直升机载电力巡线光电稳定吊舱系统设计与试验

针对500kv超高压输电线路巡检作业需求,提出采用直升机挂载光电稳定吊舱巡线的方案,设计制造了高寒区直升机载电力巡线光电稳定吊舱系统;并挂载直升机在高纬度山区进行了寒区高压输电线路巡检,试验结果验证了高纬度地区直升机载电力巡线光电稳定吊舱系统设计的合理性和正确性。     

输电线路机载紫外巡检和故障诊断技术

目前,在高压输电线路巡线中使用的高清相机和红外热成像仪只能形成可见光和发热点图像,很难确定放电点位置。为此,研发一套无人机动态紫外成像在线监测和故障智能诊断装置。为了验证该装置的功能,对实际带电运行线路巡检进行大量的试验。试验结果表明,该装置可快速对输电线路的各类缺陷进行检测,提高电力线路巡线的安全性、有效性和自动化程度,对电网运行维护具有实际意义。     

无人机在输电线路巡检中的应用

介绍了无人机巡检的现状,指出了存在的问题,阐述了无人机自主巡检技术和影像智能识别技术的实现方法,分析了无人机在输电线路巡检中的应用情况,包括日常巡检、故障巡检、特殊巡检、检测及辅助检修作业、线路勘察验收等.     

110 kV输电线路巡检无人机电磁兼容分析

高压输电线路周围恶劣的电磁环境会直接影响巡检无人机运行的稳定性,进而影响地面操作人员对巡检结果的评估。为保障巡检无人机在恶劣电磁环境下巡检作业的可靠性,对无人机巡检作业的电磁环境进行仿真。根据干扰电磁波的耦合途径分别构造电场耦合模型与磁场耦合模型,对无人机内部电气结构与高压输电线路之间的耦合进行分析从而确定受扰对象,从干扰源的产生及电磁耦合途径出发,对无人机进行电磁兼容优化,利用电磁屏蔽削弱无人机内部电气结构及敏感元件所受到的电磁干扰,使无人机的电磁兼容性能得到提升,保障巡检无人机运行的稳定性。     

小型无人机载吊舱系统结构设计与试验

针对架空输电线路巡检作业需求,设计制造了具有弹簧阻尼减振结构的二轴三框架小型无人机载吊舱系统,并挂载无人机进行了超高压架空输电线路巡检试验;通过试验数据可知,小型无人机载吊舱系统稳定精度满足输电线路巡检需求,可清晰观测输电线路外观运行情况及线路周围树木生长状况,并为快速、有效地发现和消除超高压输电线路的故障提供清晰图像信息,在高纬度和低温环境下应用优势明显;巡检结果验证了小型无人机载吊舱系统理论分析的合理性和对高压输电线路巡检的实用性。     

沿地线穿越越障巡线机器人能耗模型的研究

根据高压输电线路障碍物的类型,研制了沿地线穿越越障自主越障巡线机器人,而能耗预测是高压线路巡线机器人要解决的一项关键技术问题.分析了其在架空地线上的行驶及越障方式,并根据架空地线呈悬链状的特点,建立了机器人上下坡匀速行驶时行走轮的力学模型,同时根据已有的架空地线数学模型,通过曲线积分法推导出了基于相邻杆塔的水平档距、高差、地线比载、地线水平应力等线路工况参数的能耗模型.最后通过实验验证了该能耗模型的正确性和实用性,为巡检机器人的电源选型以及制定线路的巡检方案提供了相应的理论依据.     

输电线路无人机巡检系统的设计

为保证电力系统正常运行,必须对电网输电线路进行监测和巡检。设计一种输电线路无人机巡检系统,该系统由一个移动监测站、数个无人机飞行器以及后台上位机构成。该系统具有机动灵活、稳定性好、便于操控、传输实时准确等特点。系统通过自动导航或者人工定向控制的方法使用相机、红外设备等对输电线路进行信息采集,并实时传输到移动监测站及后台上位机。技术人员可以实时掌握输电线路的运行情况,及时排除运行缺陷及安全隐患。     

电力巡线无人机信息安全风险分析与防护

针对电力行业大量采用民用消费级无人机进行输电线路巡线可能存在的信息安全隐患展开风险分析.首先,结合无人机实时性要求高、通信链路不稳定、GPS导航信号易篡改和飞航路径需保密等特点,指出应用专业级无人机进行输电线路巡线需要解决的信息安全问题.接着提出无人机及地面控制系统中基于对称密钥的控制信号、航拍数据加密通信与存储、密钥分发机制和基于无人机惯性导航系统的虚构GPS信号综合评估与甄别方法,以及基于云安全的无人机恶意软件检测的加固措施,所提方法为专业级巡线无人机的信息安全提供保障.     

