关键词：无人机；电力线路；巡检航线设计；任务规划；关键技术
就目前而言，伴随着时代的不断发展，我国架空输电线路的规模有所增大，覆盖范围得到扩大，在这一发展背景下如果仍旧采取传统人工的方式进行定期巡检，那么则无法保证电力系统的稳定与安全。其中与无人机相互结合进行巡检其效率高，可以实现巡检的自动化，在降低巡检人员工作量的同时也能够提高其整体性。
1、现阶段无人机电力监控系统设计的重点
根据对现阶段无人机电力监控系统的分析，可以将其重点设定在以下几点。第一是在数据处理方面存在难点，因为在进行无人机巡检输电线路任务规划的时候会涉及到众多数据，比如曝光点数据、杆塔数据、导线信息数据等等，同时，还需要进行各类文件的整合，比如像传感器姿态文件、任务计划报表等等。第二是算法，这是十分关键，也是十分重要的，在众多软件之中涉及到非常多的算法不仅包括与地理信息系统相关的坐标转换算法，也包括摄影测量的曝光点布设算法等，当然每一种算法具有专业性，还有便是部分算法对数据的精度与自动化程度有一定的要求。为从本质上保证无人机电力线路巡航线路设计的有效性，相关的线路设计师要从整体角度出发，对软件的运行效率、功能需求进行综合分析。第三是实际的应用问题，图形显示功能与用户交互功能的有效性是保证无人机电力自动巡检避障系统的关键所在。
2、无人机输电线路自动安全巡检的设计内容
2.1 实时差分定位设计
在进行设计的时候要多角度分析与考虑，尤其是要保证无人机能够在复杂地形中可以实现低超空与超视距飞行，所以需要设定导航定位系统。其中在该系统之中则离不开差分定位系统，其组成部分包括基准站接收机、差分流动站接收机、差分数据链路等.
2.2中继通信
中继通信至关重要，能够为无人机巡检输电线路实现超视距、长距离的安全飞行奠定基础，为其提供十分稳定的信号通道，并且最为重要的一点是可以保障无人机在低空飞行巡检输电线路中的通信正常。中继通信之中的数据链路主要是采取了图像遥控测量以及无线通信两种组网方式，当然，为进一步提高其绕射能力以及抗多路径干扰能力，那么还可以应用COOFDM数字通信技术实现对无人机的遥控。还有一点是对于地空无人机的中继链路通信而言，则包括两种模式，分别是无中继模式与中继模式，对于前者而言，其目标机可以实现自动切换，而对于后者而言，则要应用中继机实现数据通信，如此才能真正提高通讯的质量。
2.3 自主雷达避障
在无人机上设计自主雷达避障能够实现在复杂地形环境下的安全飞行作业，在科技的不断发展下，当前毫米波雷达避障系统得以升级，能够实现对高压输电线路导线进行实时探测，也能够有效的对障碍物加以躲避，比如像丘陵、铁塔等。从另外一个角度分析，通过设计避障系统能够通过自动识别躲避周围的障碍物，根据笔者的调查与分析，当前众多避障系统安装了毫米波的雷达，不仅不会加重无人机的荷载，而且还会有效保证无人机飞行的安全。
3、无人机巡检系统结构的主要板块
基于遥感技术下的电力线路安全巡检系统划分为两种，分别是无人机子系统与地面站子系统，如果将其细化还包括多传感器信息融合技术、数据通信模块、地面监控计算机、地面数据处理模块。在无人机地面站中其工作便是进行信息的收集与处理，简单来说便是利用无线通信收集信息，然后加以统一实现实时处理。同时，还可以实现对电网状态的评估，但是要想保证评估工作的完善性，那么要依据图像识别技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆总而言之，该系统的有效应用不仅符合时代发展的要求，而且也能够解决避障难题，尤其是在当前嵌入式硬件计算能力的有效提升，利用机载平台处理视觉传感器成为了可能，或者应用视差原理测距方式获得景深感与精度。
4、任务规划中无人机中的关键技术
在任务规划中无人机的关键技术主要包括以下几点。
4.1 无人机航线布设
无人机航线的布设能够促使无人机利用最快的速度找到航线，需做好无人机航线布设。为进一步适应无人机自身的特性以及满足巡检输电线路的要求，那么爱作业区以及档距之间进行作业的时候，其飞行的高度需要由导线弧垂所决定，如此才能真正保证无人机传感器能够获得最为完整的输电线路数据信息。从整体角度上分析，特别是在与传统无人机的对比中可以了解到，其无人机的作业方式不同，可以依据巡检输电线路的要求做好悬停，尤其是在对杆塔、金具以及绝缘子进行巡检的时候，需要选择一个交叉点。无论从哪一个角度分析均可以清楚的了解到，在布设无人机航线的时候，要判断是否在当前输电线路段的末端杆塔悬停，假如出现悬停，那么则要及时的进入到下一阶段的航迹线。
4.2 中继点布设
在进行无人机作业的时候，需要控制中线，并要保持中线的畅通，所以笔者认为在航拍的时候，需要严格按照地形环境做好输电线路的巡检，尤其是保证与地面控制中心信号链路的通畅。其中要注意的一点是，假如信号链路存在不通视的区域，那么信号则需要经过中继点加以传输，然后按照中继坐标的布设获取无人机的航迹线路，并将其作为中心点获取大小合适的区域，只有真正做到这一点才能保证航迹点的通视。
4.3空间飞行建模技术
因为导线弧垂的高度对无人机的飞行高度有一定的影响，所以要按照基本要求进行调整，并且还要保证所搭载的传感器获得完整的电力信息，保证无人机航机布设的有效。
4.4 航迹姿态设置技术
因为受到主客观因素的影响，往往对无人机与线路安全产生影响，比如像距离问题、天气因素等等，为保证进一步解决这些问题，则要对飞行姿态进行控制。其中可以选择PID控制器，然后配备相应的控制器，以此完成对飞机俯仰翻转姿态的控制。
结语：
总而言之，为进一步保证输电线路安全巡视的完善性，则需要对无人机进行开发与研究，在当前国家对电网的投入力度有所增大，电力系统的规模也有所增大，这种背景下需要实现对电力系统发热监控，其中则需要采取无人机技术实现对输电线路的巡检，只有真正做到这一点才能保证其安全性与高效性。但是需要注意的一点是在利用无人 机进行输电线路的巡检时，充分利用无人机电力线路巡检航线设 计和任务规划中的关键技术是极为重要的。
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作者简介:黄昱程（1985-04-）男，壮族，籍贯：广西平果，本科学历，工程师职称，主要从事工作:高压输电线路运检。
论文作者:黄昱程
论文发表刊物:《中国电业》2019年 22期
论文发表时间:2020/4/15
标签：无人机论文; 线路论文; 航线论文; 航迹论文; 是在论文; 系统论文; 数据论文; 《中国电业》2019年 22期论文;