī)劃方案無(wú)人編號(hào)巡檢路徑總里程10→4→2→1→3→7→01838.4220→8→11→12→9→01805.5530→6→10→13→5→01752.21由上表可以得出：時(shí)間為1838.42，總里程為5396.18，任務(wù)分配較為均勻。在MATLAB中繪制出圖形如圖2-5所示，其中藍(lán)色的線段代表1號(hào)無(wú)人機(jī)的飛行路徑，黃色線段代表2號(hào)無(wú)人機(jī)的飛行路徑，綠色線段代表3號(hào)無(wú)人機(jī)的規(guī)劃路徑。圖2-5永高股份光伏電站區(qū)域間路徑規(guī)劃結(jié)果

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文紅外視覺(jué)輔助導(dǎo)航29()(())()(())()(())601206012060GB/VminR,G,BifVRHBR/VminR,G,BifVGRG/VminR,G,BifVB==+=+=(3-3)在一些簡(jiǎn)單的場(chǎng)景中，光伏組串和背景的HSV直方圖如圖3-4所示：左側(cè)是光伏組串的HSV直方圖，右側(cè)是背景的HSV直方圖。目標(biāo)和背景之間的色差明顯。使用H和V值，可以輕松地分割PV串。圖3-4簡(jiǎn)單場(chǎng)景的HSV直方圖這些簡(jiǎn)單場(chǎng)景的分割結(jié)果如圖3-5所示。左邊是縮小的原始圖像，右邊是顏色分割結(jié)果。從圖中不難看出，光伏組串被閾值處理成了白色，背景則是黑色，兩者很好地分割開來(lái)了，效果不錯(cuò)。(a)(b)圖3-5簡(jiǎn)單場(chǎng)景的顏色分割結(jié)果然而，在一些復(fù)雜的場(chǎng)景中，由于存在各種各樣的干擾，光伏組串和背景的PV:H100.5100.05BG:H200.5100.05PV:S100.5100.20.4BG:S20.60.70.80.9100.5PV:V10.70.80.9100.050.1BG:V100.5100.020.04

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種求解旅行商問(wèn)題的基于外部存檔的自適應(yīng)遺傳算法[J]. 劉景鑫,李林林,李治華,張?jiān)藕?  計(jì)算機(jī)時(shí)代. 2019(07)
[2]多無(wú)人機(jī)協(xié)同搜索多目標(biāo)的路徑規(guī)劃問(wèn)題研究[J]. 劉文兵,王藝棟.  電光與控制. 2019(03)
[3]基于Mavlink協(xié)議的植保無(wú)人機(jī)地面監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)[J]. 呼云龍,胡金山,丁瀟,林萌萌.  安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(27)
[4]基于Qt的無(wú)人機(jī)地面站軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 李帥,范項(xiàng)媛.  雷達(dá)科學(xué)與技術(shù). 2017(04)
[5]基于C#的無(wú)人機(jī)地面站軟件設(shè)計(jì)[J]. 楊青,趙鋒,李陽(yáng).  電子質(zhì)量. 2017(05)
[6]多無(wú)人機(jī)協(xié)同運(yùn)動(dòng)目標(biāo)搜索問(wèn)題研究[J]. 王勛,姚佩陽(yáng),梅權(quán).  電光與控制. 2016(08)
[7]無(wú)人機(jī)在電力行業(yè)的應(yīng)用及需求分析[J]. 李勛,張欣,黃榮輝,姚森敬,裴慧坤,高昌盛,范首東.  電氣應(yīng)用. 2015(S2)
[8]基于改進(jìn)人工勢(shì)場(chǎng)法的無(wú)人機(jī)路徑規(guī)劃算法[J]. 丁家如,杜昌平,趙耀,尹登宇.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2016(01)
[9]多無(wú)人機(jī)協(xié)同覆蓋路徑規(guī)劃[J]. 陳海,何開鋒,錢煒祺.  航空學(xué)報(bào). 2016(03)
[10]無(wú)人機(jī)在交通應(yīng)急指揮領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 陳雷.  中國(guó)交通信息化. 2014(04)

博士論文
[1]基于無(wú)人機(jī)紅外影像技術(shù)的配電網(wǎng)巡檢系統(tǒng)研究[D]. 鄭維剛.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：2939438