本發(fā)明涉及多機(jī)器人協(xié)作的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種電力線路多機(jī)器人協(xié)作巡檢方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的電網(wǎng)人工巡檢和作業(yè)方式存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、人員安全性差等特點(diǎn)，尤其在惡劣天氣和和復(fù)雜地形等條件下更加明顯。目前，很多科研機(jī)構(gòu)應(yīng)相繼開展了各種作業(yè)機(jī)器人的研究，例如變電站設(shè)備巡檢機(jī)器人、帶電搶修作業(yè)機(jī)器人、懸臂式巡線機(jī)器人、光纖復(fù)合架空地線巡檢機(jī)器人、絕緣子檢測(cè)機(jī)器人、輸電線路破冰機(jī)器人，并且有的已經(jīng)投入運(yùn)行，經(jīng)受住了惡劣氣候的考驗(yàn)。隨著具有不同功能和不同大小的電力機(jī)器人的出現(xiàn)以及電力特種機(jī)器人技術(shù)的不斷成熟發(fā)展，多機(jī)器人協(xié)作將成為未來(lái)電力機(jī)器人的主要應(yīng)用形式。目前，多機(jī)器人協(xié)作電力巡檢的相關(guān)研究尚未成熟，而電力線路巡檢的目標(biāo)是電力桿塔、線路、金具、絕緣子和沿線環(huán)境等。與一般的多機(jī)器人作業(yè)任務(wù)相比，電力線路巡檢任務(wù)存在著特殊性：(1)工作區(qū)域跨度大，受外力影響較多，環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜；(2)機(jī)器人的路徑受到限制，它必須在電力線走廊區(qū)域內(nèi)行進(jìn)，以獲得全面的線路信息；(3)常規(guī)的電力巡檢制度未充分考慮電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，有些運(yùn)行良好的線路區(qū)段容易出現(xiàn)過(guò)度巡檢，而一些區(qū)段則巡檢不夠充分的現(xiàn)象；(4)在具體作業(yè)任務(wù)中，輸配電線路檢測(cè)、修復(fù)工作存在步驟多、流程復(fù)雜的問(wèn)題，也增加了操作的難度。因此，急需一種能夠在電力線路巡檢中使用的多機(jī)器人協(xié)作的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是充分發(fā)揮多機(jī)器人系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，提高電力巡檢效率和質(zhì)量，尤其在出現(xiàn)大面積線路故障和冰雪等災(zāi)害天氣時(shí)，利用多機(jī)器人搜尋故障并執(zhí)行修復(fù)作業(yè)，能夠高效可靠地完成任務(wù)，降低經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)手段是：

電力線路多機(jī)器人協(xié)作巡檢方法，包含以下步驟：

步驟一，巡檢線路分段，按桿塔將導(dǎo)線分段，根據(jù)桿塔坐標(biāo)和導(dǎo)線模型數(shù)據(jù)，生成巡檢線路區(qū)段，按照電力巡檢規(guī)范將整個(gè)工作區(qū)域劃分為若干巡檢線路子區(qū)域；

步驟二，高層任務(wù)規(guī)劃，負(fù)責(zé)將檢測(cè)機(jī)器人、中繼機(jī)器人和作業(yè)機(jī)器人在不同巡檢線路區(qū)段的分配，首先確定每個(gè)巡檢線路子區(qū)域的輸電線路靜態(tài)的空間分布情況、每個(gè)巡檢線路子區(qū)域的空間大小以及外界環(huán)境，衡量因素包括每個(gè)巡檢線路子區(qū)域的巡檢路徑長(zhǎng)度L_k、地形復(fù)雜程度C_k、故障易發(fā)程度F_k以及作業(yè)難易程度E_k，其中C_k、F_k和E_k在0～1之內(nèi)，按照電力巡檢規(guī)范將整個(gè)工作區(qū)域劃分為若干巡檢線路子區(qū)域；其次考慮機(jī)器人所具備的能力，包括目標(biāo)檢測(cè)、通信、清障、線路修復(fù)、除冰、絕緣子清洗能力，將機(jī)器人能力用一個(gè)一維數(shù)組A_i來(lái)表示，A_i＝[a_i1，a_i2，…，a_is]，如果具備該能力，對(duì)應(yīng)的值為1，否則為0，除了目標(biāo)檢測(cè)和中繼通信能力，其他功能統(tǒng)稱為作業(yè)能力，此時(shí)，機(jī)器人能力數(shù)組簡(jiǎn)化為A_i＝[a_i1，a_i2，a_i3]，基于不同巡檢線路子區(qū)域的任務(wù)需求，采用輪盤賭算法或啟發(fā)式算法協(xié)調(diào)多機(jī)器人在各個(gè)巡檢線路子區(qū)域的分布，首先考慮檢測(cè)能力實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)全路徑巡檢，其次考慮通信能力，再次考慮作業(yè)能力，各巡檢線路子區(qū)域內(nèi)的機(jī)器人需要滿足約束條件；

