输电线路无人机避障和检测方法研究

发布时间：2017-09-28 19:02

  本文关键词：输电线路无人机避障和检测方法研究

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【摘要】：近年来,随着电网输电线路距离的不断增长和无人机技术的迅速发展,使用无人机逐渐代替人工巡线已成为一个趋势,这项技术也成为电力领域的研究热点。但目前在实际的巡线工作中,由于无人机存在续航能力不足,安全性差等缺陷,无人机巡线还只是作为对人工巡线的补充,并未得到很广泛的应用。因此,为了提高无人机的安全性能,增加巡线无人机的检测手段,我们对无人机避障功能和基于无人机的紫外线成像检测技术进行了研究,本文主要工作如下:根据无人机的实际情况设计了一种适合于在多旋翼无人机上使用的避障策略,使用模糊算法作为避障算法,以5路超声波传感器作为避障所用的距离传感器,并用MATLAB进行了仿真以验证该算法有效性。根据所设计的避障策略,设计并制造出了无人机通用避障模块,该模块安装在无人机遥控接收机和飞控之间,通过控制遥控接收机发给飞控的信号以完成避障功能。由于大多数无人机的遥控接收机和飞控之间都采取相同的通讯协议,所以该模块只需经过简单设置就可以安装在各类无人机上,同时完成了该避障模块的测试工作。试制了一套基于无人机的紫外成像任务载荷,包括两轴紫外增稳云台和双通道紫外成像仪,可通过地面遥控的方式对电力设备放电现象进行检测,同时将实时图像传回地面。最后将其挂载在无人机上进行了测试,该套设备可以正常工作。
【关键词】：无人机 巡线 避障 紫外成像
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V279
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外无人机技术应用现状10-11
• 1.3 无人机避障技术研究现状11-14
• 1.3.1 避障传感器的研究现状12-13
• 1.3.2 避障算法的研究现状13-14
• 1.4 基于无人机的线路检测技术研究现状14-16
• 1.4.1 可见光成像检测技术14
• 1.4.2 红外检测技术14-15
• 1.4.3 紫外检测技术15-16
• 1.5 本文的研究内容和安排16-17
• 第2章 自主避障算法研究17-26
• 2.1 模糊控制简介17-18
• 2.2 模糊理论基本概念18-20
• 2.2.1 模糊集和隶属函数18
• 2.2.2 模糊集的运算18-19
• 2.2.3 模糊关系、模糊矩阵19
• 2.2.4 模糊矩阵的运算及其性质19-20
• 2.3 无人机避障算法设计20-24
• 2.3.1 传感器的选择与布置20-21
• 2.3.2 基于多个超声波传感器的模糊避障算法设计21-24
• 2.4 避障算法的MATLAB仿真24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 避障模块设计方案26-33
• 3.1 避障系统的构成26
• 3.2 硬件选型26-28
• 3.2.1 单片机选型26-27
• 3.2.2 飞控选型27
• 3.2.3 距离传感器选型27-28
• 3.3 通讯协议解析28-30
• 3.3.1 PPM信号28-29
• 3.3.2 SBUS信号29-30
• 3.4 实际实验30-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 基于无人机的紫外检测技术33-44
• 4.1 简介33-34
• 4.2 技术路线34-42
• 4.2.1 两轴增稳云台34-38
• 4.2.2 双通道紫外成像仪38-42
• 4.3 实际测试42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 结论与展望44-45
• 参考文献45-49
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果49-50
• 致谢50

【参考文献】

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本文编号：937515