基于GA-SA算法的无人机巡检输电铁塔三维航迹优化

作者：刘书山; 刘兰兰; 肖乔莎; 郭昊; 徐溧; 陈彬

来源：科学技术与工程, 2023, 23(06): 2438-2446.

DOI：10.3969/j.issn.1671-1815.2023.06.025

• 无人机巡检
• 航迹优化
• 电磁防护安全距离
• 有限元方法
• 混合算法

无人机巡检输电铁塔本体和金具、绝缘子等附属部件的航迹优化属于典型的旅行商问题。由于巡检对象的结构复杂、巡检部件多，采用单一的启发式算法会造成航迹重叠、容易陷入局部最优解等问题。为此，考虑无人机航迹三维空间结构的特点，引入全局搜索能力强的遗传算法(genetic algorithm, GA)与局部收敛速度快的模拟退火算法(simulated annealing, SA)相结合的无人机三维航迹混合GA-SA寻优算法。以无人机巡检500 kV超高压交流双回鼓型塔为例，根据三维有限元仿真得到的无人机电磁防护安全距离为2 m,结合巡检对象及常见缺陷出现的位置确定了61个高空安全悬停点，分别采用GA、SA和混合GA-SA算法对无人机遍历高空安全悬停点的航迹进行优化。结果表明：混合GA-SA算法的迭代收敛次数相比GA和SA分别减小了45.6%与55.2%,最优航迹距离分别缩短了8.1%与8.9%,验证了所提方法的有效性。

• 单位
  国网湖南省电力有限公司; 三峡大学