步驟三，低層任務(wù)規(guī)劃，建立每個(gè)機(jī)器人的行為規(guī)則，采用自組織方式，建立每個(gè)機(jī)器人的行為規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人有效的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，每個(gè)巡檢線路子區(qū)域內(nèi)的機(jī)器人分為三大類：檢測(cè)機(jī)器人、中繼機(jī)器人和作業(yè)機(jī)器人，其中作業(yè)機(jī)器人進(jìn)一步細(xì)分為清障機(jī)器人、除冰機(jī)器人和線路修復(fù)機(jī)器人，遵循自主決策、個(gè)體簡(jiǎn)單、有限通信的原則，機(jī)器機(jī)器人采用反應(yīng)式結(jié)構(gòu)，基于事件觸發(fā)形式進(jìn)行規(guī)則設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮群集智能的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)作業(yè)機(jī)器人完成故障修復(fù)時(shí)，向其他同類機(jī)器人和中繼機(jī)器人發(fā)送作業(yè)完成信息，否則，繼續(xù)傳遞作業(yè)信息；

步驟四，建立每一類機(jī)器人的子任務(wù)，對(duì)于每一類機(jī)器人，在具體作業(yè)任務(wù)中，根據(jù)自身的任務(wù)目標(biāo)將任務(wù)分解成若干可獨(dú)立運(yùn)行的子任務(wù)完成目標(biāo)任務(wù)；

步驟五，任務(wù)重規(guī)劃，重復(fù)步驟二至步驟四，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)任務(wù)分配，保證機(jī)器人分布的合理性。

所述的步驟二中，各巡檢線路子區(qū)域內(nèi)的機(jī)器人需要滿足的約束條件為

其中，M_k表示區(qū)域k內(nèi)機(jī)器人數(shù)量，A_di表示機(jī)器人i的最大前進(jìn)距離，x_ik表示機(jī)器人i在區(qū)域k工作，函數(shù)f₁、f₂和f₃為經(jīng)驗(yàn)函數(shù)，定義每個(gè)巡檢線路子區(qū)域?qū)C(jī)器人巡視能力、通信能力和作業(yè)能力的附加要求。

所述的步驟三中，

檢測(cè)機(jī)器人：用光學(xué)攝像機(jī)或紅外熱像儀獲取輸電線路和線路走廊的影像，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，向通信范圍內(nèi)的其他機(jī)器人發(fā)送作業(yè)信息；

中繼機(jī)器人：當(dāng)機(jī)器人在超視距范圍工作時(shí)，需要借助于中繼機(jī)器人為超視距范圍的機(jī)器人提供通信，提供檢測(cè)機(jī)器人與作業(yè)機(jī)器人之間以及檢測(cè)機(jī)器人與地面控制中心之間的通信，保證信息傳輸，擴(kuò)大巡視范圍；

作業(yè)機(jī)器人：各種類型的作業(yè)機(jī)器人，包括除冰機(jī)器人，在不損傷電力線路以及絕緣子的前提下，除冰機(jī)器人以擊打、敲擊、振動(dòng)的方式快速高效除冰；帶電修復(fù)作業(yè)機(jī)器人，能夠從事壓接管電阻測(cè)量、斷股修補(bǔ)、防振錘拖回的帶電作業(yè)任務(wù)。

