输电线路巡检中无人机航测技术的运用获奖科研报告

输电线路巡检中无人机航测技术的运用获奖科研报告摘要：通过做好輸电线路的巡检与维护工作，能够有效改善电力系统运行环节的稳定性、安全性。将无人机航测技术应用于线路的巡检工作中，不仅可以提高巡检工作的质量和效率，降低人力、物方面的投入，同时能够为线路故障的抢修提供一定的便利。本文先对无人机航测技术的应用优势与不足进行探讨，并进一步研究该技术在输电线路巡检中的应用。

关键词：输电线路;巡检;无人机航测技术

00P237000A

引言

我国测绘技术已经存在了很多年，技术不断优化，应用范围不断扩大，目前已经取得丰富的应用成果，尤其是无人机测绘技术的出现，它为人们的生产生活带来了很多便利，为工程测绘及建设方面提供了技术支持。无人机测绘技术的精度比较高，成本相对低，操作也比较简单，但同时也有一些图像不清晰、角度不正等问题。因此在对无人机遥感技术进行应用时，需要测绘人员在对测绘对象了解的基础上，充分发挥航空测绘技术的优势，选择最佳的测绘方案。

1无人机航测技术的组成

无人机航测技术主要由两部分组成，分别是硬件部分和软件部分。

从硬件方面分析，它包括无人机的飞行平台、控制系统、传感设备、监控设施等，这些独立的设备组成一个完整的系统，各系统之间有机结合，在无人机飞行过程中，各个系统都会发挥各自的作用，并且进行测量数据的获取，现在在多领域内应用比较广泛的是倒桅尾型无人机，在这种无人机中使用的拍摄装置是单反相机，可以拍摄到质量更高、更清晰的图像，便于直观地对图像信息进行解读。飞行的控制系统主要包括导航、气压监测等装置，在无人机飞行测绘过程中，可以对其具体的飞行高度及路线进行监控等，地面的控制系统主要是监管航空测绘过程，保证无人机的相对安全稳定运行。

软件方面，主要是对无人机拍摄到的数据信息进行一定的分析处理，因为在航空测绘过程中产生的数据比较冗杂，同时要求图像质量比较高，那么就需要为无人机设置专门的软件系统，同时需要软件设施合乎科学规范，以保证航测工作的有序进行。为无人机配置精度较高的软件，可以对无人机的航线间距、拍摄统计等方面的数据进行处理，也可以对已经获取到的数据进行测验，对已经拍摄到的图像进行预览和监测，对大量的图像进行批号编纂，对已经成体系的图像数据进行导出处理，还可以对无人机的故障信息进行处理，对数据的重复性进行甄别，在出现数据重复的情况时及时将相关信息进行反馈，之后对航测方案进行一定的调整，保证航测数据的真实有效性。

2无人机航测技术在输电线路巡检中的应用优势与不足

2.1优势

该技术的应用优势主要体现在以下几个方面：

其一，由于无人的体型相对较小，因而对于起降场地没有严格的要求，并且不容易受到天气因素的影响。相比较而言，无人机在起降环节中较为简单，应用时只需要确保周围有开阔的视野，并且要整地地面平坦即可。同时，无人机能够在云下、超低空等环境中飞行作业，这一环节中不容易受到当地天气的影响。

其二，执行任务期间相对高效、便捷。在进行无人机设备的运输工作时，由于其体积相对较小，因而可以借助铁路、公路以及航空等路径进行运输，在运达场地后变可以开展相应的航测工作。这样一来，极大的提高了巡检工作的便利性。

其三，无人机能够搭载高清的影像设备。通过提高影像设备的分辨率、加强对集成技术的应用，能够取得良好的航测效果。一般来说，在无人机上不仅要装载相应的数码相机传感器，同时还要安装全球定位系统以及相应的导航设备。现阶段，随着科技水平的不断提高，用于摄像、导航的设备越来越先进，并且无人机系统的集成水平越来越高。因而，所拍摄的影响资料的分辨率较高。

其四，无人机设备与系统的维护工作相对简单，并且巡航过程中所投入的成本较低，巡检工作的风险不高。无人机系统有着较高的集成性效果，并且机身的大多设备可以进行拆卸，这不仅为设备的维修、管理提供了便利，同时提高了巡检工作的可操作性。

2.2不足

虽然无人机的应用有着较多的优势，但是将其应用于巡检工作中也存在着一定的弊端。比如在巡航时间方面，无人机的巡航时间相对较小，这主要是受到电池容量的影响。随着制造工艺的不断发展，这一问题得到了有效的缓解。其次，在遥控范围上，也受到一定的限制。一般来说，无人机遥控的范围能够达到1000m左右，一些无人机设备无法自动完成图像缺陷分析工作。

3输电线路巡检中无人机航测技术的运用

3.1线路隐患探测技术

作为输电线路安全巡检工作的重要内容之一，做好线路的隐患探测有着重要的作用。具体巡检工作中，要及时、准确的查找到相关线路存在的缺陷，并采取针对性措施予以检修。这一过程中，主要应用到的探测技术囊括了视觉探测技术以及激光雷达探测技术，同时还应用到红外线技术以及紫外线探测技术。具体应用时，需要借助无人机设备搭载摄像机以及探测器等设备，通过将收集到的数据与信息进行及时的收发与传递，地面工作人员可以实时了解到相应的影响与数据。在经过仔细的判断与甄别之后，就能明确线路存在的安全隐患或故障。

3.2飞行姿势控制技术

在利用无人机设备对输电线路进行巡检时，如果当地的天气环境较为恶劣，那么将会对无人机飞行的角度产生一定的影响，因而出现偏移问题在所难免。为了提高无人机的飞行效果、确保线路巡检的质量，就要对无人机的飞行姿势进行严格的控制。就显得尤为重要。通过LQG控制器的使用，可以对无人机设备的俯仰、翻转状况进行精确的控制，并且可以使无人机在空中进行悬停作业，进而确保了巡检工作的质量。

3.3无线通讯技术

通常来说，可以将该技术称之为测控技术。借助于测控技术，能够实现输电线路的遥控测量，并且能够满足跟踪定位以及信息传递的要求。对于遥控测量而言，主要是对飞行环节中的无人机飞行情况以及相关设备、仪器的参数做出测量，并对设备以及飞行状态进行有效的控制。

3.4地面数据处理技术

无人机采集到的数据与信息传递到地面数据处理中心之后，技术人员要对其进行高精度的处理。这一过程中，需要用到红外成像仪以及紫外成像仪，同时还需要借助POS系统等。通过对采集的信息进行处理，可以及时排除输电线路存在的安全隐患，并且对异常线路进行识别，为后续的维护工作提供便利。

3.5正射影像采集技术

在进行采集影响的变换与修改工作时，以往需要借助于CPU串行方式进行。近几年来，随着传感设备与传感技术的不断发展，影像数据处理工作的难度大大降低。再沿用以往的CPU串行方式已经不能满足正射影像的采集要求。因而，在开展输电线路的安全巡检工作时，需要在无人机上搭载相应的遥感设备，并且要建立GPGPU模型，最终能够得到大量的有价值的正射影像。通过应用图形绘制流水线，可以对无人机设备拍摄的航测影像进行快速的完善与修改，进而有效提高了采集工作的速度与效率。

结