基于无人机航拍的电力线故障定位算法研究

发布时间：2025-03-19 04:55

　　无人机电力线巡检技术是一门融合了航空、遥感、电子、电力、通信、图像识别等多个技术领域的交叉性学科技术,随着该技术的发展,我国电网检修部门开始将无人机用于电力线巡检,从无人机对电力线自主巡检,到目前简单故障检修,正朝着无人机对故障的自主检修方向发展,而这一发展前提是对故障的精准定位。本文根据电力线的实际环境、考虑机载相机成像模型、大地坐标系转换的理论,提出了基于无人机航拍的电力线故障定位算法。通过实测实验与误差分析实验,验证了本文算法在电力线故障定位应用中的合理性和可行性。首先考虑如何减少输电线路的电磁干扰对无人机数据精度的影响,确定了无人机电力巡线的安全距离。对于故障图像使用坐标系转换的方法实现故障定位。本文建立了大地坐标系、大地直角坐标系、图像坐标系、相机坐标系、无人机载机坐标系和无人机地理坐标系。在故障图像中,获取故障点在图像坐标系下的坐标位置,利用方位角、高低角、三轴姿态角的旋转矩阵求解出故障点在无人机地理坐标系的坐标;根据空间两点位置关系计算出故障点在大地直角坐标系的坐标,通过迭代运算得出电力线故障的具体地理坐标信息。然后利用该算法对6组共计18个电力线故障数据进行故障定位,通过...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１电力巡线常见故障图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｐｏｗｅｒ?ｌｉｎｅ?ｃｏｍｍｏｎ?ｆａｕｌｔ?ｄｉａｇｒａｍ??１??

１．１选题背景及研究意义??随着社会发展的需求，我国电网系统也在不断的升级改造，其中输电线路??的架设规模日益扩大。目前我国电力线路覆盖范围广，跨越地形复杂多变且环??境恶劣。在现代智能电网系统中，电力线路和杆塔是系统的重要组成部分，由??于其在室外一直处于暴露状态，加上机械张力....

图１．３无人机电力巡线??Ｆｉｇ．?１．３?ＵＡＶ?ｐｏｗｅｒ?ｌｉｎｅ?ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ??

１．２．１?无人机电力巡检国内外研究现状??国内方面，２００９年国家电网公司建立了国网通用航空公司负责将无人机应??用到电力线路的巡检上。国家电网最早使用的是无人直升机进行巡线，如图１．２??所示，国家电网成功使用无人直升机对青藏联网的４００ｋＶ直流线路进行巡线作??业［１５］。....

图１．２无人直升机电力巡线??Ｆｉｇ．?１．２?Ｕｎｍａｎｎｅｄ?ｈｅｌｉｃｏｐｔｅｒ?ｐｏｗｅｒ?ｌｉｎｅ?ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ??

１．２．１?无人机电力巡检国内外研究现状??国内方面，２００９年国家电网公司建立了国网通用航空公司负责将无人机应??用到电力线路的巡检上。国家电网最早使用的是无人直升机进行巡线，如图１．２??所示，国家电网成功使用无人直升机对青藏联网的４００ｋＶ直流线路进行巡线作??业［１５］。....

图１．５电力线３Ｄ建模图??Ｆｉｇ．?１．５?Ｐｏｗｅｒ?ｌｉｎｅ?３Ｄ?ｍｏｄｅｌｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ??

??如图１．４所示，该无人机通过光电吊舱可搭载红外热像仪和紫外成像仪，通过红??外热像设备来检测线路上温度的异常变化，进而定位电力线路的故障点。而通??过搭载紫外成像仪则能够检测电力设备的异常放电情况，从而发现电力线路的??绝缘缺陷。??图丨．４?ＵＡＶ－ＭＸ４０８０Ａ正面图??....

本文编号：4036694