所述的檢測(cè)機(jī)器人包括飛行機(jī)器人，涉及航跡生成、航跡跟蹤和穩(wěn)定姿態(tài)控制，基于數(shù)字高程地圖(DEM)和桿塔數(shù)據(jù)，利用遺傳算法生成參考航跡，采用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制方法實(shí)現(xiàn)航跡跟蹤和穩(wěn)定姿態(tài)控制，保證飛行路徑在距離電力線10m～30m范圍的走廊區(qū)域內(nèi)飛行，并獲取清晰的設(shè)備圖像；作業(yè)機(jī)器人——除冰機(jī)器人根據(jù)規(guī)范的作業(yè)流程，將除冰任務(wù)分解為機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的一系列行為和動(dòng)作，利用機(jī)器視覺和模糊控制器保證動(dòng)作的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

所述的步驟五中，任務(wù)重規(guī)劃包括

巡檢線路子區(qū)域內(nèi)信息素的初始值τ_k＝a₁F_k+a₂E_k，此處，信息素初值不為零，是考慮到專家經(jīng)驗(yàn)和歷史經(jīng)驗(yàn)的影響，參數(shù)a₁和a₂可根據(jù)應(yīng)用情況調(diào)整；

當(dāng)檢測(cè)機(jī)器人在負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)線路故障、嚴(yán)重設(shè)施損壞的問(wèn)題，則增加該區(qū)域信息素?cái)?shù)量τ_k←τ_k+δ₁；

當(dāng)作業(yè)機(jī)器人在負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)完成一處故障修復(fù)，則降低該區(qū)域信息素的數(shù)量τ_k←τ_k-ε，如果τ_k<0，置τ_k＝0；

當(dāng)作業(yè)機(jī)器人在負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)不能獨(dú)立完成故障修復(fù)，則增加該區(qū)域信息素的數(shù)量τ_k←τ_k+2δ₁；

信息素隨時(shí)間蒸發(fā)，蒸發(fā)因子為ρ，0<ρ<1；

為了調(diào)整機(jī)器人對(duì)信息素的敏感度，設(shè)置閾值th_v，如果某個(gè)巡檢線路子區(qū)域的信息τ_k(t)大于閾值th_v，信息素才對(duì)機(jī)器人的決策產(chǎn)生影響，否則，機(jī)器人忽略信息素的作用；不同工作區(qū)域內(nèi)機(jī)器人的重分配通過(guò)巡檢線路子區(qū)域的控制中心進(jìn)行協(xié)調(diào)，機(jī)器人以概率p_sk從第s個(gè)區(qū)域轉(zhuǎn)移到第k個(gè)區(qū)域：

其中，η_sk為第s個(gè)區(qū)域和第k個(gè)區(qū)域之間的啟發(fā)信息，令η_sk＝1/d_sk，d_sk為兩個(gè)子區(qū)域的中心之間的距離，α和β為調(diào)整τ_k和η_sk對(duì)決策影響程度的參數(shù)。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明針對(duì)電力線路巡檢和作業(yè)任務(wù)，充分發(fā)揮多機(jī)器人優(yōu)勢(shì)，研究異構(gòu)電力機(jī)器人的組織形式，設(shè)計(jì)系統(tǒng)成員的交互框架；在充分考慮電力線路的分布特點(diǎn)和任務(wù)復(fù)雜程度，設(shè)計(jì)機(jī)器人之間的任務(wù)規(guī)劃?rùn)C(jī)制；考慮外部環(huán)境的不確定性和動(dòng)態(tài)變化，研究多機(jī)器人動(dòng)態(tài)任務(wù)分配方法，提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和魯棒性。在電力線路巡檢任務(wù)中，按桿塔將導(dǎo)線分段，根據(jù)桿塔坐標(biāo)和導(dǎo)線模型數(shù)據(jù)，生成巡檢線路區(qū)段。在多機(jī)器人電力巡檢和作業(yè)任務(wù)中，多種類型的機(jī)器人共同努力完成指定任務(wù)，使系統(tǒng)具有區(qū)域規(guī)劃、任務(wù)重規(guī)劃的能力以提高系統(tǒng)效率和未知?jiǎng)討B(tài)環(huán)境下的適應(yīng)性、魯棒性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明為電力線路多機(jī)器人協(xié)作巡檢方法，在電力線路巡檢任務(wù)中，按桿塔將導(dǎo)線分段，根據(jù)桿塔坐標(biāo)和導(dǎo)線模型數(shù)據(jù)，生成巡檢線路區(qū)段。在多機(jī)器人電力巡檢和作業(yè)任務(wù)中，多種類型的機(jī)器人共同努力完成指定任務(wù)，使系統(tǒng)具有區(qū)域規(guī)劃、任務(wù)重規(guī)劃的能力以提高系統(tǒng)效率和未知?jiǎng)討B(tài)環(huán)境下的適應(yīng)性、魯棒性。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施例，如圖1所示，電力線路多機(jī)器人協(xié)作巡檢方法，包含以下步驟：

