多旋翼无人机输电线路巡检避障技术综述

随着无人机技术的兴起,电力行业开始利用无人机进行巡检,不仅提高了巡检的安全性,也提高了巡检效率.巡检时无人机的避障问题是影响无人机安全运行的关键.在此背景下,本文综合介绍了各种多旋翼无人机的避障方法.首先简单介绍了几种传统的避障方法,如基于视觉、雷达、超声波和红外等传感器的避障方法和基于柱状空间的避障方法,同时说明其不...     

基于坐标变换技术的无人机避障策略

由于人工巡检输电线路效率低且成本高,故采用无人机进行输电线路巡检已经成为一种趋势.避障是无人机巡检工作的重要一环,本文提出以极坐标变换后的电场强度均值为避障参量实现高精度避障.首先,说明基于坐标变换技术的无人机避障原理;然后,以单回输电线路水平排列方式为例,研究无人机巡检预警避障和极限避障策略;最后,根据实测的电场强度...     

基于电磁场检测的输电线路无人机避障模块的设计及搭载方法研究

输电线路的电磁干扰会对无人机操控、通信性能产生明显的影响,严重威胁了无人机巡检在输电线路运维中的应用,因此研究基于电磁场检测的输电线路无人机巡检自主避障具有重要的意义。提出了一种基于电场和电磁波检测的无人机避障模块的设计和搭载方法,通过检测无人机所处位置的电场和电磁波强度,判断无人机是否处于安全范围,进而实现无人机的避障功能。     

基于TCensus的立体匹配算法及FPGA设计

随着无人机技术的迅速发展,利用无人机代替人工进行电力线巡线是行业内发展的新趋势。尽管无人机电力巡线相对于人工巡检效率更高,更加安全,但无人机巡检仍然面临一些问题,无人机的避障技术亟待完善,在巡检过程中无人机会出现与周边障碍物相撞的情况,尤其是细小的电线对无人机安全造成巨大的威胁。这些线状物往往目标不明显,雷达,超声波等技术得到的回波较少,造成避障困难。基于双目视觉系统的无人机避障技术在无人机避障领域得到了广泛的研究和关注。针对双目视觉实时无人机电力巡检避障应用,提出了基于TCensus（形态学Tophat变换和MiniCensus）变换的匹配代价测量方法来对原始图像中的弱目标进行增强,同时采用基于十字结构的支持区域来提高匹配的准确度。实验证明,本文设计的双目视觉系统可以有效检测无人机到电力线之间的距离,检测误差达到5%,提出的TCensus立体匹配算法与其它方法相比除了能够获得同样准确的背景深度图之外,还能对电线区域具有更精细的成像效果。     

基于张家港市电网的无人机智能巡检研究

针对张家港市电网的无人机智能巡检工作给出了具体措施。综合以前研究和张家港市电网现状,进行了无人机巡检系统平台搭建、无人机巡线路径规划、无人机避障措施及智慧辅助功能的探讨。     

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。     

无人机自动避障技术在输电线路巡检中的应用

基于无人机技术在输电线路巡检中的广泛应用,重点研究如何实现多旋翼无人机自主避障功能。若无人机在飞行过程中对遇到的各类障碍物能够提前预判,并能自动规避,将大幅度提高无人机在线路巡检的安全性。设计在无人机信号输入端与飞控模块之间增加自动避障模块,功能为实时检测无人机与障碍物间的距离并将相关信息反馈给飞行控制模块,系统根据测距结果重构出飞行控制信号,在不改变无人机软硬件的情况下,达到精准避障的效果。研究的自动避障技术从Arduino平台、超声波测距、电源模块、Arduino UNO与飞控接口等方面入手,降低无人机避障模块的开发成本与设计风险,相较于其他避障方式减少了测量和判断时间,实时避障性能较好,具备功耗低、价格低廉、距离信息感知效果好的优点。     

特高压输电线路巡检无人机安全技术探讨

近年来特高压输电工程的逐步建成,对无人机巡检作业提出了更高的安全要求。分析特高压线路无人机巡检作业中的安全隐患,从无人机系统电磁干扰防护、多余度飞行控制系统、基于毫米波雷达的无人机避障技术三方面出发,对电力巡检无人机安全技术的原理、构思及实现方式进行讨论。     

