摘要：在无人机技术应用于电力线路巡检以后，巡检人员可以利用这一技术构建高效化的巡检系统。传感器集成方法与POS系统的应用，也有助于提升电力线路巡检工作的自动化水平。文章主要对无人机电力线路安全巡检系统的系统构成与无人机电力线路安全巡检系统的关键技术进行了探究。
关键词：无人机；电力线路安全巡检系统；巡检技术
引言
架空电力线路在电网系统中发挥着重要的作用。架空电力线路覆盖范围较广，线路途径的区域的地形环境较为复杂。在自然环境与架空电力线路自身因素的共同影响下，导地线断股、腐蚀及绝缘子破损等故障会引发严重的电力事故。为保证电网系统的正常运行，电力部门往往需要耗费大量的人力物力资源开展巡线工作。以人工巡线为主的巡线方式存在着劳动强度大与巡检效率低下的弊端。无人机技术在电力线路巡检工作中的应用，可以让电力线路安全巡检工作摆脱环境因素的限制，也可以在提升巡检效率的基础上，提升线路巡检工作的安全性。
1无人机电力线路安全巡检系统的系统构成
1.1多传感器数据以及无人机平台系统
电力线路巡检想要获得充分有效的数据采集，主要是通过子系统完成的，涉及到的主要有飞行平台下的无人机以及传感器、数据的多重性获取、稳定平台系统以及定位定姿系统、避免出现障碍系统以及预警的自动化系统。数据系统中主要是完成编解码等各项操作，有固定翼及旋翼两种类型的无人机飞行平台。对传感器系统的搭建对于POS的定位定姿系统而言，机载设备中需要借助避障系统，以及自动预警系统展开相关任务。其中飞行平台需要根据飞行距离以及速度的不同选择，通常情况下小型固定翼无人机平台主要是用于可见光模式下的拍摄，用于进行快速性的巡检。而精细化的巡检主要是应用于基杆塔中的相关部件，主要采用红外线、可见光以及紫外线等。大型旋翼无人机平台应用于飞行距离的测量。除此之外，为获取多传感器数据可将紫外、热红外成像仪以及光学数码相机、激光扫描仪等共同纳入传感器系统之中。获取杆塔、电力线走廊以及电力线的光学影像需要使用光学数码相机，检查部分金具是否出现锈蚀，或者对绝缘体的爆裂、缺失销钉、断裂的导地线的观察等。使用热红外传感器可以采集输电线路设备的发热状况，主要包括绝缘体，金属以及电力线相关部件。对于无人机的位置以及形态信息进行充分有效的监测，需要应用到POS，如果目标障碍物出现在无人机飞行的前方，此时可利用毫米波雷达传感器，能够完成自主预警以及躲避障碍物系统，以此降低飞行风险。
1.2地面测控站
对于无人机飞行过程中，飞行状态的检测应用地面测控站的子系统完成，明确飞行的范围，对数据的获取以及控制使用传感器，针对于飞行数据展开初步性的处理。无人机飞行的平台、地面控制系统、地面控制系统中的多传感器应用以及编解码的数据系统，对数据展开实时的分析等，共同构成子系统。
1.3通信链路的数据系统
针对于整个通过系统连接设备而言，通讯数据链路系统的存在价值显著，能够完成信号接收，主要涉及到地面、监控站以及机载方面[3]。针对于无人机通信中继设备，主要是针对小型无人机载体而言，完成发射设备中的相关资料数据通讯，能够贯穿于无人机飞行平台与地面监控站之间，在电力系统环境相对复杂的状态之下，在定位定姿的无人机实时数据传输影响之下，数据链路能够完成数据的上传以及控制命令，能够对无人机工作状态展开全面的了解，使得相关测控人员在地面上即可全方位了解无人机的飞行情况。
1.4有关于地面数据的处理系统
针对于数据的后期处理、存储以及应用，即为地面数据处理系统的工作范围，主要涉及的工作内容有数据预处理，存在于多传感器当中，处理系统呈现几何化，传感器应用红外紫外光学以及激光，并能够借助相关专家的智能性系统以及借助三维画的线路走廊可视系统等加以完成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在数据处理方法，方面使用遥感以及摄影测量的相关技术，并能够明确数据应用流程，几何处理方面更加展现高精度化。借助点云坐标、影像以及姿态方面的各项数据，能够明确相关附属物的实际特点，例如，电塔、电力线以及走廊地物等等。