步驟一，巡檢線路分段，按桿塔將導(dǎo)線分段，根據(jù)桿塔坐標(biāo)和導(dǎo)線模型數(shù)據(jù)，生成巡檢線路區(qū)段，按照電力巡檢規(guī)范將整個(gè)工作區(qū)域劃分為若干巡檢線路子區(qū)域；

步驟二，高層任務(wù)規(guī)劃，負(fù)責(zé)將檢測(cè)機(jī)器人、中繼機(jī)器人和作業(yè)機(jī)器人在不同巡檢線路區(qū)段的分配，首先確定每個(gè)巡檢線路子區(qū)域的輸電線路靜態(tài)的空間分布情況、每個(gè)巡檢線路子區(qū)域的空間大小以及外界環(huán)境，衡量因素包括每個(gè)巡檢線路子區(qū)域的巡檢路徑長(zhǎng)度L_k、地形復(fù)雜程度C_k、故障易發(fā)程度F_k以及作業(yè)難易程度E_k，其中C_k、F_k和E_k在0～1之內(nèi)，根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)預(yù)先給出，其值越大，復(fù)雜度越大，優(yōu)先級(jí)越高；其次考慮機(jī)器人所具備的能力，包括目標(biāo)檢測(cè)、通信、清障、線路修復(fù)、除冰、絕緣子清洗能力，將機(jī)器人能力用一個(gè)一維數(shù)組A_i來(lái)表示，A_i＝[a_i1，a_i2，…，a_is]，如果具備該能力，對(duì)應(yīng)的值為1，否則為0，除了目標(biāo)檢測(cè)和中繼通信能力，其他功能統(tǒng)稱為作業(yè)能力，此時(shí)，機(jī)器人能力數(shù)組簡(jiǎn)化為A_i＝[a_i1，a_i2，a_i3]，基于不同巡檢線路子區(qū)域的任務(wù)需求，采用輪盤賭算法或啟發(fā)式算法(如蟻群算法等)協(xié)調(diào)多機(jī)器人在各個(gè)巡檢線路子區(qū)域的分布，首先考慮檢測(cè)能力實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)全路徑巡檢，其次考慮通信能力，再次考慮作業(yè)能力，各巡檢線路子區(qū)域內(nèi)的機(jī)器人需要滿足的約束條件為

其中，M_k表示區(qū)域k內(nèi)機(jī)器人數(shù)量，A_di表示機(jī)器人i的最大前進(jìn)距離，x_ik表示機(jī)器人i在區(qū)域k工作，函數(shù)f₁、f₂和f₃為經(jīng)驗(yàn)函數(shù)，定義每個(gè)巡檢線路子區(qū)域?qū)C(jī)器人巡視能力、通信能力和作業(yè)能力的附加要求，

