输电线路无人机巡检技术研究

输电线路无人机巡检技术研究

刘建霖

内蒙古电力(集团)有限责任公司巴彦淖尔市乌拉特前旗供电分公司 电运检班  内蒙古自治区巴彦淖尔市  014400

摘要：随着经济的不断发展，人们生活质量不断提升，对于电力供应的需求越来越高，因此我国不断增加架空输电线路，架空输电线路在完成架构之后需要定期检查和维护，尤其是遇到空中障碍物时，需要由专门的工作人员进行处理，架空输电线路的特殊性导致这项工作具有一定的危险性，为了保证工作人员的安全，逐渐开发出了无人机巡检技术。

关键词：输电线路；无人机；巡检技术

引言

近年来，无人机技术得到了快速发展，很大程度上直接或者间接提高了电网的相关检修、运维工作质效。因此，为了提高输电线路检修效果，降低人工成本，提高巡检工作的准确性，相关人员对自动巡检系统展开了研究。目前，巡检系统能够满足巡检人员的基础巡检需求，有效避免安全隐患问题的发生，但巡检过程极易受各类干扰因素的影响，造成巡检精度过低。

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输电线路无人机巡检技术

2.1图像处理技术

上述系统采用的图像处理技术为全景-生成技术，其技术原理就是：将无人机在工作过程中通过摄像头拍摄到的线路图片进行相关处理，得到整个塔身附近的全景的图像。第一，将飞行器收集到的图片进行整合，多视角对拍摄的线路进行分析，然后做出判断；第二，利用该项技术，对图片进行处理，全景图的生成，要经历折叠转换、图片整合、处理等过程。

2.2自主巡检技术

自主巡检技术是当前输电线路无人机巡检作业中应用的关键技术之一。自主巡检技术的主要原理是通过工作人员控制无人机进行影像数据回传，并根据相关项目信息进行定点飞行，从而利用激光雷达技术和高精度定位技术对架空输电线路的整体情况有更加详细的把握。在自主巡检技术应用中，为了保证能够更好地完成巡检任务，对于无人机操作人员的技术要求较高，即便如此，自主训练技术的研究和应用显著改善了传统架空输电线路巡检工作中工作人员危险系数高、工作压力大的运行模式。当前自主巡检存在的主要问题在于自主巡检技术在我国属于起步阶段，自主巡检技术的实施成本较高，还没有更加经济的解决方案。

2.3数据采集

通过无人机进行输电线路巡检时，采集的输电线路运行状态数据，需要符合如下要求：有效性、一致性、无偏性。这就要求无人机采集数据过程中，能够消除环境、对焦和多次摄像等因素的影响。同时，随着无人机采集数据的增加与时间的推移，这些数据需保持稳定。而且随着光照、拍摄角度、飞行平台等因素的变化，数据质量稳定，能够实现光学矫正、几何矫正、空间矫正等功能。无人机只有满足这些要求，才适合进行无人机巡检作业，采集高质量的数据信息。

3输电线路无人机巡检技术的关键策略

3.1加强无人机巡检的安全作业管控能力

无人机作为现代新发展出来的新型设备和技术，具有强大的影像传输能力、机动操控能力和信息采集能力，对于我国各行各业的监测、巡检作业带来了极大的便利。然而，无人机作业过程中的安全问题亦不容忽视。为了加强无人机巡检的安全作业管控能力，我国应当从以下几个方面入手。首先，完善无人机相关法律法规。随着无人机技术的不断发展，我国应当加快完善无人机相关法律法规，为无人机巡检作业提供有力的法律支撑。法律法规应当明确无人机驾驶员的职责和义务，规范无人机作业流程，确保无人机作业过程中的人身安全和财产安全。其次，强化无人机驾驶员培训。无人机驾驶员的技能和素质直接关系到无人机巡检作业的安全。我国应加大对无人机驾驶员的培训力度，提高驾驶员的专业技能和安全意识。培训内容应包括无人机飞行原理、操控技巧、应急预案、安全法规等，确保驾驶员在遇到紧急情况时能够妥善处理。再次，建立无人机巡检作业管理体系。无人机巡检作业涉及众多领域，如电力、交通、气象、环保等。各部门应建立完善的无人机巡检作业管理体系，明确无人机巡检的任务范围、作业流程、安全标准等，确保无人机巡检作业的规范化、标准化。

3.2巡检模式的优化

自动巡检设计时应注意做好运动规划，明确线路参数、障碍物情况、运动状态等。如线路参数设置时须明确起始杆塔、终止杆塔和返回杆塔，形成完整的自主巡检线路图，使全自动巡检机器人能够按照既定路线作业；障碍物情况分析时须参照地理位置空间对应的障碍物数据库信息，确定障碍物类型、配置等特征，生成障碍物列表和越障计划，包括行动方向、行走距离、越障步骤等，从而保证全自动巡检机器人能够自主过障；运动状态评估时可将现行状态数据和历史状态数据对比，确定是否存在异常情况、违规问题等，并进行相应参数调整，生成巡检日志。

3.3加强作业人员的技能培训和安全意识

在无人机巡检工作中，要进一步强化作业人员的技术技能和安全合规意识，技术技能是保证工作人员有足够的能力进行无人机的操作、保证巡检工作能够顺利进行的必要条件。培养工作人员的安全意识和合法合规意识主要是指无人机在进行巡检工作中，必须获得相关许可权限，实现无人机规范化巡检，进一步保证无人机巡检工作的合法合规性，这是无人机巡检工作的根本原则，在无人机巡检工作过程中会收集大量的数据影像这一类的飞行数据是独立的，是不能被更改的。飞行数据主要包括无人机的飞行时间、飞行路线、收集到的影像等，这些数据都需要被远程后台进行监控和管理，要保证无人机按照规定的路线规定的模式采集规定的数据，以此来保证无人机工作的合法性。此外，要保证无人机设备本身的安全，在进行远程操作巡检工作时，必须事先了解当前区域的整体地理环境、气象环境和周围空域状态，保证无人机巡检工作能够顺利进行，确保无人机设备的安全增强作业安全管理能力是提升当前输电线路无人机巡检技术发展质量的重要策略。

结语

在当前社会背景下，由于架空输电线路无人机巡检技术成本较高，对于技术操作能力要求较高，当前应用的范围仍然较小，但是在未来发展趋势下，无人机巡检技术必然会发挥更大的作用。

参考文献

[1]康瑞,马聪慧,李波,等.输电线路无人机自动巡检系统不间断作业实时监控方法[J].计算技术与自动化,2019,42(1):97-102．

[2]苏晓,张卓成,陈峻宇,等.基于多源遥感数据的输电线路危险源检测及智能运维方案研究[J].电气技术与经济,2019(2):26-30.

[3]王磊磊,张壮壮,吴豫,等.高压输电线路宽频散射响应高效求解方法[J]. 智慧电力,2019,51(2):111-117.