無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在輸電線路運(yùn)維中的應(yīng)用

摘要：輸電線路的日常維護(hù)和管理方式，主要是巡線人員對(duì)高差、距離等進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量時(shí)不免會(huì)使用測(cè)量工具，而傳統(tǒng)的測(cè)量工具，其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性受測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響、測(cè)量人員的專業(yè)能力影響，還會(huì)為測(cè)量人員的安全帶來(lái)較高的風(fēng)險(xiǎn)。在科技飛速發(fā)展的21世紀(jì)，無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)早就運(yùn)用到了各行各業(yè)的工作中。本文就無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在輸電線路運(yùn)維中的應(yīng)用做出了闡述，并且加以分析和探究，試圖解決傳統(tǒng)測(cè)量方法的弊端，使測(cè)量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確直觀，降低測(cè)量人員的測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：輸電線路;無(wú)人機(jī);傾斜攝影;測(cè)量

國(guó)民用電安全、穩(wěn)定的問(wèn)題，是關(guān)系到民生的問(wèn)題，更是國(guó)家的大事。所以，對(duì)于這種重要的民生問(wèn)題，就要給予重視，也就是要及時(shí)、全面的對(duì)輸電線路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修。就我國(guó)目前對(duì)輸電線路的運(yùn)行維護(hù)管理來(lái)看，涉及高差、距離等多個(gè)方面的測(cè)量工作。因?yàn)榈匦蔚膹?fù)雜，環(huán)境的不利影響等因素，如何能夠快速又準(zhǔn)確的測(cè)量出想要的數(shù)據(jù)，成為了輸電工人檢修過(guò)程中面臨的一大難題。隨著科技的進(jìn)步，無(wú)人機(jī)已經(jīng)被應(yīng)用在各種領(lǐng)域，它有著設(shè)計(jì)靈活、操作方便、人員零損傷、成本低的特點(diǎn)。倘若將無(wú)人機(jī)應(yīng)用于輸電線路的運(yùn)行維護(hù)管理中，勢(shì)必會(huì)引起行業(yè)內(nèi)的一番強(qiáng)烈反響[1]。本文就是對(duì)無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用于輸電線路運(yùn)行維護(hù)管理中的可能性，以及可能帶來(lái)的好處做出剖析，試圖解決我國(guó)輸電線路運(yùn)行維護(hù)管理中測(cè)量難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)低的問(wèn)題。

一、原理和方法

（一）測(cè)試原理

無(wú)人機(jī)攝影可以多角度、全方位的展開(kāi)，不受地形、環(huán)境的影響，測(cè)試的原理就是利用無(wú)人機(jī)攝影的這種特性。對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行傾斜攝影、正射攝影兩種方式進(jìn)行相片的采集，再利用高科技手段將這些照片進(jìn)行全方位的模塊化整合，最后會(huì)通過(guò)三維立體建模的專業(yè)系統(tǒng)，形成一個(gè)模擬仿真的立體影像，將所拍攝到的環(huán)境1：1全方位的還原、展示在人們眼前。再通過(guò)軟件的轉(zhuǎn)化和測(cè)量，將景象最真實(shí)的展示到人們眼前，直接幫助測(cè)量隊(duì)進(jìn)行輸電線路的運(yùn)維和檢修。

（二）無(wú)人機(jī)地面站

想要利用無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)對(duì)輸電線路進(jìn)行運(yùn)維和修護(hù)，需要在地面建立一個(gè)無(wú)人機(jī)地面站。無(wú)人機(jī)地面站主要是起到統(tǒng)籌、規(guī)劃以及指揮的工作。地面站一般需要通過(guò)使用地面站計(jì)算機(jī)、通信數(shù)據(jù)鏈以及其他一些輔助的操控設(shè)備，再加以相應(yīng)的軟件系統(tǒng)作為搭配，才能夠全方位、多角度的對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行全面有效的操控[2]。對(duì)于輸電線路的測(cè)量隊(duì)來(lái)說(shuō)，可能不同的測(cè)量隊(duì)或是同一支測(cè)量隊(duì)在不同的時(shí)間會(huì)選擇不同型號(hào)的無(wú)人機(jī)，每次選擇使用無(wú)人機(jī)的目的也可能不盡相同，所以，想要適應(yīng)這些不同型號(hào)或是不同用途的無(wú)人機(jī)，就要根據(jù)無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)建立適合的地面站系統(tǒng)，這樣才能更好的檢測(cè)和操控?zé)o人機(jī)的飛行狀況，獲取輸電線路測(cè)量隊(duì)最想要的、對(duì)其最有價(jià)值的影像。

