無人機電力線路安全巡檢的關(guān)鍵技術(shù)

1、    無人機電力線路安全巡檢的關(guān)鍵技術(shù)    蔡輝裕摘要：我國經(jīng)濟建設最近幾年發(fā)展非常迅速，帶動我國電力行業(yè)的快速發(fā)展。隨著中國經(jīng)濟社會的高速發(fā)展，電力系統(tǒng)的覆蓋面也越來越廣。然而中國部分地區(qū)的地勢地貌較為復雜，按照以往的傳統(tǒng)人工的工作模式進行電力工程環(huán)境保護工作，工作量非常龐大。近年來隨著無人機技術(shù)不斷發(fā)展和應用于電力線路安全巡檢工作中，不僅大力減輕了傳統(tǒng)人工監(jiān)測的工作強度，也提高了環(huán)保監(jiān)控檢測等工作的準確性。關(guān)鍵詞：無人機;電力線路安全巡檢;關(guān)鍵技術(shù)引言科學技術(shù)的快速發(fā)展使很多先進技術(shù)運用到我國各行業(yè)中，使其自身發(fā)展更為迅速。無人機是利用無線遙控設

2、備和控制程序操作的不載人飛行器。由于無人機具有體積小、操作簡單、成本低等優(yōu)點，因此在航拍、工程測量、救災、測繪等多個領(lǐng)域廣泛應用。將無人機應用在電力線路安全巡檢工作中，可以提高線路巡視工作效率，降低巡檢人員工作強度和危險性。1無人機飛行控制技術(shù)無人機電力巡線任務中，飛行控制技術(shù)主要包含自動尋線、實時避障和位姿控制等，是巡檢系統(tǒng)中最重要的一環(huán)。區(qū)別于飛手手動控制無人機進行尋線，自動尋線無人機可以根據(jù)預先導入的線路、桿塔和地理環(huán)境等數(shù)據(jù)，自主完成尋線任務，減少了對經(jīng)驗豐富的飛手的需求，削減了人力成本。而實時避障則允許無人機在執(zhí)行巡線任務時，利用紅外系統(tǒng)、聲吶系統(tǒng)等結(jié)合計算機視覺技術(shù)對非預期內(nèi)的障礙

3、物進行躲避，減少無人機的損耗，保證尋線任務的順利執(zhí)行。無人機體積小、質(zhì)量輕，遭遇惡劣的自然災害時，可能會在一定程度上失去平衡，并偏離航線，位姿控制模塊會通過重力感應器、角度感應器等判斷無人機當前位姿，并結(jié)合航線數(shù)據(jù)進行調(diào)整，幫助無人機恢復平衡狀態(tài)，并回到既定航線之中。同時，精準的位姿控制還能幫助無人機更好地拍攝不同角度的線路、桿塔圖像，提升后期的故障檢測效率和準確度。2激光雷達探測技術(shù)激光雷達探測技術(shù)是向探測對象發(fā)射激光信號，激光信號將探測對象的信息反射回來后，與原來的發(fā)射信號進行對比分析，經(jīng)過處理以后可以獲得探測對象的位置、距離、方位、速度及形狀等參數(shù)。激光雷達技術(shù)使用激光束進行探測，可以獲

4、得很高的分辨率，并同時跟蹤多個目標，速度分辨率可以達到10m/s以內(nèi)。激光雷達探測技術(shù)的隱蔽性好、抗干擾能力強，激光發(fā)射系統(tǒng)的口徑比較小，可接受區(qū)域比較小，所以其他干擾信號不容易進入接收機。激光雷達探測系統(tǒng)使用的設備體積小、質(zhì)量輕，適合無人機線路巡視要求。激光雷達探測技術(shù)可以獲取高精度、高密度云空間數(shù)據(jù)信息，并利用高分辨率的數(shù)碼相機進行攝影，然后利用計算機軟件提取相機的數(shù)據(jù)信息，建立三維模型，然后發(fā)現(xiàn)電力線路故障位置、距離和方向，提高線路巡檢的工作效率和質(zhì)量，不需要巡檢人員一一對線路進行巡檢，就可以完成巡檢的工作任務。3電路系統(tǒng)規(guī)劃中國的地形復雜而又多樣，各種地形交錯分布，山區(qū)的面積較為廣泛。

