基于高压架空线路激光测距的无人机锁定导线巡航研究
基于高压架空线路激光测距的无人机锁定导线巡航研究
作者:葛 优,史延昭
近几年,国内有人直升机电力巡检系统逐渐发展起来。有人驾驶的直升机进行巡线存在一些问题:如直升机及其维护费用昂贵、安全问题突出等。而对于固定翼无人机,现阶段国内大载荷固定翼无人机技术还不成熟,国外成熟产品又处于对华禁售的状态。固定翼无人机要进行空间定点巡航的输电线路巡查还存在技术难度。固定翼无人机输电线路巡检和直升机搭载三维激光扫描系统的研究都取得了一定成果,但仍存在如下问题:
(1)现有的固定翼无人机电力巡检系统只采用可见光图像和视频对输电线路走廊进行巡视,检测手段单一,对于输电线路交跨线间距离、导线与地面建筑物(植被)间距离、输电线路弧垂和输电线路风偏等参数则无法测量。并且固定翼无人机无法进行精确的定点悬停实现精确检测。
(2)利用有人直升机搭载三维激光扫描仪对输电线路进行巡视,使用成本高,不利于生产实际中推广使用。直升机及其维护费用昂贵、安全问题突出等。特别是其安全问题,这是一个涉及人身及设备(包括飞机和电网)安全的严重问题。
(3)以上检测只能对架空线路做粗略的巡检,只能发现较大的缺陷。并且巡检得到的影像资料只是抽样取点,不能全覆盖地对导线进行高清拍摄。
1 GM(1,1)模型预测
灰色系统理论是以“小样本”、“贫信息”的不确定性系统为研究对象,对数据进行分析,揭露现象本质,从而得到少信息情况下其数据的变化规律。在建立灰色预测模型之前,需要对原始数列进行检验。
通过该预测公式可以预知下一刻应该保持的飞行高度,对无人机安全巡航具有重要意义。
2 三维数据协同技术的主要研究内容
(1)研究基于三维空间地理信息的山区线路无人机巡检航迹的合理、智能规划技术;
(2)研究面向多种作业对象和作业内容的无人机任务舱差异化配置技术,及精准点云建模技术,与三维实景影像相结合的空间数据分析、预警技术;
(3)面向时空多维度的无人机飞控与智能巡检信息大数据快速、高效的点云数据分析技术,如何有效避免树木生长导致线路跳闸,甄别线路周边违建,覆冰线路灾情评估技术,以及直观的分析保电通道中重点三跨线路技术。采用在依托激光雷达快速化采集和实景三维重建技术的基础上,利用无人机滞空性、快速性、载荷性的特点优势,将激光雷达快速勘测技术、输电线路实景采集、处理技术与无人机技术有机结合,实现超视距、高空性、快速性、数字化的重点线路通道信息化数据采集。
通过高效的三维点云处理软件和实景重建软件,再现高精度的三维模型和空间位置数据,为冬奥会保电通道异常状况的评估和决策提供数字化依据。
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