（三）傾斜攝影技術(shù)

傾斜攝影技術(shù)是指無(wú)人機(jī)從垂直的、四個(gè)傾斜的等五個(gè)不同角度對(duì)影像進(jìn)行采集，這更有利于后期對(duì)影像的合成，能夠更加真實(shí)的向人們反映和展示出所拍攝的情境。這種無(wú)人機(jī)的傾斜攝影技術(shù)是近些年來(lái)國(guó)際上新興發(fā)展的高新技術(shù)，更是現(xiàn)如今人們較為推崇的拍攝技術(shù)，更是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的一種影像還原技術(shù)。

無(wú)人機(jī)的傾斜攝影技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的正射影像技術(shù)，能夠更加真實(shí)的反映一個(gè)三維的環(huán)境，通過(guò)多角度不同方面的拍攝，還可以從高度、長(zhǎng)度、坡度、面積、體積等各個(gè)不同的方面和屬性對(duì)所選擇的輸電線路進(jìn)行測(cè)量，使測(cè)量隊(duì)的工作結(jié)果更加準(zhǔn)確，工作過(guò)程也更加安全。

二、工程案例

我們以惠州供電局的輸電管理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，做出以下實(shí)驗(yàn)：其所選用的運(yùn)維線路為110kV金榕丙線N66塔投運(yùn)時(shí)間為2017年7月，所處地理位置環(huán)境復(fù)雜，為丘陵地帶。本次實(shí)驗(yàn)采用無(wú)人機(jī)為微型多旋翼機(jī)型，并且配合l英寸2000萬(wàn)像素傳感器以及24mmF2.8的廣角鏡頭。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具體如下：

（一）建立三維模型

首先我們利用建立的地面站為無(wú)人機(jī)的飛行規(guī)劃路線，然后操控?zé)o人機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)好的飛行軌跡進(jìn)行飛行，飛行的途中不斷利用傾斜攝影技術(shù)對(duì)所選擇的景象進(jìn)行采集[3]。采集后，我們將數(shù)據(jù)傳回再通過(guò)專業(yè)技術(shù)進(jìn)行處理。最后，將處理好的信息呈現(xiàn)出三維立體的空間模型，地面站人員可以直接在顯示器上觀看。

（二）測(cè)量數(shù)據(jù)

我們的根本目的是對(duì)形成的景象進(jìn)行測(cè)量，從而滿足測(cè)量隊(duì)對(duì)輸電線路運(yùn)維測(cè)量結(jié)果的要求。根據(jù)呈現(xiàn)出的3D模型，我們對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。再利用傳統(tǒng)方法進(jìn)行測(cè)量，將兩種測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，倘若利用無(wú)人機(jī)技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果與傳統(tǒng)方法測(cè)量的結(jié)果相近，且差值在標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍內(nèi)，我們認(rèn)為本次利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)對(duì)輸電線路進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果是準(zhǔn)確的。例如對(duì)坡高的測(cè)量，傳統(tǒng)測(cè)距儀的測(cè)量值為59.10m，而利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)測(cè)量出的坡高為59.15m，差值僅為0.05m，在可接受范圍內(nèi)。

（三）工作量說(shuō)明

傳統(tǒng)測(cè)量方法，對(duì)所選區(qū)域的測(cè)量，大約需要3人三至四小時(shí)方可完成，另外還需要一些諸如經(jīng)緯儀、測(cè)距儀等的測(cè)量?jī)x器。采用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行本次測(cè)量，只需要2人大約兩小時(shí)就可以完成全過(guò)程，且測(cè)量數(shù)據(jù)不需要人為計(jì)算，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以自動(dòng)計(jì)算生成測(cè)量結(jié)果。相比較來(lái)說(shuō)，使用無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)對(duì)輸電線路運(yùn)維中的測(cè)量比使用傳統(tǒng)測(cè)量方式更好。

