面向电力杆塔的无人机自主巡检系统设计与实现

发布时间：2021-09-30 18:30

　　随着无人机技术结合各个领域应用的快速发展,在各行各业中逐渐展现出它独特的优势。由于我国的输电线路广泛分布在大江南北,所处的地理位置以及周围环境通常十分复杂且恶劣,而为了保障国家电力系统的安全运行,需要定期对电力设施进行巡视检查。在此背景下,传统的巡检方式不仅会消耗巨大的人力物力,且效率以及安全系数都很低,而无人机巡检技术以其高效率、低成本且兼具高安全性等优点很好的解决了上述问题。为此,本文针对电力杆塔,提出并实现了一套无人机自主巡检系统。为了能够准确稳定的完成电力杆塔的自主巡检任务,需要获取高精度的巡检点坐标并以此规划自主巡检航迹。针对该问题,本文在系统坐标系下,根据相机成像原理以及相应的算法,建立了求解巡检点坐标的巡检目标模型。为了优化巡检点坐标,基于巡检目标模型结合已知杆塔结构中巡检点之间的结构信息提出了目标优化模型,由模型求解算法完成了巡检点坐标的求解与优化,其中巡检点是指杆塔上需要缺陷检查的目标点。在该基础之上,通过已知杆塔的三维结构实现了其它巡检点坐标的准确计算,并结合巡检作业要求以及杆塔结构特点,提出了计算巡检点对应航点坐标信息的方法,最后根据所有航点坐标信息完成了电力杆塔... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

线路污闪对电力杆塔的影响

电子科技大学硕士学位论文图1-2鸟类筑巢对电力杆塔的影响为了将这些后果扼杀在摇篮里，就必须制定稳定可靠的预防措施，需要各地区的电力部门定时定期对输电线路进行巡检，对实地的线路运行情况进行评估，及时排查可能存在的隐患，有助于减少安全事故发生的可能性，时刻掌握所在地区输电线路的运行情况，针对不同情况制定不同的措施，从而保证输电线路的安全运行，不负灯火通明之景。对于输电线路的巡检主要是针对电力杆塔制定巡检任务，传统的巡检方式是采用人工巡检的方式，由巡检人员携带装备爬上电力杆塔上进行缺陷检查，对塔上各个需要检查的地方进行一一排查，人工巡检作业如图1-3所示。而杆塔的高度基本都超过10米,且塔身都带有高压电，再加上杆塔往往处于人迹罕至的深山或者高原地区，如果突发极端的天气情况，危险系数剧增，这些严酷的自然环境以及其他危险因素无时无刻不威胁着巡检人员的生命安全。人工巡检方式除了对巡检人员产生极大的安全隐患外，还存在其它弊端，比如人工巡检的作业效率低下，巡检人员需要攀爬每一座电力杆塔，这本身效率就非常低。而由于登上杆塔检查才能准确确定是否存在缺陷，而巡检过程中时常存在杆塔本身一点缺陷都没有的情况，这也进一步降低了人工作业的效率，同时长时间作业也在无形之中大大增加了巡检人员的危险系数。人力成本巨大和人工巡检精度不高等其它弊端也证实了传统人工巡检方式的不可取[3,4]。2

人工巡检作业

【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机在山区高压输电线路隐患巡检中的应用[J]. 万康.  南方农机. 2019(23)
[2]无人机巡检输电线路技术的应用分析[J]. 万力,刘军.  中国新通信. 2019(17)
[3]高压输电线路的无人机电力巡检技术研究[J]. 蒋卿,贝嘉鹏,赖叶茗.  农村电气化. 2019(01)
[4]±500kV直流输电线路直线塔无人机巡检安全距离仿真与试验[J]. 刘壮,杜勇,陈怡,马建国,吴向东,姚京松.  高电压技术. 2019(02)
[5]无人机电力线路安全巡检的关键技术分析[J]. 宁柏锋.  计算机产品与流通. 2018(04)
[6]基于遥感的电力线路安全巡检技术现状及展望[J]. 刘朝晖.  电子制作. 2017(18)
[7]无人机在输电线路巡检中的应用[J]. 李建峰,段宇涵,王仓继,王西鹏,郭鹏,张友民.  电网与清洁能源. 2017(08)
[8]无人机在高原山区线路巡检中的应用[J]. 王海东,纪正刚,静磊.  科技风. 2017(10)
[9]关于无人机自动巡检方法的研究[J]. 王亚先,韩军,赵庆喜,王榆夫.  计算机仿真. 2017(03)
[10]某型无人机系统雷电脉冲磁场效应[J]. 张冬晓,陈亚洲,田庆民,程二威.  强激光与粒子束. 2015(10)

硕士论文
[1]无人机自主电力巡线关键技术研究[D]. 丁为杰.山东大学 2019
[2]无人机线路巡检安全距离的分析与测量[D]. 高旭东.太原理工大学 2019
[3]面向电塔空间结构的飞行巡检航迹规划方法研究[D]. 王毅磊.华北电力大学(北京) 2017
[4]基于人工势场法的机器人路径规划研究[D]. 程紫云.燕山大学 2016
[5]基于双天线GPS/INS组合测向技术研究[D]. 李墨.重庆大学 2012



本文编号：3416424