基于雷击故障辨识的110 kV输电线路故障巡线策略

雷击是造成输电线路故障的最主要因素之一,为了减轻频繁雷击故障带来的繁重巡检任务,该文提出一种基于雷击故障辨识的巡线策略。首先,测试常用类型绝缘子受雷击冲击后的耐压特性,发现雷击后绝缘子具有无明显下降的绝缘性能特征,为巡线策略的可行性提供试验基础;然后,基于故障行波时域和频域的波形特征,研究线路雷击故障类型的辨识方法;最后,结合试验和理论研究验证该文所提方法的可行性。在湖南某110kV输电线路故障后,利用该文所述方法确定该线路为瞬时性雷击故障,无需巡线,有效降低了巡线成本。该文所提巡线策略可在保证供电可靠性的同时,有效减少巡检工作量,为输电线路运维工作提供基础数据和方法指导。     

蛙跳式充电的无人机自主巡线技术与系统(二):基于机器视觉的自动充电控制

近年来多旋翼无人机在中国电力系统中得到了快速的推广和运用,越来越多的电力公司尝试利用无人机进行输电线路巡检.然而无人机在搭载巡检设备后,其续航时间仅为20 min,续航能力十分有限,巡检时无人机中途降落充电的定位问题也一直存在.因此,该文提出一种基于机器视觉的自动充电控制技术,搭建基于蛙跳式的无人机自主充电系统.系统由...     

匹配输电线路巡检需求的无人机选型研究

近年来,无人机在电力行业输电线路巡检方面得到广泛应用,输电线路无人机自动化巡检技术因其独特的优势受到国内外研究机构及相关部门的广泛关注。但随着巡检任务需求的快速增长,以及市面上所能选择的无人机平台及其载荷类型越来越多,导致快速完成无人机平台选型的难度增加,通常需要耗费大量人力完成筛选匹配工作。因此,根据任务需求,如何快速可靠地完成无人机平台选型是输电线路自动化巡检研究领域需要重点解决的问题之一。为了解决该问题,该文提出了3层结构的基于异构神经网络的快速匹配选型模型。在模型第1层,提出改进型的独热向量算法,完成了巡检任务相关因素的数值化,并输出任务需求矩阵;在模型第2层,提出基于时间递归神经网络（LSTM）神经网络结构的参数指标生成模型,根据任务需求矩阵生成所需的载荷相应参数;在模型第3层,提出了基于决策树网络的匹配模型,根据生成的参数指标确定最终的无人机平台参数和型号。最后,通过真实选型案例数据,验证了该模型算法的有效性。     

Motion planning of UAV group using modified gyroscopic force for guidance and avoidance

It is comment that unmanned aerial vehicles （UAVs） have limitation on information cap- turing in reality applications. Therefore, online method of motion planning is necessary for such UA- Vs. Gyroscopic force （GF） is used for obstacle avoidance as an online method. However, classical GF has shortcoming in generating orbit for UAV with high velocity because the GF results in a time- varying turning radius. Modified gyroscopic force （MGF） given by function of velocity can overcome this shortcoming and help get a more practical control law for avoidance. MGF can also be used to implement the guidance of UAV by designing particular active conditions. Interactions in forms of stress function and damping force are introduced so that an UAV group can have coordinated motion. By combining controls of MGF and interactions, motion planning of UAV group in obstacle environ- ment can be implemented.     

