輸電線路巡檢中無人機航測技術的運用獲獎科研報告

輸電線路巡檢中無人機航測技術的運用獲獎科研報告摘要：通過做好輸電線路的巡檢與維護工作，能夠有效改善電力系統(tǒng)運行環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性、安全性。將無人機航測技術應用于線路的巡檢工作中，不僅可以提高巡檢工作的質(zhì)量和效率，降低人力、物方面的投入，同時能夠為線路故障的搶修提供一定的便利。本文先對無人機航測技術的應用優(yōu)勢與不足進行探討，并進一步研究該技術在輸電線路巡檢中的應用。

關鍵詞：輸電線路;巡檢;無人機航測技術

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引言

我國測繪技術已經(jīng)存在了很多年，技術不斷優(yōu)化，應用范圍不斷擴大，目前已經(jīng)取得豐富的應用成果，尤其是無人機測繪技術的出現(xiàn)，它為人們的生產(chǎn)生活帶來了很多便利，為工程測繪及建設方面提供了技術支持。無人機測繪技術的精度比較高，成本相對低，操作也比較簡單，但同時也有一些圖像不清晰、角度不正等問題。因此在對無人機遙感技術進行應用時，需要測繪人員在對測繪對象了解的基礎上，充分發(fā)揮航空測繪技術的優(yōu)勢，選擇最佳的測繪方案。

1無人機航測技術的組成

無人機航測技術主要由兩部分組成，分別是硬件部分和軟件部分。

從硬件方面分析，它包括無人機的飛行平臺、控制系統(tǒng)、傳感設備、監(jiān)控設施等，這些獨立的設備組成一個完整的系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間有機結(jié)合，在無人機飛行過程中，各個系統(tǒng)都會發(fā)揮各自的作用，并且進行測量數(shù)據(jù)的獲取，現(xiàn)在在多領域內(nèi)應用比較廣泛的是倒桅尾型無人機，在這種無人機中使用的拍攝裝置是單反相機，可以拍攝到質(zhì)量更高、更清晰的圖像，便于直觀地對圖像信息進行解讀。飛行的控制系統(tǒng)主要包括導航、氣壓監(jiān)測等裝置，在無人機飛行測繪過程中，可以對其具體的飛行高度及路線進行監(jiān)控等，地面的控制系統(tǒng)主要是監(jiān)管航空測繪過程，保證無人機的相對安全穩(wěn)定運行。

軟件方面，主要是對無人機拍攝到的數(shù)據(jù)信息進行一定的分析處理，因為在航空測繪過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)比較冗雜，同時要求圖像質(zhì)量比較高，那么就需要為無人機設置專門的軟件系統(tǒng)，同時需要軟件設施合乎科學規(guī)范，以保證航測工作的有序進行。為無人機配置精度較高的軟件，可以對無人機的航線間距、拍攝統(tǒng)計等方面的數(shù)據(jù)進行處理，也可以對已經(jīng)獲取到的數(shù)據(jù)進行測驗，對已經(jīng)拍攝到的圖像進行預覽和監(jiān)測，對大量的圖像進行批號編纂，對已經(jīng)成體系的圖像數(shù)據(jù)進行導出處理，還可以對無人機的故障信息進行處理，對數(shù)據(jù)的重復性進行甄別，在出現(xiàn)數(shù)據(jù)重復的情況時及時將相關信息進行反饋，之后對航測方案進行一定的調(diào)整，保證航測數(shù)據(jù)的真實有效性。

2無人機航測技術在輸電線路巡檢中的應用優(yōu)勢與不足

2.1優(yōu)勢

該技術的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

其一，由于無人的體型相對較小，因而對于起降場地沒有嚴格的要求，并且不容易受到天氣因素的影響。相比較而言，無人機在起降環(huán)節(jié)中較為簡單，應用時只需要確保周圍有開闊的視野，并且要整地地面平坦即可。同時，無人機能夠在云下、超低空等環(huán)境中飛行作業(yè)，這一環(huán)節(jié)中不容易受到當?shù)靥鞖獾挠绊憽?/p>

其二，執(zhí)行任務期間相對高效、便捷。在進行無人機設備的運輸工作時，由于其體積相對較小，因而可以借助鐵路、公路以及航空等路徑進行運輸，在運達場地后變可以開展相應的航測工作。這樣一來，極大的提高了巡檢工作的便利性。

