面向电力系统应用的腿足机器人的路径规划及导航算法研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着电力系统规模的不断扩大以及自动化程度的提高，传统的电力巡检方式已经难以满足现代电力系统安全稳定运行的需求。

传统的巡检方式主要依赖人工，存在着效率低下、成本高昂、以及人身安全风险等问题。

近年来，随着机器人技术的飞速发展，腿足机器人凭借其优越的移动性能和环境适应能力，在电力巡检领域展现出巨大的应用潜力。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，随着机器人技术和人工智能技术的快速发展，国内外学者在腿足机器人路径规划和导航领域展开了广泛的研究，并取得了一系列重要成果。

1. 国内研究现状

国内学者在腿足机器人路径规划方面，上海交通大学、哈尔滨工业大学等高校开展了基于传统搜索算法、强化学习等方法的研究，并在实验室环境下取得了一定的成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

1.电力环境感知与建模：研究电力环境中常见障碍物（如变压器、电线杆、围栏等）的识别方法，采用深度学习、图像处理等技术，实现对电力设备的准确识别和定位。

研究基于多传感器融合的环境感知方法，融合激光雷达、深度相机、imu等传感器数据，获取电力环境的三维点云信息，提高环境感知的精度和鲁棒性。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、算法设计、仿真实验和结果分析等方法，逐步开展研究工作。

1.理论分析阶段：深入调研国内外相关文献，了解腿足机器人路径规划和导航领域的最新研究进展，掌握相关算法原理和技术路线。

分析电力系统应用场景的特点和需求，明确腿足机器人在电力巡检作业中面临的挑战和技术难点，为后续算法设计提供理论依据。

5. 研究的创新点

本研究将在以下几个方面进行创新：
1.面向电力环境的腿足机器人环境感知：针对电力环境的特点，提出基于深度学习和图像处理的电力设备识别方法，提高识别精度和效率。

研究基于多传感器融合的电力环境三维地图构建方法，构建高精度、可更新的电力环境三维地图，为路径规划和导航提供更丰富、准确的环境信息。

2.结合电力环境特点的腿足机器人路径规划：提出基于改进a算法的路径规划方法，结合电力环境的特点和机器人运动学约束，优化路径规划效率和路径质量。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 张雨涵,陈思雨,赵越,等.面向电力巡检的特种机器人研究现状与发展趋势[j].机器人技术与应用,2022(01):27-34.

[2] 赵强,王坤,齐立刚.面向电力系统的多任务分配与路径规划综述[j].电网技术,2022,46(09):3441-3455.

[3] 杨俊,陈华,刘明.面向电力系统巡检的四足机器人研究现状与展望[j].电气技术,2021,22(09):1-6 12.