以某一次巡線任務(wù)為例，巡檢區(qū)域分為兩個(gè)子區(qū)域，區(qū)域1內(nèi)110kv及以上輸電線路12條，長(zhǎng)度L_k＝180公里，地形復(fù)雜程度C_k＝0.2、故障易發(fā)程度F_k＝0.5，作業(yè)難易程度E_k＝0.4，區(qū)域2內(nèi)110kv及以上輸電線路15條，長(zhǎng)度L_k＝230公里，地形復(fù)雜程度C_k＝0.7、故障易發(fā)程度F_k＝0.2，作業(yè)難易程度E_k＝0.6，函數(shù)f₁(C_k)＝100C_k，函數(shù)f₂，f₃的定義類似，檢測(cè)機(jī)器人、通信機(jī)器人和作業(yè)機(jī)器人的總量分別為20，10，10，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)函數(shù)和輪盤賭算法，可以得到三類機(jī)器人在兩個(gè)子區(qū)域的分布分別為(8,4,6)和(12,6,4)。

步驟三，低層任務(wù)規(guī)劃，建立每個(gè)機(jī)器人的行為規(guī)則，采用自組織方式，建立每個(gè)機(jī)器人的行為規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人有效的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，每個(gè)巡檢線路子區(qū)域內(nèi)的機(jī)器人分為三大類：檢測(cè)機(jī)器人、中繼機(jī)器人和作業(yè)機(jī)器人，其中作業(yè)機(jī)器人進(jìn)一步細(xì)分為清障機(jī)器人、除冰機(jī)器人和線路修復(fù)機(jī)器人，遵循自主決策、個(gè)體簡(jiǎn)單、有限通信的原則，機(jī)器機(jī)器人采用反應(yīng)式結(jié)構(gòu)，基于事件觸發(fā)形式進(jìn)行規(guī)則設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮群集智能的優(yōu)勢(shì)，其中

檢測(cè)機(jī)器人：用光學(xué)攝像機(jī)或紅外熱像儀獲取輸電線路和線路走廊的影像，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，向通信范圍內(nèi)的其他機(jī)器人發(fā)送作業(yè)信息；

中繼機(jī)器人：當(dāng)機(jī)器人在超視距范圍工作時(shí)，需要借助于中繼機(jī)器人為超視距范圍的機(jī)器人提供通信，提供檢測(cè)機(jī)器人與作業(yè)機(jī)器人之間以及檢測(cè)機(jī)器人與地面控制中心之間的通信，保證信息傳輸，擴(kuò)大巡視范圍；

作業(yè)機(jī)器人：各種類型的作業(yè)機(jī)器人，包括除冰機(jī)器人，在不損傷電力線路以及絕緣子的前提下，除冰機(jī)器人以擊打、敲擊、振動(dòng)的方式快速高效除冰；帶電修復(fù)作業(yè)機(jī)器人，能夠從事壓接管電阻測(cè)量、斷股修補(bǔ)、防振錘拖回的帶電作業(yè)任務(wù)，當(dāng)作業(yè)機(jī)器人完成故障修復(fù)時(shí)，向其他同類機(jī)器人和中繼機(jī)器人發(fā)送作業(yè)完成信息，否則，繼續(xù)傳遞作業(yè)信息。

步驟四，建立每一類機(jī)器人的子任務(wù)，對(duì)于每一類機(jī)器人，在具體作業(yè)任務(wù)中，根據(jù)自身的任務(wù)目標(biāo)將任務(wù)分解成若干可獨(dú)立運(yùn)行的子任務(wù)完成目標(biāo)任務(wù)，例如，如果檢測(cè)機(jī)器人是飛行機(jī)器人，則通過(guò)航跡生成、航跡跟蹤和穩(wěn)定姿態(tài)控制實(shí)現(xiàn)，基于數(shù)字高程地圖(DEM)和桿塔數(shù)據(jù)，利用遺傳算法生成參考航跡，采用基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制方法實(shí)現(xiàn)航跡跟蹤和穩(wěn)定姿態(tài)控制，保證飛行路徑在距離電力線10m～30m范圍的走廊區(qū)域內(nèi)飛行，并獲取清晰的設(shè)備圖像；作業(yè)機(jī)器人——除冰機(jī)器人根據(jù)規(guī)范的作業(yè)流程，將除冰任務(wù)分解為機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的一系列行為和動(dòng)作，利用機(jī)器視覺和模糊控制器保證動(dòng)作的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。鑒于顯示通信的優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明采用顯示通信方式，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人之間的信息傳輸。這種機(jī)器人自組織形式有利于實(shí)現(xiàn)環(huán)境動(dòng)態(tài)變化和機(jī)器人故障等不確定因素影響的機(jī)器人的協(xié)調(diào)協(xié)作。