大型无人直升机电力线路全自动巡检技术及应用

大型无人直升机电力线路巡检存在环境适应性差、智能化程度低、多学科交叉难度大等问题,现阶段无人直升机巡检主要依赖于人工地面操作,为了提高巡检效率和安全性,研究大型无人机全自动巡检技术具有重大意义。提出了大型无人机全自动巡检概念,分析了无人机全自动巡检的必要性,论述了实现复杂环境下大型无人机超低空、超视距安全巡检涉及的关键技术,包括实时差分定位、无人机中继通信、自主避障、高精度位姿测量、吊舱自动追踪、飞行计划和航迹规划、任务规划和任务控制等,并将大型无人直升机全自动巡检技术首次应用于我国电网输电线路巡检,巡检结果验证了大型无人机全自动巡检技术的有效性和先进性。大型无人机全自动巡检建立了一种高效、智能、全新的电力巡检模式,该项技术的发展进步对提高我国电网输电线路智能化巡检水平具有显著促进作用。     

无人机巡检带电导线的电场测量避障方法

我国国土辽阔,电网规模大,利用无人机等自动化和现代化设备进行巡线维护已日益显示出其迫切性。为保障无人机巡线系统及输电线路的安全,提升巡线作业的可靠性,实现无人机对输电导线的避障成为一个亟待解决的重要课题。根据带电导线周围电场环境的特殊性,利用导线间距与电场强度之间的对应关系,研究了一种无人机巡检带电导线的电场测量避障方法。通过电场测量避障装置的数据计算处理,及与无人机飞控系统之间的数据交互和判断,确定是否需要进行避障动作,并以实例分析说明该方法适用于电力巡线无人机在对输电线路巡查时对带电导线的规避。     

无人机电力巡检航线智能规划及自主巡检研究

为缓解无人机电力巡检航线规划效果差、巡航效率低的问题,以及规避非可靠路径的威胁,提出无人机电力巡检航线智能规划及自主巡检研究方法。计算目前航线存在威胁的概率及在每条路线上需要付出的代价,获取可飞行的无人机电力巡检航线;应用启发式算法,不断遍历计算出2节点的优先级,优化可飞行航线的静态、动态路线的规划效果,并根据巡检报告及电力巡检要求,采集输电线的最大安全距离及输电线中带有隐患的个数,实现无人机巡检航线智能规划及自主巡检。实验结果表明,应用获得的最优巡检路线进行巡检后,其航线规划效果好、巡航效率高,可以完全按照电力巡检要求进行智能避障,自主巡检效果得到了保证。     

风电场线路无人机巡检关键技术研究综述*

近年来,风电场作为新能源发展的前沿领域得到了大力发展。然而风电场多处于偏远位置,线路较长,对巡检工作的效率、智能化水平有着较高的要求。无人机作为一种新兴技术,广泛应用于电力巡检领域,但仍存在智能化不足的问题。为此聚焦风电场线路无人机巡检领域,分析无人机自主避障、路径规划等关键技术的研究现状,探讨其在风电场线路巡检的技术应用方案和发展前景。     

基于输电线路电磁场分布的无人机测距适应性研究

无人机架空线路巡检技术已在电力系统中得到广泛应用,但目前无人机与导线的距离主要依靠肉眼判断,缺乏有效的测距技术。基于有限元算法及ANSYS软件建立了特高压架空线路的电磁仿真模型,分析计算了不同电磁场分量与导线距离的关系,提出了选用电场有效值结合高度的方法来确定无人机与输电线路真实距离的方法。该方法可为输电线路无人机巡检距离检测、航向规划、避障设计提供参考。     

基于激光SLAM技术的电缆沟道无人机巡检避障技术研究

电力电缆沟道位于地下空间,持续潮湿高温,且沟道存在很多障碍物譬如电缆架,这些客观环境条件限制使得对无人机的体积、导航、定位和避障能力都有很高的要求。电缆沟道位于地下空间,且存在着上下坡和拐弯,沟道内很难接受到GPS信号。因此,电缆沟道内的巡检和地面上的输电线路巡检方式完全不一样,需要开发独特的方法用于沟道巡检。文中设计了一种基于激光雷达SLAM的方法,实现在复杂的沟道内无人机自适应控制和实时避障,并对提出的技术进行测试和验证。     