三、無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)上述的實(shí)驗(yàn)，我們總結(jié)出以下幾點(diǎn)，有關(guān)無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在輸電線路運(yùn)維測(cè)量工作中的優(yōu)點(diǎn)：

（一）景象更加直觀

利用無(wú)人機(jī)的傾斜攝影技術(shù)，測(cè)量人員可以更加直觀的看到所拍攝的畫(huà)面。在形成3D影像后，測(cè)量人員觀察到的是直觀的三維立體圖像。這更有利于測(cè)量人員進(jìn)行觀察，他們可以針對(duì)某一幀畫(huà)面隨意的暫停、截取以及選用，從而更好的判斷周圍的地形、環(huán)境，更好的對(duì)測(cè)量結(jié)果做出預(yù)估和判斷。而傳統(tǒng)的測(cè)量方法，很難做到隨意截取或是選用，更多的還是要依靠測(cè)量人員的專業(yè)能力[4]。所以說(shuō)，利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)對(duì)輸電線路運(yùn)維工作進(jìn)行輔助，能夠使得景象更加直觀，更有利于測(cè)量人員的判斷工作。

（二）提高應(yīng)急響應(yīng)能力

利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)測(cè)量出的圖像更加易于保存，測(cè)量人員可以任意的選取和調(diào)用，即使是出差、旅途中都可以隨時(shí)調(diào)取出想要的信息。這種高效率的工作是傳統(tǒng)測(cè)量方式不能比擬的，更是在積極響應(yīng)國(guó)家提高電力行業(yè)應(yīng)急能力的政策，也是及時(shí)提供決策依據(jù)的重要影響因素。所以說(shuō)，利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行輸電線路運(yùn)維工作中的測(cè)量，相比較傳統(tǒng)測(cè)量方法來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)技術(shù)能夠更好的提高測(cè)量部門(mén)的應(yīng)急響應(yīng)能力。

（三）方便應(yīng)對(duì)特殊環(huán)境

當(dāng)所需運(yùn)維的輸電線路處在復(fù)雜的地勢(shì)，周圍環(huán)境惡劣，那么人工的進(jìn)行測(cè)量很可能會(huì)為測(cè)量人員帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。而這些生命安全上的風(fēng)險(xiǎn)，在利用無(wú)人機(jī)技術(shù)測(cè)量時(shí)是完全可以避免的。另一方面來(lái)看，當(dāng)?shù)貏?shì)復(fù)雜、地形不規(guī)則，或是出現(xiàn)塌方又需要對(duì)邊坡進(jìn)行測(cè)量時(shí)，這種測(cè)量難度是很大的。即使可以克服這樣的困難，但是對(duì)測(cè)量出的結(jié)果又很難保證準(zhǔn)確，倘若測(cè)量過(guò)程出現(xiàn)差錯(cuò)，測(cè)量人員面臨的可能是再一次進(jìn)行測(cè)量[5]。這樣時(shí)間、精力、人力、物力上的大量消耗，很難提高測(cè)量工作的效率，降低了測(cè)量工作的時(shí)效性以及準(zhǔn)確性。

四、結(jié)論

無(wú)人機(jī)可以說(shuō)是科技進(jìn)步的產(chǎn)物，而無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在輸電線路運(yùn)維工作中的運(yùn)用，可以說(shuō)是時(shí)代發(fā)展中人類智慧的結(jié)晶。這代表著科技的發(fā)展進(jìn)步，代表著人們工作效率的提升，工作量的減小，更代表著人類即將邁入一個(gè)全新時(shí)代，一個(gè)大數(shù)據(jù)的時(shí)代。所以，無(wú)人機(jī)攝影技術(shù)在輸電線路運(yùn)維工作中的運(yùn)用是切實(shí)可行的，更是需要我們推崇的。

參考文獻(xiàn)：

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[2]周小紅，李向歡，石蕾，等無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)在電力巡線樹(shù)障檢測(cè)中的實(shí)踐應(yīng)用研究[J]電力大數(shù)據(jù)，2019（8）53-59.

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作者簡(jiǎn)介：袁暉（1986-），男，漢族，江西吉安人，工程師，本科，研究方向電力企業(yè)輸電線路方向。