架空输电线路巡检飞行机器人多传感器调度系统及方法
【专利摘要】本发明公开了电力系统输电线路检测及控制【技术领域】中的一种架空输电线路巡检飞行机器人多传感器调度系统及方法。调度系统包括顺序相连的行动规划层、分时调度层和传感器控制层；调度方法包括：令待选传感器集合A*的初值为空集；令集合G＝S-A*，如果集合G不为空集，则在集合G中选取一个传感器S′，使得选取的传感器S′满足计算集合A′的运行成本c(A′)，当c(A′)≤cL时，令集合A*＝A′；再令集合G＝G-S′；当集合G为空集时，待选传感器集合A*中的传感器为调度传感器。本发明解决了现有巡检系统中传感器无法按照巡检对象的不同自主选择各类传感器的问题，提高了巡检效率。
【专利说明】架空输电线路巡检飞行机器人多传感器调度系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统输电线路检测及控制【技术领域】，尤其涉及一种架空输电线路巡检飞行机器人多传感器调度系统及方法。
【背景技术】
[0002]输电线路的巡检是有效保证输电线路及其设备安全的一项基础工作。传统的人工巡检存在安全隐患且巡检结果受到过多人为因素的影响。巡检飞行机器人搭载多种传感器沿线飞行对线路各部件进行巡检有效率高、安全系数高和适合野外作业等优点，很大程度上弥补了人工巡检的不足；飞行机器人使用和维护成本低，也弥补了直升机巡检使用成本闻的缺点。
[0003]以往的载人飞机巡线或者无人机巡线均采用多传感器并行检测方式，即对不同任务、不同目标均使用所有传感器共同检测。这虽然能保证最大的检测能力，但也造成了不必要的资源浪费和数据的冗余。
[0004]选择最优的传感器组进行巡检可以节约计算时间，减少物理损耗，避免不必要的传感器动作，提高巡检效率，降低数据冗余，确保数据采集的完备性，提高系统可靠性与鲁棒性。
[0005]由于传感器类型增多，应用范围变广，功能也变得更复杂，简单依靠人力无法完成传感器管理工作。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种架空输电线路巡检飞行机器人多传感器调度系统及方法，用于解决现有巡检系统中无法按照巡检对象的不同自主选择各类传感器的问题，使巡检系统可对每个检测目标选择最优的传感器组合并且恰当确定各传感器控制参数，提高巡检效率。
[0007]为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种架空输电线路巡检飞行机器人多传感器调度系统，其特征是所述调度系统包括顺序相连的行动规划层、分时调度层和传感器控制层；
[0008]所述行动规划层用于确定巡检区域、巡检类型、巡检目标和巡检目标的状态信息；
[0009]所述分时调度层用于根据巡检区域、巡检类型、巡检目标和巡检目标的状态信息，求解最优传感器集合；
[0010]所述传感器控制层用于调度最优传感器集合中的传感器进行目标巡检。
[0011]一种架空输电线路巡检飞行机器人多传感器调度方法，其特征是所述调度方法包括:
[0012]步骤1:令待选传感器集合k*的初值为空集；
[0013]步骤2:令集合G = S_A% S为由所有传感器组成的集合；判断集合G是否为空集，如果集合G为空集，则执行步骤7 ;否则，执行步骤3 ;
[0014]步骤3:在集合G中选取一个传感器S'，使得选取的传感器S'满足argmax !/'(^,)| ;
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[0015]其中，集合A' =A* U Sf ；
[0016]A为由所有传感器的各种组合组成的集合；
[0017]f(A' )=Ι(Θ;Α' ) = Η( θ )-Η( θ |Α')；
[0018]θ为巡检目标的状态信息；
[0019]Η( θ )为巡检目标的状态信息
【权利要求】
1.一种架空输电线路巡检飞行机器人多传感器调度系统，其特征是所述调度系统包括顺序相连的行动规划层、分时调度层和传感器控制层； 所述行动规划层用于确定巡检区域、巡检类型、巡检目标和巡检目标的状态信息；所述分时调度层用于根据巡检区域、巡检类型、巡检目标和巡检目标的状态信息，求解最优传感器集合； 所述传感器控制层用于调度最优传感器集合中的传感器进行目标巡检。
2.一种架空输电线路巡检飞行机器人多传感器调度方法，其特征是所述调度方法包括: 步骤1:令待选传感器集合A*的初值为空集； 步骤2:令集合G = S-A*, S为由所有传感器组成的集合； 判断集合G是否为空集，如果集合G为空集，则执行步骤7 ;否则，执行步骤3 ； 步骤3:在集合G中选取一个传感器S'，使得选取的传感器S'满足 其中，集合A' =A* U Si ； A为由所有传感器的各种组合组成的集合； f (Ai ) = K Θ.,A1 ) = Η( θ )-Η( Θ {A1 )； Θ为巡检目标的状态信息； H ( θ )为巡检目标的状态信息熵且
3.根据权利要求2所述的调度方法，其特征是所述运行成本包括能耗成本、存储成本、计算成本和通信成本。
4.根据权利要求3所述的调度方法，其特征是所述集合A'的运行成本c(A')的计算公式为:
【文档编号】H02G1/02GK103970099SQ201410185414
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】吴华, 柳长安, 张璐, 刘春阳, 杨国田 申请人:华北电力大学