[发明专利]基于磁导航的变电站巡检机器人全局路径规划方法

权利要求书

1.一种基于磁导航的变电站巡检机器人全局路径规划方法，其特征是，它的步骤为：

第一步，变电站环境建模；形成拓扑网状图和连通关系矩阵；变电站环境建模是指用拓扑法对变电站环境进行建模，将供行走的道路连接起来形成拓扑网状图和连通关系矩阵；其中交叉路口设置多个RFID，并简化合并为图中的一个节点，道路就是图中的一条边，道路的长度即为边的长度，也是连通关系矩阵中边的权值；

第二步，路径搜索；

利用Floyd弗洛伊德算法确定搜索路径矩阵，即最短路径矩阵，并通过迭代优化，提高运算速度；

第三步，路径遍历；

通过对节点和边的遍历，计算始发点到目标点序列的最短连通路径；

第四步，行驶路线确定；

将最短连通路径转换到以RFID序列标示的行驶路线；在每个路口RFID，根据路径连通性，计算出机器人的转动角度。

2.如权利要求1所述的基于磁导航的变电站巡检机器人全局路径规划方法，其特征是，所述第二步路径搜索包括以下步骤：

2-1)给距离矩阵赋初值

对一个有n个顶点的图G，将顶点用n个整数进行编号；把图G的连通关系矩阵，即图G的带权邻接矩阵W，作为距离矩阵的初值，即其中n为大于等于2的正整数，i，j均为大于等于1小于等于n的正整数；D⁽⁰⁾为赋初值后的距离矩阵，为顶点i和顶点j之间的距离初值。

2-2)利用Floyd弗洛伊德算法确定路径最短的距离矩阵；

第1步，构造其中是从v_i到v_j的只允许以v₁作为中间点的路径中最短路长度，其中i，j相邻时否则min{A，B}是从A、B两个元素中取最小值，A、B均为正实数，下同；∞表示值为无穷大。

第2步，构造其中是从v_i到v_j的只允许以v₁，v₂作为中间点的路径中最短路的长度，

第n步，构造其中是从v_i到v_j的只允许以v₁，v₂，…，v_n作为中间点的所有路径中最短路的长度，即是从v_i到v_j中间可插入任何顶点的路径中最短路的长度，因此D⁽ⁿ⁾即是距离矩阵；

2-3)通过迭代优化，提高运算速度；

在计算迭代矩阵D^(k)中的元素时，矩阵D^(k)前面i-1行的元素和i行前面j-1个元素已经全部计算出来，可以扩展矩阵维度存储利用这些新的元素来参与计算，加速迭代求解。迭代公式变为：

dij(k)=min{min{dir(k)r<j+drj(k)r<i},min{dir(k)r<j+drj(k-1)r>i},min{dir(k-1)r>j+drj(k)r<i},min{dir(k-1)r>j+drj(k-1)r>i}}]]>

同时每次迭代都需要判断一般先求和再比较，求和计算次数较多，如果或成立，则不需要求和比较即可判断否则再求和，从而加快了计算速度；

其中表示从v_i到v_j的只允许以v₁，v₂，…，v_k作为中间点的所有路径中最短路的长度，其它类同。

最后输出距离矩阵和最短路径矩阵，其中最短路径矩阵存储有始发点和目标点之间最短中继节点的集合，距离矩阵存储有始发点和目标点之间最短中继节点的距离。