无人机电力线路安全巡检的关键技术研究

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

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摘要

我国由于地域辽阔,电力线路在不同的区域中布设方式也存在一定差异,甚至许多输电线路长期暴露在自然环境下,受到自然环境影响出现绝缘体破裂等问题,导致电力系统在运行过程中出现诸多故障问题,甚至导致各地区出现断电的情况。为了确保电力线路输电以及供电的安全性与及时性,电力企业需要对电力线路进行不定期巡检工作,避免线路出现质量问题,但由于电路线路布设范围相对较广,部分地区的环境相对较为恶劣,为了能够提高电力线路巡检效率,通过对无人机设备的有效运用,能够减少电力线路巡检工作难度,进而提高电力线路巡检的工作效率。


关键词

无人机;电力线路;安全巡检;关键技术

正文


1输电线路无人机的运行原理

输电线路无人机在实际运行中依靠的是无人机巡检系统,这种系统不仅让无人机具备了影像传输能力,同时还显著提升了无人机的整体操控能力和障碍物处理功能,无人机巡检系统主要是由空中飞行平台和地面站控制系统两个部分组成。其中,空中飞行平台主要包括无人机系统、导航系统和航点定位系统,无人机系统是无人机巡查系统的基础,保证了无人机的正常启动和运转;导航系统作为无人机空中作业的主要系统,对当前十分复杂的架空输电线路有十分重要的作用,能够帮助无人机快速的规划飞行路线;航点定位系统则能够在最短的时间内记录位置,并能够做到定点飞行,是无人机巡检工作中必不可少的一环。地面站控制系统主要包括飞行数据显示、影像数据显示和飞行指令传输3个部分,这3个部分在无人机的控制层面帮助地面工作人员更好地控制无人机,飞行数据显示能够让工作人员及时了解无人机的各项数据,保证无人机正常工作,防止出现无人机故障导致的各种经济损失;影像数据显示是整个无人机巡检系统的核心功能,只有通过影像数据显示,工作人员才能够进一步掌握架空输电线路的相关情况,做出有针对性的应对;飞控指令传输是为了更好地操作无人机进行飞行任务而设计的操作系统,也是无人机巡检工作中不可或缺的一部分。

2无人机电力线路安全巡检的关键技术具体研究

2.1飞行姿态控制技术

无人机巡检工作开展的过程中,经常会受到自然环境因素影响,对无人机的飞行状态以及巡检状态造成影响。因此,需要对无人机飞翔姿态进行有效控制,加强对LQG控制器进行有效运用,能够对无人机的俯仰翻转姿态进行有效控制,同时在无人机中安装PID控制器,能够对无人机的偏行问题进行有效解决,即便无人机在受到自然环境影响出现悬停或偏航的情况下,无人机蓄念系统会自动完成对电力系统的巡检工作。

2.2多传感器高精度时间同步

多传感器在无人机中进行使用的过程中,可以对统一时间所测量的数据信息进行全面传送,而且实现了CCD影像功能,对电力线路巡检达成立体测图工作。在无人机多传感器的作用下,能够实现巡检坐标,在GPS的作用下可以对无人机进行定位管理,并对无人机传感器数据信息进行同步记录。在具体应用的过程中,则是通过对GPS输出的时间信号,将PPS信号引入控制器中,实现对控制器的同步管理,随后扫描仪通过对PPS信号进行接收后,可以对手护具信息进行清零管理,获取准确的时间数据信息。在该方式的有效运用下,激光扫描仪则能够将PPS以及CCD相机所获取的数据信息进行统一管理,从而大多数据源基准统一管理的目标。

2.3无线通讯技术

无线通信技术主要在无人机使用中,对无人机进行遥测与遥控管理,实现对无人机的精准定位以及数据信息传输。在遥控中能够及时了解无人机的航飞状态,掌握无人机内部设备运行状态。遥测则是对无人机航飞数据参数进行检测,对无人机内部设备运行参数进行测量。跟踪定位则是对无人机的位置信息进行测量,实现对无人机传感信息的传输与管理。无线通讯系统主要包含三种不同的技术模板,其中以机载模块、中继模块和地面站模块为主,可以通过天线完成数据信息的接收与管理,在通讯模块中,则可以采取定制以及研发的方式实现通讯功能,地面站模块则是针对无人机的实际管理形式,对各项数据信息进行接收与管控。

2.4地面数据处理技术

为了全面发挥出无人机巡检技术的作用与优势,在地面数据处理过程中,可以通过摄影测量以及遥感数据信息处理等模式,对激光、相机以及红外成像仪等多个不同的传感器进行使用,可以自动获取电力线路的影像、坐标以及数据信息等,可以完成对电力线路多种数据信息的高精度处理。除此以外,在电力线以及电塔等建筑结构,则可以通过对无人机多传感器的有效运用,实现对电力线路的巡检智能管理,通过专家系统以及人工智能等技术,对输电线路所存在的安全隐患进行管理与判断,及时掌握电力线路的具体事故位置,并对电路线路及时做好诊断与故障解决工作。在无人机飞行控制技术中,则针对无人机飞行路线地理位置、传感器等参数,将其储存到无人机平台中,有系统对各项参数信息进行读取与保存,确保无人机在实际航飞的过程中能够得到有效控制,并且多传感器可以对各项数据信息进行读取。在多传感器控制技术的作用下,可以将红外成像仪、激光POS系统所生成的图像、视频以及坐标序列等进行有效管理,并对各项数据信息进行储存管理。在多传感器数据几何处理技术应用的过程中,需要对平台所储存的多项数据信息进行全面扫描管理,在测量以及遥感数据处理流程中,对多项数据信息完成高精度管理与控制。除此以外,在多传感器电力线路安全巡检过程中,可以通过对各项空间传感器数据信息的有效运用,结合电力线以及电塔等结构进行全面管控,同时,对专家系统、人工智能系统的有效运用以及处理,对输电线路所存在的安全隐患以及所存在的异常情况进行及时确认,在第一间内完成对电力系统的故障排查,生成相应的排查报告,并对报告数据信息进行有效储存管理。

2.5海量点云全自动DSM、DEM生成技术

机载激光点云滤波分类在无人机中进行使用,主要是将激光雷达扫描仪进行有效运用,并将激光雷达扫描的不同点进行分离处理,或者将其多不同的安云数据中进行分离处理。高精度地分离地面点与非地面点各项数据信息的采集,为生成DEM提供中重要帮助。目前,滤波算法主要包含以下几方面:(1)形态学为基础的滤波算法。(2)以坡度参数作为基础,实现的滤波算法。(3)迭代最小二乘线性内插滤波算法等。在无人机电力线路巡检工作开展的过程中,无人机在航飞过程中,所采取的激光点在云数据技术的作用下,对激光点的粗差进行处理后,对条带配准拼接以及条带消冗等过程进行管控,即可生成高质量的DSM,以此为电力线路建模工作提供相应的数据信息。

3结语

综上所述,分析无人机在输电线路巡线中的应用情况,再利用无人机模拟测试来准确判断输电线路维修的具体工作内容,让工作人员能真正意识到无人机在输电线路巡线工作中的重要性。同时,通过分析无人机基本情况发现,无人机能给输电线路维修提供准确的数据信息,有利于工作人员提前判断现场实际情况进行准确判断,加强任务分配的合理性,提升现场维修效率。

参考文献

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[3]曹阳,王珑,杨超然.无人机AI识别应用于水电站泄洪时下游人车的检测[J].人工智能与机器人研究,2023,12(1):6.

 


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