基于多旋翼无人机固定机巢自动巡检输电线路的控制技术研究

针对传统无人机在电力输电线路巡检中自动化程度不高的问题,提出了多旋翼无人机固定机巢自动巡检输电线路的控制技术。对串级位置PID控制器、自动起飞设计、航线飞行规划、自动返航降落设计等控制技术进行了重点阐述,最后成功应用于电力输电线路巡检中,有效降低了巡线人员的工作强度,实现了输电线路的全自动智能化巡检。     

多种中继方式在大型无人机输电线路巡检中的应用

通信数据链中继方式是大型无人机输电线路远距离、超视距巡检飞行的关键技术瓶颈。通过对多种中继方式可行性分析和评估,阐述空中中继无人机、地面固定、车载移动、OPGW光纤等中继方式在大型无人机输电线路巡检中的应用研究和实地验证情况,介绍利用现有资源因地制宜设置地面中继站的方法和经验。推荐无人机巡检实用化的通信中继方式及改进完善意见,建议创建支撑无人机巡检的通信数据链中继站资源信息数据库,为无人机实用化巡检作业提供实时的通信中继技术保障。     

无人机搭载毫米波雷达巡检输电线路走廊的装置研究

利用无人机对输电线路走廊进行巡检并绘制三维地图,可以了解线路走廊环境。设计一种无人机搭载毫米波雷达巡检输电线路走廊的装置,介绍该装置的组成、安装位置、数据处理过程、巡检流程、创新及效果分析。利用该系统能够实现探测线路走廊地形,测量杆塔和导线高度并计算电力交跨线间距,为提高巡检工作的效率和安全性提供保障。     

超、特高压输电线路无人机巡检典型案例分析

基于几起典型案例对输电线路无人机巡检超视距测控、空中悬停及精确拍照、单次起降大范围红外测温等技术手段进行了分析,明确了无人机在超、特高压输电线路巡检工作中的优势,提出了进一步加强无人机应用的建议。     

输电线路巡检可视化管理系统及其应用

为了满足现代智能电网安全高效巡检运维的需要,探讨了无人直升机巡检技术在输电线路巡检中的作用,并设计了一套输电线路巡检可视化管理系统。介绍了输电线路可视化管理系统的功能和结构,并对系统的关键技术进行阐述,同时将该系统应用于广东电网输电线路无人机巡检。实际无人机巡检数据验证了该输电线路可视化管理系统的可行性和有效性,证明其能够有效提高输电线路巡检的工作效率。     

基于三维激光扫描技术的输电线路无人机巡检方法分析

通过分析国内输电线路无人机巡检现状,结合目前无人机巡检输电线路存在的问题,提出基于三维激光扫描技术的输电线路无人机巡检方法。该方法通过应用激光系统、GPS、空中测量平台、IMU/INS及数码相机等技术,对杆塔进行全方位立体扫描,经地面站系统精确指令,能够快速有效地开展巡检工作。该方法应用于线路故障巡视,可克服人力巡检查找故障困难等问题,保障了输电线路的安全运行。     

面向架空输电线路的小型无人机巡检起降平台设计

随着架空输电线路规模逐渐增大,线路通道环境日渐复杂,基于无人机的输电线路巡检方法开始协同人工巡检共同用于输电线路运行维护。针对当前无人机巡检作业点通常处于复杂环境下,给无人机起降带来危险的状况,在分析了输电线路运行维护内容、无人机技术与人工巡视的差异性、无人机巡检作业的工作要求的基础上,根据东北地区输电线路实际情况,提出了适用于多地形的无人机起降平台设计方案,保障无人机的安全飞行,提高线路巡检效率。     

基于随机几何的输电场景中无人机信道建模

为了准确描述输电环境中巡检无人机与地面基站之间无线信道,采用随机几何建模法,提出一种基于随机几何的三维信道模型。在该模型中考虑输电线路环境中塔杆,输电线的影响,采用水平圆柱体描述输电设备和周围环境的散射体分布情况,为了防止输电线路产生的电磁场影响无人机巡检作业安全,在模型中设置安全飞行区域,保证巡检安全。针对提出的信道模型,推导并分析了了空-时相关函数,多普勒功率谱密度,电平交叉率和平均衰落时间等信道统计特性。研究了散射体分布情况,无人机运动状态对信道统计特性的影响。仿真结果表明,无人机运动速度大小、飞行方向,散射体分布情况对信道影响显著。理论结果和仿真结果吻合良好,验证了所提模型的正确性和有效性,可以为输电线路场景下巡检无人机与地面基站之间的无线通信系统设计提供理论参考。     