输电线路上方无人机巡检避障策略

<正>无人机巡检技术由于其优越性已经成为各大公司巡检优先考虑的技术手段,无人机巡检能否有效开展很重要的一部分就是安全问题,为了便于输电线路和杆塔上故障分析诊断,无人机巡检时要求拍摄高清晰度的线路和杆塔照片,为此,巡检时要求无人机要尽可能的靠近输电线路或杆塔,但是和输电线路或杆塔越近,必然存在另一方面的安全隐患,如果不对速度和飞行方向加以控制,就有可能撞上输电线路或杆塔,所以研究巡检无人机的避障策略具有现实工程应用     

基于输电杆塔的无人机精细化巡检研究

针对输电杆塔的无人机精细化巡检,给出了航迹规划方法并阐述了关键技术。航迹规划原则一般以∩型顺序拍摄,不同的塔型拍摄顺序有差异;拍摄点位复杂的杆塔采用启发式算法进行航迹规划;采用毫米波雷达避障,利用RTK技术进行厘米级定位,动力控制系统可使无人机平稳地悬停拍摄。目前的精细化巡检仍以人工操作为主,需通过视觉算法增加其自主性、智能性。     

基于多传感器的无人机配电网架空线路自主巡检和姿态控制

针对配电网架空线路无人机巡检过程中人工干预较多且效率低下的问题,文中提出了一种基于多传感器融合的无人机自主巡检与姿态控制方法。该方法采用MinkUNet深度学习模型对线路通道点云数据进行精确分类,结合杆塔与导线建模方法以及三维航线规划方法,实现无人机巡检路径的自动规划。在飞行执行阶段,融合毫米波雷达和深度相机数据,结合基于贝叶斯理论的占位栅格地图更新策略,有效识别环境中新出现的障碍物,并通过改进的人工势场法实现自主避障。为了在定位信号受到干扰时确保拍照质量,提出基于轻量化YOLOv8网络的目标识别模型与云台控制策略,实现对巡检目标的精确自动对准拍照。通过在真实环境和仿真环境中的实验验证,文中提出的方法更适合复杂的配电网巡检场景。     

输电线路巡检无人机电磁场避障与路径规划

目前巡检无人机与输电线之间的距离主要依据目视判断,存在巨大的安全隐患,而现有的安全距离判断方法各有优缺点,难以直接应用于无人机巡检。对此,基于有限元算法及Maxwell软件建立了500 kV架空输电线路的仿真模型,并对比分析了二维仿真模型与三维仿真模型的计算结果。计算结果表明,可以利用二维仿真模型代替三维模型进行电场分析。在此基础上提出了直接利用电场有效值、电场有效值与高度相结合2种方法来确定无人机飞行的安全距离范围,并在实际500 kV线路上进行了现场测试。测试结果表明,电磁场测距技术的实际最大误差不超过10%,可以满足工程应用需求。该方法可为输电线路无人机巡检距离控制、航向规划和安全避障提供参考。     

无人机配网架空线路精细化巡检平台搭建

配网架空线及设备架设于街道、河畔、山区、丛林等,运行条件复杂、高空障碍物多、起飞条件差等因素制约了无人机巡检在配网线路的使用,为此提出了无人机配网架空线路精细化巡检平台.该平台针对河流、山地、丛林等巡视人员难以到达的区域开展空中精细化巡检,使用自动避障、热点追踪等技术,搭载高清摄像头、红外探头等多种传感器,可及时发现鸟害、雷击、发热等缺陷隐患,提高配网架空线路的巡视效率。     

基于柱状空间和支持向量机的无人机巡线避障方法

针对电力无人机巡线的避障问题,提出了基于柱状空间法和支持向量机的电力无人机巡线避障方法。首先,根据飞行区域内的障碍物,建立了柱状空间模型;引入支持向量机,从一个全新的角度实现无人机对环境的避障;最后将方法应用于无人机中,并进行了相关的仿真验证。仿真结果表明,所提出的方法可以确保电力无人机巡线时安全可靠地避障。