基于無人機(jī)在輸電線路巡檢的應(yīng)用分析

錢大公

摘 要：在許多情況下，傳輸線會(huì)分布在曠野中，其地形和地形非常復(fù)雜。在對(duì)傳輸線進(jìn)行手動(dòng)檢查時(shí)，存在很大的困難。在輸電線路的正常運(yùn)行中， 容易受到自然因素和人為因素的影響，破壞了輸電線路，影響了整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，有必要及時(shí)找出傳輸線的故障點(diǎn)，并做好修復(fù)工作。無人機(jī)技術(shù)在輸電線路檢查中的應(yīng)用可以大大提高維修輸電線路故障的效率。本文對(duì)近年來無人機(jī)傳輸線檢查的研究進(jìn)行了總結(jié)，闡述了無人機(jī)線檢查技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，探討了其缺點(diǎn)和應(yīng)用發(fā)展前景，并在此基礎(chǔ)上對(duì)無人機(jī)線檢查的研究進(jìn)行了借鑒。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);輸電線路;巡檢

1輸電線路巡檢現(xiàn)狀

目前，傳輸線檢查方法可以分為四種方法：手動(dòng)線檢查，機(jī)器人線檢查，載人直升機(jī)線檢查和無人機(jī)線檢查。考慮到輸電線路分布范圍廣，地理環(huán)境惡劣，地形復(fù)雜等特點(diǎn)，采用人工檢查的方法，操作人員操作條件困難，工作量大，特別是在高山地區(qū)進(jìn)行輸電線路檢查并橫跨河流或沙漠。人工檢查方法面臨時(shí)間長(zhǎng)，成本高，操作難度大，操作風(fēng)險(xiǎn)大，工作強(qiáng)度大，檢查效率低等問題。因此，這種檢查方法越來越不能滿足生產(chǎn)線檢查的要求。機(jī)器人檢查方法是用于高壓架空輸電線的自動(dòng)線檢查方法。盡管這種檢查方法具有很高的檢查精度，但是它也面臨諸如線檢查距離短， 檢查速度慢以及難以越過障礙物的缺陷。其適用范圍。載人直升機(jī)檢查方法可以通過帶有成像設(shè)備的直升機(jī)攜帶傳輸線的圖像，檢查效率高，但投資成本大，需要大量人力資源，管理和技術(shù)儲(chǔ)備復(fù)雜。檢查方法尚未廣泛使用。由于機(jī)身小，成本低，重量輕，操作簡(jiǎn)便等明顯優(yōu)勢(shì)，無人機(jī)檢測(cè)方法逐漸被電力公司所重視，并在傳輸線檢測(cè)領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。 無人機(jī)是一種無人飛機(jī)系統(tǒng)，它使用無線遙控設(shè)備和人體自身的程序控制設(shè)備進(jìn)行操作。由于無人機(jī)可以攜帶圖像采集設(shè)備和信息傳輸設(shè)備，因此可以將收集的檢查信息傳輸?shù)降孛婀ぷ髡尽Ｅc有人駕駛飛機(jī)相比，無人機(jī)用于執(zhí)行對(duì)人類而言過于單調(diào)，骯臟或危險(xiǎn)的任務(wù)。電力系統(tǒng)通常具有高壓和遠(yuǎn)程條件。為了減輕操作人員的工作量和危險(xiǎn)，無人駕駛飛機(jī)已逐漸被廣泛使用。電力系統(tǒng)中常用的無人機(jī)主要包括無人直升機(jī)，固定翼無人機(jī)，多旋翼無人機(jī)和無人飛艇。

