大规模复杂变电站巡检机器人分层路径规划

摘要

为解决大规模、存在可变障碍物的复杂变电站环境下的自主导航问题，设计一个变电站运动规划框架，包括建立变电站地图、动态避障与局部路径规划、可变障碍物比对及判断，并提出一种基于层次搜索空间尺度的HHA*路径规划方法，能够有效地生成平滑、安全的路径。与现有方法相比：①提出一种新的HHA*方法，首先将变电站空间划分为一个粗尺度，建立常规路径以生成全局目标，然后在精细尺度搜索空间中采用新的启发式函数，以提高生成路径的平滑性；②提出一种新的障碍物称为可变障碍物。在各种复杂的模拟场景和具有挑战性的现实世界中验证该方法的安全性、平滑性、灵活性和高效性，结果表明，该方法的计算效率相比混合A*算法提高了1.83倍，在全局规划阶段相比混合A*算法提高了45.48%，在局部规划阶段相比QBC算法提高了22.87%，相比TEB算法提高了16.37%。证明采用该方法在大规模变电站复杂场景中进行巡检，可满足路径规划平滑性和安全性的要求。

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