基于机翼变形的新型电力巡线固定翼无人机的研制

针对目前输电线路巡检无人机不能兼具高速、低阻力、大航程全线快速普查,以及在故障疑似地段进行低速、低空精细巡查功能的问题,研制了一种可实现机翼变形的新型油动电力巡线固定翼无人机及输电线路巡检系统,以提高巡线效率。新型无人机以固定翼无人机为载体,携带影像采集设备进行航拍巡视,搜索、定位、采集线路缺陷和隐患的影像数据;根据线路杆塔的GPS坐标信息,预设航迹点进行全自主飞行巡检,并可实时显示机载影像;以实时传回的机载影像为操作指导,在线路的重点巡检地段进行无人机机翼变形,实现低速、低空精细巡查,飞行航时长达3 h,可用于开展地面起伏相对较小的山区、平原地区的日常巡线和大面积电力线路灾情的监控工作。     

输电线路机巡与人巡效果对比及协同巡检建议

从可见光巡检方式、红外检测方式、重大及紧急缺陷、线路典型缺陷等角度对南方电网2012—2014年输电线路直升机巡检(机巡)及地面人工巡检(人巡)数据进行了对比分析,总结了机巡及人巡在输电线路巡检工作中的效果,以及输电线路机巡及人巡的特点,对实施输电线路协同巡检提出了建议。     

基于Google Earth的输电线路巡视无人机地面站监控系统

通过研究Google Earth电子地图的GIS二次开发技术,构造了无人机地面站电子地图显示与交互环境,结合无人机的物理-数学模型,定制无线数据通信协议,在Google Earth视图中对无人机进行三维飞行仿真和航迹实时跟踪显示,实现了地面站对空中无人机执行输电线路巡视飞行姿态和航路的全过程实时监控。     

高压输电线路多无人机自主协同巡线设计与测试

针对目前巡检高压输电线路的固定翼无人机不能精细化巡查,而多旋翼无人机运动速度慢且需要人工遥控操作导致安全风险较大的问题,提出多架多旋翼无人机自主协同精细化巡线方案。探讨了利用两架部署在导线两侧的无人机通过机间通信协同巡检高压输电杆塔和导线的方法,并采用机器学习技术和多智能体一致性控制算法设计无人机自主飞行控制器。根据设计结果开发一站四机系统验证巡线方案,实验部署两机为一组,两组并行作业。结果表明该系统按预期完成高压输电线路的巡检作业,未发生误报缺陷,相比单个遥控操作的多旋翼无人机巡检方案,多机协同方案无需人工干预飞行,总巡线速度超过单机最高时速,双机协同对单个杆塔的平均巡检时间小于遥控单机巡检时间的一半。     

智能无人机站设计

介绍了智能无人机站的硬件结构以及系统软件功能,在硬件结构上充分考虑了机站野外使用的恶劣环境,具备防雨雪、防风的结构;在系统软件上,提供了电源管理功能、无人机管理功能、通信功能、数据存储传输功能.智能无人机站的控制模块基于STM32F407开发,配备WiFi模块、4G模块、气象传感器等设备.经过测试,设备稳定可靠,为电力...     

基于FPGA+DSP的高清视频图像系统设计与实现

无人机在侦察、测绘等领域对图像分辨率的要求不断提高,随之带来了数据量的显著增大,其次,视频图像系统与传统遥控遥测系统的融合也是设计中需要考虑的.针对以上问题,设计并实现了一种基于FPGA+DSP的机载高清视频图像系统,包括机载设备端和地面站端两部分,最高支持分辨率为1 280×720,每秒25帧的MPEG-4实时视频编...     