1.5研发要求在子系统中的体现
由于技术方案以及行业标准规范制度等对子系统软件硬件研发过程产生重要影响，为了保证系统的正常运作以及拓展性、开放性发展，需要对接口的数据加以规范，并使用合适的文件格式，确保子系统之间有效进行数据连接，从而在根本上提升整体系统的良好运作。对于分系统，需要提升子系统研发效果，对其展开试验以及测试，使得系统能够展开合成。对系统进行模拟试验，可以采取有人或者无人机载的形式，或者是车载的形式展开，针对于子系统中存在的安全隐患问题，能够充分加以识别，明确系统集成开展工作的实际需要，并结合地形条件展开测试，使其能够适应现阶段电力系统整体工作开展的需要。
2无人机电力线路安全巡检系统的关键技术
2.1飞行姿态控制技术
强风、降雨等气候因素可以被看作是无人机飞行姿态控制技术的主要影响因素。飞行姿态控制技术在无人机电力线路安全巡检系统中的应用，可以为无人机与线路的安全提供保障。根据一些研究者的研究结果，LQG控制器可以用于飞机俯仰翻转姿态的控制，除LQG控制器以外，PID控制器也可以应用于无人机的偏航控制。无人机电力线路安全巡检系统所使用的飞行姿态控制技术需要具有鲁棒性强的特点。
2.2地面数据处理技术
就电力线路巡检工作而言，地面数据处理技术是利用巡检设备中的红外成像仪、紫外线成像仪及POS系统等多种传感器数据进行信息融合，生成高精准度的数据成果。
2.3正射影像采集技术
根据电力线路巡检工作的实际情况，正射影像采集技术建立在GPU模型的基础之上。这一技术的应用，有助于正射影像采集速度的提升，也可以为航测影像的快速处理提供支持。
2.4线路隐患、缺陷的探测技术
2.41视觉探测技术
视觉探测技术为可见光探测技术，在这一技术应用于线路隐患与缺陷的探测以后，相关人员可以通过无人机搭载高清相机与高清摄像机的方式，完成巡线图片与巡线视频的拍摄，并要在将相关信息传输至地面基站以后，利用专家系统分析线路的实际情况。视觉探测技术在电力线路显性故障（如导线断股、异物悬挂及杆塔变形等故障）的甄别过程中发挥着重要的作用。图像的质量是图像识别精度与图像识别的准确度的主要影响因素。
2.42红外线、紫外线探测技术
红外热成像仪具有提取表面温度超过周围环境温度的异常温升点的作用。该设备可以在根据红外光谱图像，对线路接头、线夹和绝缘子等设备中存在的发热点进行有效确认。紫外热成像仪具有接受线路设备放电过程中产生的紫外光讯号的功能。在电力线路安全巡检工作开展过程中，相关人员可以借助图像探测导线外伤、绝缘子放电及污染等放电现象。在紫外线探测技术应用于电力线路巡检工作以后，太阳光及人造光源对巡检工作的干扰，是巡检人员所不可忽视的内容。
结语
无人机巡检技术涉及到了图像识别、电子通信与影像采集等多种技术领域。完善化的无人机巡检系统的构建，可以在降低巡检工作劳动强度的基础上，促进巡检成本的降低，也可以在缩短巡检时间的同时，提升巡检工作的工作效率。
参考文献
[1]宁柏锋.无人机电力线路安全巡检的关键技术分析[J].计算机产品与流通，2018（04）：161.
[2]彭向阳，麦晓明，等.无人机电力线路安全巡检系统及关键技术[J].遥感信息，2015，30（01）：51-57.
论文作者:李永强1,谢晋元2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
标签：无人机论文; 系统论文; 电力线路论文; 技术论文; 数据论文; 传感器论文; 工作论文; 《基层建设》2019年第14期论文;