高压输变电塔架及通道巡检技术综述

对高压输变电塔架及通道巡检技术的现状和发展趋势进行了阐述。按照巡检设备类型,对人工巡检、直升机巡检、机器人巡检和无人机巡检4种不同巡检方式的优缺点进行了分析。重点分析了无人机巡检存在的技术问题,描述了其在实际应用中面临的问题及未来的发展趋势。     

基于GPRS无线通讯技术的输电线路全工况监测系统

GPRS无线通讯技术（GPRS Wireless Communication Technology）是解决电力企业输电线路实时监测的有效方法,文章结合电力企业线路工况的实际特点,将GPRS无线通讯技术应用于电力企业输电线路实时监测中,建立了电力企业输电线路全工况监测系统。该项目利用了摄像头、无人机等数据采集终端作为输电线路巡视监测的有效手段,在安徽电力系统率先开展了基于自主悬停的四悬翼无人机的应用。     

基于RGB-D相机的无人机快速自主避障

提出一种快速的多旋翼无人机自主避障算法。利用RGB-D相机获取场景对应的深度图,采用分层策略对深度图像进行描述,以区分障碍物与非障碍物;再对场景的深度图像以区域块搜索的方式寻找无人机的避障路径,进而达到自主避障的效果。为了验证该算法的可行性,在ROS系统上进行仿真和实验,结果表明该方法耗时少、精度高、可靠性强。     

基于GPRS无线通讯技术的输电线路全工况监测系统

GPRS无线通讯技术(GPRS Wireless Communication Technology)是解决电力企业输电线路实时监测的有效方法,文章结合电力企业线路工况的实际特点,将GPRS无线通讯技术应用于电力企业输电线路实时监测中,建立了电力企业输电线路全工况监测系统。该项目利用了摄像头、无人机等数据采集终端作为输电线路巡视监测的有效手段,在安徽电力系统率先开展了基于自主悬停的四悬翼无人机的应用。     

高压输电线路四分裂导线运输车的设计

高压输电线路是电力远距离传送的重要渠道,运用非常普遍。在工作过程中,由于高压线路悬挂较高,档距较大,巡检维修比较困难。目前主要以人工走线巡查为主,但劳动强度大,安全性不高。设计高压输电线路运输车,以行星齿轮减速电机作动力,以锂电池作能源,其爬坡扭矩大、工作持续时间长。运输车还运用丝杆摆臂越障机构,使其能自动跨越线路中的间隔棒、直线悬垂串、防震锤等障碍,提高了高压输电线巡检维护的工作效率和操作人员的安全性。     

基于BP网络的小型无人机航迹预测

随着人工智能技术、通信技术、网联技术的发展,以及无人机运行成本的降低等,我国民用无人机应用范围及应用领域日益扩展,已在城市物流、线路巡检、地质灾害预测、应急救援、地理测绘、山地运输等民用领域得到广泛应用.由于无人机种类繁多、运行环境复杂,无人机航迹分析及航迹预测已成为目前的研究热点.针对小型无人机运动特性及航迹预测问题...     

改进人工势场法在无人车避障中的应用

为了解决传统人工势场算法在无人车避障应用中虚拟势场作用域固定、避障角度过大的问题,建立了车辆避障模型,对障碍物进行了分类,比较了传统势场和改进势场的异同,在此基础上改进了人工势场法,优化了安全避障中人工势场圆形虚拟力场作用域模型.仿真结果表明:改进人工势场法使无人驾驶车辆在避障系统中安全避障转角跳变减小,能够满足结构化道路避障要求,实现了小角度、大半径避障.     

改进人工势场法的冗余机械臂避障算法

针对传统人工势场法应用于串联型冗余机械臂避障时无法约束各关节位姿、陷入局部极小后难以逃离的问题,提出一种改进人工势场法.建立冗余机械臂运动学模型,采用线段球体包络盒模型进行碰撞检测.在笛卡尔空间内建立末端引力势场和障碍物斥力势场,在关节空间内建立目标角度引力势场,所有势场共同作用引导机械臂运动.在关节空间内求解虚拟目标角度并采用高斯函数建立虚拟引力势场处理局部极小问题.利用七自由度冗余机械臂进行仿真和实验,结果表明:算法可约束各关节位姿,陷入局部极小后可引导机械臂逃离局部极小,最终完成避障;避障结束时各关节角度最大误差为0.8°,末端平均位置误差和平均姿态误差分别为0.010 m和2.40°,均小于传统算法;避障过程中各关节运动幅度小于传统算法.改进算法可引导机械臂逃离局部极小并完成避障,同时提高避障结束时各关节及末端的定位精度,对冗余机械臂的避障研究及应用具有一定的指导意义.