步驟五，任務(wù)重規(guī)劃，在輸電線路巡檢和作業(yè)任務(wù)中，雖然子區(qū)域的覆蓋范圍和線路分布情況是已知的，但是子區(qū)域內(nèi)的線路故障點(diǎn)數(shù)目和損壞程度仍然需要機(jī)器人在巡視過(guò)程中探測(cè)獲得。考慮到常規(guī)巡檢中存在的過(guò)度巡檢和欠巡檢問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)任務(wù)分配，重復(fù)步驟二至步驟四，保證機(jī)器人分布的合理性，以作業(yè)機(jī)器人的重規(guī)劃為例，具體實(shí)現(xiàn)如下：

巡檢線路子區(qū)域內(nèi)信息素的初始值τ_k＝a₁F_k+a₂E_k，此處，信息素初值不為零，是考慮到專家經(jīng)驗(yàn)和歷史經(jīng)驗(yàn)的影響，參數(shù)a₁和a₂可根據(jù)應(yīng)用情況調(diào)整；

當(dāng)檢測(cè)機(jī)器人在負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)線路故障、嚴(yán)重設(shè)施損壞的問(wèn)題，則增加該區(qū)域信息素?cái)?shù)量τ_k←τ_k+δ₁；

當(dāng)作業(yè)機(jī)器人在負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)完成一處故障修復(fù)，則降低該區(qū)域信息素的數(shù)量τ_k←τ_k-ε，如果τ_k<0，置τ_k＝0；

當(dāng)作業(yè)機(jī)器人在負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)不能獨(dú)立完成故障修復(fù)，則增加該區(qū)域信息素的數(shù)量τ_k←τ_k+2δ₁；

信息素隨時(shí)間蒸發(fā)，蒸發(fā)因子為ρ，0<ρ<1；

為了調(diào)整機(jī)器人對(duì)信息素的敏感度，設(shè)置閾值th_v，如果某個(gè)巡檢線路子區(qū)域的信息τ_k(t)大于閾值th_v，信息素才對(duì)機(jī)器人的決策產(chǎn)生影響，否則，機(jī)器人忽略信息素的作用；不同工作區(qū)域內(nèi)作業(yè)機(jī)器人的重分配通過(guò)巡檢線路子區(qū)域的控制中心進(jìn)行協(xié)調(diào)，作業(yè)機(jī)器人以概率p_sk從第s個(gè)區(qū)域轉(zhuǎn)移到第k個(gè)區(qū)域：

其中，η_sk為第s個(gè)區(qū)域和第k個(gè)區(qū)域之間的啟發(fā)信息，令η_sk＝1/d_sk，d_sk為兩個(gè)子區(qū)域的中心之間的距離，α和β為調(diào)整τ_k和η_sk對(duì)決策影響程度的參數(shù)。

考慮兩個(gè)巡檢子區(qū)域的情況，令參數(shù)a₁＝3，a₂＝2，α＝1，β＝2，ρ＝0.02，th_v＝10，δ₁＝10，ε＝5。當(dāng)區(qū)域1連續(xù)發(fā)現(xiàn)新故障，則τ₁增加，當(dāng)τ₁>10，而τ₁>τ2，則會(huì)吸引區(qū)域2的作業(yè)機(jī)器人轉(zhuǎn)移到區(qū)域1，兩個(gè)子區(qū)域的機(jī)器人分布由(8,4,6)和(12,6,4)變?yōu)?8,4,7)和(12,6,3)。尤其區(qū)域1的作業(yè)機(jī)器人發(fā)現(xiàn)不能獨(dú)立完成工作，需要其他同種類機(jī)器人協(xié)作，則會(huì)加速作業(yè)機(jī)器人的轉(zhuǎn)移。這種啟發(fā)式方式能夠根據(jù)環(huán)境的變化動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)器人在各子區(qū)域的分布和機(jī)器人的工作量，在電力機(jī)器人能力受限的情況下，有利于提高巡檢效率，降低機(jī)器人消耗。