5、如果在地形地貌較為復雜的地區(qū)規(guī)劃電路系統(tǒng)、架設線路，則是難度較大、較復雜的工程。應用無人機技術(shù)來勘探周圍地形地貌環(huán)境具有很大優(yōu)勢。無人機本身在巡查以及檢測的過程中，除了一些不可抗力等因素外，在其余的情況下，是不容易受到外界環(huán)境因素干擾的，所以其提供的數(shù)據(jù)極具參考價值。另外，通過無人機傳輸?shù)恼掌约皥D像資料，能夠非常清晰看到人工所看不到的地方，因而能提高對電力線路整體的規(guī)劃的效率和安全性。目前，采用無人機的技術(shù)實行電路系統(tǒng)的規(guī)劃和線路的架設，是智能化技術(shù)在實際工作中的體現(xiàn)，其不僅減輕了人工作業(yè)的負擔和工作強度，還可以保障檢測人員的人身安全，同時也能極大地提高電力工作的準確性和規(guī)劃工作的效率。4巡

6、檢路徑規(guī)劃規(guī)劃輸電桿塔無人機自動巡檢路徑的目的是為了提高輸電桿塔無人機自動巡檢的效率，巡檢路徑規(guī)劃主要是采用無人機拍攝輸電桿塔的絕緣子和導地線等圖像信息，巡檢路徑規(guī)劃的整個過程包括無人機的起飛點、巡檢的任務點和結(jié)束點等。輸電桿塔無人機航點的設計需要同時考慮空中環(huán)境狀況、機器性能、無人機的飛行效率以及完成巡檢作業(yè)的可行性因素。輸電桿塔無人機巡檢工作的任務點必須保證無人機可以完成指定巡檢任務，避免出現(xiàn)無人機漏拍或存在拍攝盲區(qū)的現(xiàn)象。輸電桿塔無人機自動巡檢的能量來源是無人機自身的鋰電池，由于鋰電池的儲能量與無人機自身重量是正相關(guān)關(guān)系，導致輸電桿塔無人機的續(xù)航能力有限，因此在規(guī)劃輸電桿塔無人機自動巡檢

7、路徑時要考慮無人機續(xù)航時間的限制。規(guī)劃巡檢路徑的第一步是計算無人機最佳拍攝點的坐標，每一個輸電桿塔都帶有一個gps坐標，這個坐標是根據(jù)輸電桿塔坐標和方位來計算。5電力系統(tǒng)檢測電力系統(tǒng)檢測是電力工程中的一個非常重要的環(huán)節(jié)，只有保障電力作業(yè)的質(zhì)量和安全才能使電能發(fā)揮出更加重要的價值。所以電力系統(tǒng)檢測通常要求電力工程人員及時對電力進行檢測，排查危險和不確定性的因素，保障電力系統(tǒng)平穩(wěn)高效運行。在實際的檢測工作中，往往需要電力工程的工作人員不斷收集線路的位置等信息來確認電力系統(tǒng)運行的狀況，通過人工拍攝圖片以及實地測量的方式取得電路相關(guān)信息。事實上這些工作遠遠不能滿足電力系統(tǒng)檢測工作的需要，因為人工在實際

8、檢測時往往會受到諸多因素的干擾，導致數(shù)據(jù)缺乏時效性和準確性。如果將無人機運用于電力工程檢測之中，則可以切實解決人工檢測存在的問題，極大提高檢測工作精準度的同時，還有助于了解周圍生態(tài)環(huán)境情況，將電力工程與環(huán)境保護結(jié)合起來，從電力工程角度出發(fā)，為環(huán)保事業(yè)提供及時準確的信息。6有關(guān)于地面數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)針對于數(shù)據(jù)的后期處理、存儲以及應用，即為地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的工作范圍，主要涉及的工作內(nèi)容有數(shù)據(jù)預處理，存在于多傳感器當中，處理系統(tǒng)呈現(xiàn)幾何化，傳感器應用紅外紫外光學以及激光，并能夠借助相關(guān)專家的智能性系統(tǒng)以及借助三維畫的線路走廊可視系統(tǒng)等加以完成。在數(shù)據(jù)處理方法，方面使用遙感以及攝影測量的相關(guān)技術(shù)，并能夠明確數(shù)據(jù)應用流程，幾何處理方面更加展現(xiàn)高精度化。由于人工智能以及模式識別等相關(guān)技術(shù)存在與專家智能系統(tǒng)當中，可對其展開可視化的應用，能夠明確油田輸電線路以及輸電通道中存在的不足之處，控制輸電線路安全事故發(fā)生的可能，及時排查，使線路安全狀況獲得顯著提升。結(jié)語無人機應用在電力線路安全巡檢中，可以達到對電力線路進行測量、監(jiān)控、分析、處理，減輕了人工在電力線路巡檢的工作量，提高了巡檢工作效率。參考文獻1陳景尚.對無人機電力線路安全巡檢系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)的探討j.科技創(chuàng)新與應用，2019，（2）：158-159.2李根，潘鎮(zhèn).對無人機電力線路安全巡檢系統(tǒng)及關(guān)