飞行校验系统嵌入式信号采集组件的设计与实现

针对飞行校验系统中的 DM E设备的飞行校验需求,设计了一种基于嵌入式的信号采集组件,该组件以ARM嵌入式系统作为整个系统的处理和控制核心,系统包含了A／D转换、ARINC 429总线接口、GPS同步信号接口以及与上位机通讯的LAN接口等相应的硬件设计,并开发了基于嵌入式linux系统的相应硬件接口驱动,包括SPI总线驱动、ARINC 429总线接口驱动程序以及相应的测试应用程序等。该系统最终实现了对地面台站DME的测量分析,经实验测试能正常完成对模拟信号的测量处理,对ARINC429命令的完整解析,并可以实现与上位机的数据传输功能,该组件具有较强的可移植性,可推广应用于其他实时测量领域。     

飞行校验系统嵌入式信号采集组件的设计与实现

针对飞行校验系统中的DME设备的飞行校验需求,设计了一种基于嵌入式的信号采集组件,该组件以ARM嵌入式系统作为整个系统的处理和控制核心,系统包含了A/D转换、ARINC 429总线接口、GPS同步信号接口以及与上位机通讯的LAN接口等相应的硬件设计,并开发了基于嵌入式linux系统的相应硬件接口驱动,包括SPI总线驱动、ARINC 429总线接口驱动程序以及相应的测试应用程序等.该系统最终实现了对地面台站DME的测量分析,经实验测试能正常完成对模拟信号的测量处理,对ARINC429命令的完整解析,并可以实现与上位机的数据传输功能,该组件具有较强的可移植性,可推广应用于其他实时测量领域.     

基于数据手套的无人机端侧控制系统设计

为克服复杂环境下,遥控器、地面站等传统控制设备无法灵活便捷控制无人机的问题,提出一种基于数据手套的无人机端侧控制系统,该系统能够实现通过手势对无人机的控制。首先采用集成柔性传感器和惯性传感器,基于STM32的无线数据手套,用于收集训练和测试数据。根据从数据手套中获得的数据,采用部署到STM32嵌入式处理器的BP神经网络进行端侧手势识别,最后将手势转换成标定的无人机控制指令,并发送到无人机端,实现对无人机的控制。对8种手势进行共400次识别验证,手势识别率为97%。通过Airsim仿真平台进行无人机仿真实验,8种手势对应的无人机基本控制指令识别 准确率为100%,表明该系统手势识别效果理想。最终在真实场景下进行试飞,多名参与者可在1分钟内完成提前规定的总路线长度为35m的复杂飞行,实验表明无人机可对手势做出迅速反应,且该系统提供的手势控制方法简单便捷,可以在端侧实现对无人机的实时稳定地控制。     

无人机红外自主巡检方法研究与应用

无人机用于电力线路巡检可提高巡检效率和精度,节约运营成本。通过在无人机上搭载激光测距雷达和红外成像设备组成了输电线路巡检系统的硬件设备,在快速扩展随机树计算基础上开发了雷达避障算法,采用直方图均衡化的方法对系统红外图像进行处理,并在Android操作系统上开发了无人机巡检控制系统。应用结果表明,无人机在巡检时能够自动规避线路障碍,同时通过巡检影像能够清晰地看到线路缺陷, 证明了该巡检方法的有效性和可行性。     

输电线路巡检无人机高精度云台设计与实现

随着无人机技术的发展,以无人机作为载体的输电线路巡检系统应运而生,然而,在无人机的飞行过程中,无法避免机身的抖动,这将影响图像采集单元采集的图像信息,本文在输电线路巡检这一应用背景下,设计了无人机云台控制系统的电机驱动单元与主控制器的硬件部分,针对电机驱动单元,采用永磁同步电机矢量控制算法为云台系统提供了精确的角度控制,最后根据云台姿态传感器,采用运动补偿算法去除图像抖动,实际应用表明,该云台系统控制精度达到0.04°,能满足输电线路巡检图像采集的需求。     

搭载于无人机的电力廊道数据采集系统设计

为了满足电力廊道数据采集系统续航能力强、数据精度高及多传感器融合性能好的要求,在对比分析现有几种电力巡线方式的不足后,采用多传感器融合及轻量化的设计思想,给出包含无人机平台、机械连接件及采集吊舱的,具有减振功能的轻量化电力廊道数据采集系统的结构集成方案以及数据采集与处理流程。随后,对采集吊舱的被动振动控制进行理论研究与仿真分析,给出减振的设计参数,并通过仿真验证了参数的合理性与振动控制的有效性。