檢測(cè)機(jī)器人的重規(guī)劃過(guò)程與作業(yè)機(jī)器人類似，具體實(shí)現(xiàn)如下：

巡檢線路子區(qū)域內(nèi)信息素的初始值τ_k＇＝a₁F_k+a₂E_k，

當(dāng)檢測(cè)機(jī)器人在負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)線路故障、嚴(yán)重設(shè)施損壞的問(wèn)題，則增加該區(qū)域信息素?cái)?shù)量τ_k＇←τ_k＇+δ₁＇；

信息素隨時(shí)間蒸發(fā)，蒸發(fā)因子為ρ，0<ρ<1；

當(dāng)檢測(cè)機(jī)器人頻繁在所負(fù)責(zé)的區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，則該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)更多故障的可能性會(huì)較大，則傾向于需要更多檢測(cè)機(jī)器人，機(jī)器人以概率p_sk＇從第s個(gè)區(qū)域轉(zhuǎn)移到第k個(gè)區(qū)域：

其中，η_sk、α和β的含義與前面相同，各參數(shù)的取值可參考作業(yè)機(jī)器人重規(guī)劃過(guò)程中各參數(shù)的取值。

中繼機(jī)器人負(fù)責(zé)檢測(cè)機(jī)器人、作業(yè)機(jī)器人、地面控制中心之前的通信，區(qū)域內(nèi)的檢測(cè)機(jī)器人和作業(yè)機(jī)器人越多，通信范圍越廣，通信量越大，需要的中繼機(jī)器人越多，中繼機(jī)器人在各個(gè)子區(qū)域的數(shù)量分布基本與檢測(cè)機(jī)器人在各區(qū)域的數(shù)量分布成比例，而通信需求大部分來(lái)自于檢測(cè)機(jī)器人，所以，

其中，M_ke，M_kc和M_kw分別表示區(qū)域k內(nèi)檢測(cè)機(jī)器人、中繼機(jī)器人和作業(yè)機(jī)器人的數(shù)量，s₁和s₂為調(diào)整系數(shù)，s₁相對(duì)于s₂是一個(gè)較大的數(shù)，在前面的實(shí)例中，可以取s₁＝10,s₂＝0.5。

為了衡量分配算法的有效性，在步驟五任務(wù)重規(guī)劃中，設(shè)置評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括獎(jiǎng)勵(lì)值、任務(wù)完成時(shí)間、路徑代價(jià)和任務(wù)完成率：

(1)獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰(R)

機(jī)器人發(fā)現(xiàn)并排除故障的時(shí)間越短，得到的獎(jiǎng)勵(lì)越大，否則，隨著時(shí)間變化獎(jiǎng)勵(lì)越來(lái)越小，超過(guò)規(guī)定時(shí)間內(nèi)，所有機(jī)器人都應(yīng)該得到一個(gè)懲罰。在任務(wù)結(jié)束后，會(huì)得到一個(gè)總的反饋為獎(jiǎng)勵(lì)與懲罰之差；

(2)任務(wù)完成時(shí)間(T)

從執(zhí)行任務(wù)開始，到工作區(qū)域內(nèi)所有輸電線路覆蓋區(qū)域巡檢完成所消耗的時(shí)間定義為任務(wù)完成時(shí)間，這一標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)系效率的主要因素。

(3)路徑代價(jià)(C)

路徑代價(jià)定義為所有機(jī)器人走過(guò)路徑長(zhǎng)度的總和。這一標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系到機(jī)器人的能源消耗和機(jī)械損耗，也是關(guān)系效率的主要因素。

(4)任務(wù)完成率(P)

任務(wù)完成率的定義可以從兩個(gè)方面描述：機(jī)器人修復(fù)作業(yè)的輸電線路長(zhǎng)度與總的故障線路長(zhǎng)度的百分比；機(jī)器人修復(fù)的故障數(shù)量與總的故障數(shù)量的百分比，其中，定義單個(gè)故障是根據(jù)具體的電力巡檢標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定的，例如，某個(gè)絕緣子的部分裂痕可定義為一個(gè)故障，某處導(dǎo)線斷股定義為一個(gè)故障。