其三，無人機能夠搭載高清的影像設備。通過提高影像設備的分辨率、加強對集成技術的應用，能夠取得良好的航測效果。一般來說，在無人機上不僅要裝載相應的數(shù)碼相機傳感器，同時還要安裝全球定位系統(tǒng)以及相應的導航設備?，F(xiàn)階段，隨著科技水平的不斷提高，用于攝像、導航的設備越來越先進，并且無人機系統(tǒng)的集成水平越來越高。因而，所拍攝的影響資料的分辨率較高。

其四，無人機設備與系統(tǒng)的維護工作相對簡單，并且巡航過程中所投入的成本較低，巡檢工作的風險不高。無人機系統(tǒng)有著較高的集成性效果，并且機身的大多設備可以進行拆卸，這不僅為設備的維修、管理提供了便利，同時提高了巡檢工作的可操作性。

2.2不足

雖然無人機的應用有著較多的優(yōu)勢，但是將其應用于巡檢工作中也存在著一定的弊端。比如在巡航時間方面，無人機的巡航時間相對較小，這主要是受到電池容量的影響。隨著制造工藝的不斷發(fā)展，這一問題得到了有效的緩解。其次，在遙控范圍上，也受到一定的限制。一般來說，無人機遙控的范圍能夠達到1000m左右，一些無人機設備無法自動完成圖像缺陷分析工作。

3輸電線路巡檢中無人機航測技術的運用

3.1線路隱患探測技術

作為輸電線路安全巡檢工作的重要內(nèi)容之一，做好線路的隱患探測有著重要的作用。具體巡檢工作中，要及時、準確的查找到相關線路存在的缺陷，并采取針對性措施予以檢修。這一過程中，主要應用到的探測技術囊括了視覺探測技術以及激光雷達探測技術，同時還應用到紅外線技術以及紫外線探測技術。具體應用時，需要借助無人機設備搭載攝像機以及探測器等設備，通過將收集到的數(shù)據(jù)與信息進行及時的收發(fā)與傳遞，地面工作人員可以實時了解到相應的影響與數(shù)據(jù)。在經(jīng)過仔細的判斷與甄別之后，就能明確線路存在的安全隱患或故障。

3.2飛行姿勢控制技術

在利用無人機設備對輸電線路進行巡檢時，如果當?shù)氐奶鞖猸h(huán)境較為惡劣，那么將會對無人機飛行的角度產(chǎn)生一定的影響，因而出現(xiàn)偏移問題在所難免。為了提高無人機的飛行效果、確保線路巡檢的質(zhì)量，就要對無人機的飛行姿勢進行嚴格的控制。就顯得尤為重要。通過LQG控制器的使用，可以對無人機設備的俯仰、翻轉(zhuǎn)狀況進行精確的控制，并且可以使無人機在空中進行懸停作業(yè)，進而確保了巡檢工作的質(zhì)量。

3.3無線通訊技術

通常來說，可以將該技術稱之為測控技術。借助于測控技術，能夠?qū)崿F(xiàn)輸電線路的遙控測量，并且能夠滿足跟蹤定位以及信息傳遞的要求。對于遙控測量而言，主要是對飛行環(huán)節(jié)中的無人機飛行情況以及相關設備、儀器的參數(shù)做出測量，并對設備以及飛行狀態(tài)進行有效的控制。

3.4地面數(shù)據(jù)處理技術

無人機采集到的數(shù)據(jù)與信息傳遞到地面數(shù)據(jù)處理中心之后，技術人員要對其進行高精度的處理。這一過程中，需要用到紅外成像儀以及紫外成像儀，同時還需要借助POS系統(tǒng)等。通過對采集的信息進行處理，可以及時排除輸電線路存在的安全隱患，并且對異常線路進行識別，為后續(xù)的維護工作提供便利。

3.5正射影像采集技術

在進行采集影響的變換與修改工作時，以往需要借助于CPU串行方式進行。近幾年來，隨著傳感設備與傳感技術的不斷發(fā)展，影像數(shù)據(jù)處理工作的難度大大降低。再沿用以往的CPU串行方式已經(jīng)不能滿足正射影像的采集要求。因而，在開展輸電線路的安全巡檢工作時，需要在無人機上搭載相應的遙感設備，并且要建立GPGPU模型，最終能夠得到大量的有價值的正射影像。通過應用圖形繪制流水線，可以對無人機設備拍攝的航測影像進行快速的完善與修改，進而有效提高了采集工作的速度與效率。

結(jié)