2輸電線路巡檢工作對(duì)無人機(jī)的技術(shù)要求

在風(fēng)向角小于30°，起降風(fēng)速小于10m / s，環(huán)境溫度為 -40至52°C 的環(huán)境中，無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的飛行。無人機(jī)的限制高度為5000m。在飛行導(dǎo)航控制系統(tǒng)的運(yùn)行中，無人機(jī)主要使用自穩(wěn)定攝像頭，同時(shí)使用紅外成像儀，彩色攝像機(jī)和紫外成像儀作為輔助設(shè)施。為了保持無人機(jī)穩(wěn)定的自動(dòng)控制攝像機(jī)功能，在使用先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以快速捕獲地線桿的高分辨率航拍圖像，并有效地捕獲并保存相應(yīng)的圖像信息。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)用于控制無人機(jī)的飛行，實(shí)時(shí)接收無人機(jī)的飛行信息并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的操作，快速發(fā)布飛行控制命令，并生成高清可見圖像，例如地桿和塔。

3無人機(jī)巡檢新技術(shù)在輸電線路運(yùn)行存在的主要問題和相關(guān)運(yùn)用

3.1???? 無人機(jī)巡檢新技術(shù)在輸電線路運(yùn)行存在的主要問題

無人機(jī)檢測(cè)技術(shù)已應(yīng)用于傳輸線操作級(jí)別，但在無人機(jī)檢測(cè)過程中需要注意安全管理問題。 安全風(fēng)險(xiǎn)分析包括項(xiàng)目安全風(fēng)險(xiǎn)，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和管理風(fēng)險(xiǎn)。 但是，一些人員無法立即分析項(xiàng)目管理中的主要風(fēng)險(xiǎn)，并且缺乏對(duì)諸如無線環(huán)境，地理環(huán)境和氣象環(huán)境等安全風(fēng)險(xiǎn)因素的研究。 在無線環(huán)境中，可以通過光譜儀執(zhí)行無線距離測(cè)試。

3.2???? 無人機(jī)巡檢新技術(shù)在輸電線路中的相關(guān)應(yīng)用

3.2.1? 目標(biāo)跟蹤技術(shù)的應(yīng)用

在輸電線路運(yùn)行過程中，應(yīng)加強(qiáng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)的應(yīng)用。必須使用特定的電源檢查目標(biāo)來快速跟蹤和定位電源檢查，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航并以平均漂移的思想預(yù)測(cè)圖像中的特定視頻序列。特定位置促進(jìn)了全局搜索問題向本地快速轉(zhuǎn)換搜索問題。無人機(jī)技術(shù)建立在圖像處理技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上。為了快速完成目標(biāo)跟蹤任務(wù)，工作人員需要及時(shí)執(zhí)行以下操作：使用無人機(jī)搭建計(jì)算平臺(tái)，及時(shí)掌握目標(biāo)圖像信息以達(dá)到目標(biāo)。檢測(cè)使用控制飛機(jī)穩(wěn)定地飛行到目標(biāo)的前方位置，借助目標(biāo)檢測(cè)算法確定目標(biāo)的初始位置，從而實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)跟蹤。結(jié)合地面上的攝像機(jī)數(shù)據(jù)，跟蹤系統(tǒng)用于自動(dòng)識(shí)別指定目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的人機(jī)自動(dòng)化跟蹤。

3.2.2? 姿態(tài)控制技術(shù)的應(yīng)用

廣泛使用無人機(jī)檢查和巡視輸電線路，準(zhǔn)確控制無人機(jī)的飛行姿態(tài)， 穩(wěn)定線路的運(yùn)行路徑，有效減少外界信息的干擾，確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。例如，在傳輸線檢查過程中，有關(guān)人員總結(jié)了無人機(jī)姿態(tài)控制技術(shù)如下（1）利用加速度計(jì)，磁羅經(jīng)，陀螺儀等姿態(tài)傳感器收集相應(yīng)的工作信息， 充分發(fā)揮了無人機(jī)的高精度。 無人機(jī)跟蹤，強(qiáng)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，同時(shí)分析姿態(tài)控制技術(shù)要點(diǎn)：（2）借助地面站和遙控器設(shè)置姿態(tài)控制方式（3）根據(jù)地面站和遙控器的命令信息，有效地控制無人機(jī)的姿態(tài)飛行。

