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基于优化遗传算法的变电站巡检机器人路径规划方法研究OA

Research on substation inspection robot path planning based on optimized genetic algorithm

中文摘要英文摘要

针对现有遗传算法在路径规划中存在的不足及其产生原因展开深入研究,并进行系统的理论分析.同时,对已有的改进遗传算法进行对比研究,总结其在优化过程中存在的问题,如收敛速度慢、易陷入局部极值、自适应能力弱等.以变电站为研究对象,围绕巡检机器人从起点到终点的路径规划问题展开研究.首先,分析巡检场景并建立相应的环境模型;其次,对巡检方案进行优选;最后,提出有针对性的改进策略,以解决路径冗余和局部极值风险等问题.为验证所提方法的可行性,采用Matlab与ROS系统进行建模与测试.通过构建场景模型分析规划算法的执行效率,并对平面内最短且最平滑路径的目标点进行检测与设计.基于改进遗传算法的变电站巡检机器人路径规划方法,在多种复杂场景下进行了模拟实验.实验结果表明,该方法能够快速、有效地求解最短路径问题,具有较强的实用性和稳定性.

An in-depth study was conducted on the deficiencies and the causes of the existing genetic algorithms in path planning,and provides a detailed theoretical analysis.At the same time,the comparative study was conducted on the existing improved genetic algorithms,and the problems in their optimization process were summarized,such as slow convergence speed,easy trapping in local optima,and weak adaptive ability.The substation is taken as the research object,and the path of inspection robots from the starting point to the end point of the inspection is researched.The inspection scene is analyzed,the inspection scene model is established,and the inspection scheme is optimized.The improvement plan is proposed to solve problems such as path redundancy and the risk of local extrema.Matlab and ROS systems are used for modeling and testing to ensure the feasibility of the proposed solution.By establishing a scene model,the execution efficiency of the plan algorithm is analyzed,and the target points of the shortest and smoothest route in the plane is detected and designed.The simulation experiments of substation inspec-tion robot path planning based on optimized genetic algorithm is conducted across multi-complex scenarios.The experimental results demonstrate that this method can rapidly and effectively resolve the shortest path,and has stronger practicality and stability.

乔道迹;韩慧妍;韩燮;曹亚明

机器视觉与虚拟现实山西省重点实验室,山西 太原 030051||中北大学 计算机科学与技术学院,山西 太原 030051||山西省视觉信息处理及智能机器人工程研究中心,山西 太原 030051机器视觉与虚拟现实山西省重点实验室,山西 太原 030051||中北大学 计算机科学与技术学院,山西 太原 030051||山西省视觉信息处理及智能机器人工程研究中心,山西 太原 030051机器视觉与虚拟现实山西省重点实验室,山西 太原 030051||中北大学 计算机科学与技术学院,山西 太原 030051||山西省视觉信息处理及智能机器人工程研究中心,山西 太原 030051机器视觉与虚拟现实山西省重点实验室,山西 太原 030051||中北大学 计算机科学与技术学院,山西 太原 030051||山西省视觉信息处理及智能机器人工程研究中心,山西 太原 030051

信息技术与安全科学

变电站巡检机器人路径规划改进遗传算法最短路径栅格法

substationinspection robotpath planningimproved genetic algorithmshortest pathgrid method

《现代电子技术》 2026 (6)

168-173,6

山西省自然科学基金项目(202303021211153)山西省科技重大专项计划"揭榜挂帅"项目(202201150401021)机器视觉与虚拟现实重点实验室研究基金资助项目(447-110103)

10.16652/j.issn.1004-373x.2026.06.025

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