输电线路多旋翼无人机自动驾驶智能巡检系统研究

康洪涛

广东电网有限责任公司肇庆供电局输电管理所，526060

摘要：电网系统的运行过程中，输电线路是最为关键的一个组成部分，其承载着繁重的日常输电工作，在输电线路的管理工作中，实现全天候无死角的监控管理是电网系统一直努力的方向。针对现阶段输电线路的巡视工作，电网系统已经研发了相应的无人机巡视技术，但是在现阶段无人机巡视技术仍然存在很多难度大、风险高的工作障碍，同时其自动化程度相对较低，智能化处理能力不强。本文通过对输电线路无人机自动巡视技术详尽分析，对多旋翼无人机自动驾驶只能巡检系统的技术建设和使用方法进行了相应的探究，以结合人工智能技术的处理模式，将输电线路自动巡检工作进行设计，以实现电网系统巡检效率为中心，阐述该技术的有效合理性。

关键词：多旋翼无人机；线路巡视；自动巡检系统

引言

在架空输电线路的运行过程中面临着相对复杂的环境情况，自然因素的影响造成了很多输电线路的破损和故障。在过去，传统的人工巡检工作中经常会发生电网工作人员的伤亡事件，但是巡检工作仍然要正常开展，在此情况下，电网系统积极研发了相应的无人机自动巡检系统，其具有着相应可靠的运行系统，能够保证输电线路的安全运行，但是由于过往技术的水平有限，自动巡检技术受到了很多地理条件的限制，通常作业成本很高，还具有相对较大的巡检误差，而且在此工作中输电线路还需要跨省、市进行巡检，所以具有很多的干扰性。随着我国经济社会的不断发展，科学技术也随之提升，现阶段多旋翼无人机的使用在各行各业已经达到了成熟的水准，在电网系统中亦是如此，使用多旋翼无人机对输电线路进行智能巡检具有着安全可靠、高效便捷的操作水平，同时此项工作不需要大量的技术学习，容易操作，能够实现输电线路自动驾驶智能巡检的工作任务。

一、发展现状

近年来随着科学技术的不断发展，国内外已经有很多企业对无人机技术进行了全面的研发，同时在电力系统中也引进了适用的无人机技术进行输电线路的巡检，此项技术已经在我国电网系统中已经逐步试验使用。南方电网的彭向阳等研发人员对无人机电力系统的巡检构建了适用体系，而且联合了无人机研发公司对电网巡检专用无人机进行了相应的研发和改善。小型多旋翼无人机就此投入到了电力系统的巡检工作中。

二、系统结构

通过对输电线路智能巡检工作系统的设计，可以实现大部分输电线路的自动驾驶智能巡检，能够对输电线路进行可视化监管，同时根据有效的系统设置，可以将过往巡检影响进行结合对比，以实现输电线路的全方位巡检体系。在输电线路巡检系统中使用多旋翼无人机自动驾驶只能巡检系统中，主要分为三个设计部分，分别是只能终端、飞行凭条和巡视作业平台。其中智能平台是通过智能终端设置进行详尽作业部署的工作平台，其能够实现对无人机的远程控制，同时结合飞行平台的数据采集和巡检作业平台的具体工作内容，将相应数据进行汇总，同时对后期形成的影像资料处理。系统总体结构设计如图1所示。

智能终端

智能匹配模块

数据管理模块

地图模块

任务管理模块

飞行显示模块

飞行检查模块

作业管理模块

飞行平台
智能无人机
激光雷达	可见光相机	红外测温仪

巡检作业平台
自动驾驶模块	智能分析模块

    

             图1 多旋翼无人机自动新建系统总体结构图

（一）智能终端

智能终端的主要设计是用于操控多旋翼无人机进行飞行巡检的，以数据连接远程控制系统的设置将多旋翼无人机的飞行路线和飞行地图进行预置。实现无人机飞行状态的监测，同时根据巡检任务安排合理的管理时间，激活自动驾驶模块后，无人机开始巡检工作。在巡检工作通过智能终端系统可以对无人机进行数据管理，对巡检任务位置进行相应着重的巡检。然后通过智能匹配模块对无人机的作业线路和任务位置名称进行标记，以数据管理模块中的预置三维信息进行互联，实现地图载入。整体智能系统保证了无人机巡检的作业回传数据和所拍摄的影响资料。

（二）飞行平台

飞行平台是无人机系统的主要数据采集管理系统，在系统中通过对多旋翼无人机进行管理，将无人机的任务执行情况和飞行数据进行回传，同时利用飞行平台的管理系统将无人机的作业位置和采集位置的准确性进行校正。无人机通过懈怠的可见光相机和红外测温相机将采集的数据上传至飞行平台，飞行平台在巡检任务执行后，统一汇总数据传至只能终端，以实现统一管理的智能模式。

（三）巡检作业平台

巡检作业平台是整体巡检工作的关键部位，其通过设定好的杆塔和预置地图，引导无人机在此范围内开展巡检工作，同时巡检作业平台还包含了无人机的自动驾驶模块。无人机通过高精度的巡检位置，将矢量化的处理数据回传至巡检平台，巡检平台确认工作任务后，无人机开始自动驾驶巡检工作，最终根据回传的影像资料生成巡检作业报告。

三、系统应用实践

在电网系统输电线路巡检工作中验证多旋翼无人机自动驾驶智能巡检系统的有效性，我国电网系统采用了大疆M210RTK多旋翼无人机，同时搭载可见光相机进行测试，总体测试根据不同电网输电线路系统开展了多次，常态城区输电线路巡检可以实现全方位、高精准的巡检，但是山区地区环境较为恶劣的地域，其巡检工作开展难度仍然较大。但通过测试结论，多旋翼无人机自动驾驶智能巡检技术有效提升了无人机的巡检作业准确度和高效性，完整的系统建设减少了大部分的数据处理工作，在保证了巡检工作的安全性同时还保证了数据的准确性。

四、结语

随着我国经济社会的不断发展，电网系统在日常工作中要始终保持与时俱进的建设进度，现阶段无人驾驶技术的成熟也印证着电网系统的巡检工作可以安全、稳定的开展，可以摒弃过去的人工巡检带来的安全风险。在输电线路的自动管理建设中，多旋翼无人机作为便捷高效的巡检仪器，其具有完善的输电线路自动驾驶巡检功能，该系统通过多年研发已经能够实现成熟、稳定的运行体系，同时为电网输电系统带来了相对安全、准确、及时的维修保证，能更好的为我国电力系统带来维护检修的应用发展，也是我国电力系统技术创新的代表系统，为我国电力行业的发展带来了稳定创新。

参考文献

[1]国家能源局.DL/T741-2010架空输电线路运行规程.北京：中国电力出版社,2010.

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[4]王树军,季宁,赵国良.提高输电线路巡视效率的途径分析[J].中国电力教育,2018（24）：112-113.