3.3.3? 抗干擾技術(shù)的應(yīng)用

為了提高無人測(cè)控系統(tǒng)的抗干擾能力，加快數(shù)據(jù)傳輸速度，空中通道用于減少傳輸線和塔架磁場(chǎng)對(duì)傳輸信號(hào)的影響，抗頻率抗干擾。采取措施加強(qiáng)干擾信息處理，充分掌握濾波器輸出的信噪比，科學(xué)控制信號(hào)功率;及時(shí)整合圖像信息和遙測(cè)信息，提高下行信道的抗干擾能力，并采用有效的干擾抑制方法，促進(jìn)傳輸檢查工作的順利實(shí)施。例如，有人在輸電線路檢查過程中有效地滲透了無人機(jī)的抗干擾技術(shù)，管理層和基層工作人員見證了無人機(jī)在傳輸線路檢查中的應(yīng)用。雙天線橫向技術(shù)使飛行更加穩(wěn)定，并具有良好的抗電磁干擾能力。即使在惡劣的環(huán)境下，它也可以可靠地運(yùn)行。發(fā)生碰撞時(shí)它將自動(dòng)懸停。同時(shí)，它可以收集實(shí)時(shí)的紅外數(shù)據(jù)，可見光改變了以往的爬山涉水巡邏檢查方式，大大提高了電力巡邏巡查的效率。

3.3.4? 圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

充分利用圖像預(yù)處理技術(shù)和圖像數(shù)據(jù)優(yōu)化技術(shù)，檢查輸電塔和線路故障的運(yùn)行情況，積極掌握?qǐng)D像處理技術(shù)，不斷完善檢測(cè)技術(shù)，迅速收集和處理檢測(cè)信息。掌握不斷變化的傳輸線走廊景觀，使用高精度無人機(jī)在復(fù)雜的外部環(huán)境中識(shí)別圖像信息，并解決難以用肉眼及時(shí)分辨的問題。處理技術(shù)方便管理人員有效地存儲(chǔ)相應(yīng)的檢查錄像和照片，特別是考慮到懸掛異物，絕緣子損壞，火跡等現(xiàn)象，實(shí)時(shí)掌握輸電線路檢查工作進(jìn)度，減少線路故障。確保傳輸線操作過程的可靠性。

4結(jié)論

在現(xiàn)階段，大多數(shù)無人機(jī)檢查都是針對(duì)攝像機(jī)以及對(duì)紅外光敏感的攝像機(jī)或儀器，并且情報(bào)水平不足。 盡管無人機(jī)檢查技術(shù)有它的的缺點(diǎn)， 但它具有非常廣闊的應(yīng)用前景。小無人機(jī)的空中特性和大規(guī)模檢查特性在線路監(jiān)控和評(píng)估中具有特別的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際的線路檢查中，由于用于檢查的設(shè)備和傳輸線路的地形的局限性，手工檢查趨向于將無人機(jī)檢查和手工檢查結(jié)合起來，可以有效提高傳輸線的檢查和維護(hù)效率，并且可以進(jìn)行日常輸電線路檢查并處理故障或隱患。通過集成各種技術(shù)，例如模式識(shí)別，通信，電子等，已經(jīng)形成了一種有效的方法。隨著無人機(jī)技術(shù)的日益成熟，無人機(jī)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)將得到更加充分的體現(xiàn)，其應(yīng)用也將越來越廣泛。該無人機(jī)檢查系統(tǒng)大大減輕了輸電線路檢查人員的工作量，可以快速有效地對(duì)輸電線路進(jìn)行檢查。隨著無人機(jī)路徑規(guī)劃，智能故障診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)檢查系統(tǒng)可以進(jìn)一步提高檢查質(zhì)量和情報(bào)水平，增強(qiáng)電力自動(dòng)化能力。

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