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摘要：无人机是当下科技发展的焦点，无人机在应用于电力线路巡检领域是未来无人机发展的重要方向。因此，对无人机电力线路安全巡检系统及关键技术的探讨具有重要的作用。本文首先对无人机的基本含义及其巡检技术的原理进行了概述，详细探讨了无人机电力线路安全巡检系统的关键技术，旨在提高无人机对电力线路安全巡检的效率。
关键词：无人机；电力线路安全巡检系统；巡检技术
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无人机的基本含义及其巡检技术的原理
1.1无人机的基本含义
无人机属于一种以飞行控制技术为主、载运很多类型的任务负荷，自动进行飞行与相关作业的无人驾驶的机器。它的主要特点是成本较低、效率很高、危险性较小、便于操作与控制，是我国线路巡检工作中有效的工具。无人机对电力线路安全巡检过程如图1。
图1无人机对电力线路安全巡检过程
1.2无人机的智能巡检技术的理论基础
智能化的巡检技术可以为电力系统提供重要的巡检方案，这种技术包括一个中控核心，由后端的数字化巡检、工作场地的作业工程车、巡检的无人机还有便携型的检测机械等技术集合而成，无人机的各个系统之间彼此协调合作，共同进行远程、中程、近程等立体式的智能化电力巡检工作。无人机的巡检技术主要由一套以监测技术为控制中心与运输、固定翼的无人机作为远程式大规模的巡检、对平台多维的并举分析、信息集合的完备的智能化网线巡检的系统。无人机的巡检工作中，一般应用固定翼的无人机技术，经过遥控的图像对于输电的导线、地线及绝缘子具体状况展开监测工作。若是出现了异常状况，应用运载无人机的巡检技术可到达工作场地，应用旋翼式的无人机巡检技术或是两栖式的无人机飞往异常位置做出周密性的巡检工作，还应用便携式的检测机械展开人力的判断。由于无人机具有较多的优良系统，而且电力系统的输电线路巡检工作存在较多的难度与局限性，近几年我国有一些电力企业的管理者尝试将无人机进行民用，并取得了初步的成效。根据有关调查资料可以了解到：无人机的巡检技术应用于输电线路巡检工作中，可较好地将线路的运维水平得以提升，进而提升了输电线路可靠的电能需求的供应工作质量与效率，同时有效地降低了相关设备运行与维护工作的强度，从而更好地缩减了企业运维的成本。
2应用无人机电力巡检技术的重要性
首先，输电线路具有分布地点较多而涉及面非常广、地理复杂等特征，一般由较多工作地点构成了一个大规模的供电网。为了确保电力企业提供充足的优质电能，一些地形险峻、条件恶劣的环境里也会安设相关的供电网。因此，电力的输电线路、电线杆、电线塔处于这种较差的自然环境中，其功能势必会有所减弱，因此，对于输电的线路进行有效的巡检工作显得尤为关键。其次，对我国各个地区的供电企业送电地区的人员配置状况展开详细分析：各地级市的送电人员约百人，所负责运行的线路达几千公里路，而平原、丘陵与山区的线路差不多分别占据1/3，巡线的工作者较少，且任务繁重，很多时候巡检的人员极为欠缺，还有很多崎岖地区的线路很多，再受到平日其他工作的影响，如检修、消缺等。可以说线路巡视的工作很难很好的完成。
3无人机电力线路安全巡检系统的关键技术
3.1无线通讯技术
无线通讯技术与无人机的遥控测量功能、信息传递功能及跟踪定位服务功能之间具有一定的联系。无人机的遥控测量与以下因素有关：一是，无人机飞行状况的测量；二是，无人机设备参数的测量。无线通信技术可以让巡检人员对巡检设备与无人机的飞行状态进行关注。信息传递主要指的是无人机任务载荷传感器信息的传输。无人机跟踪定位功能的开发，可以让巡检人员对无人机的位置进行实时掌控，以保证无人机工作状态的稳定性。
3.2地面数据处理技术
地面数据处理中心采用摄影测量、遥感的数据处理方法和技术流程，自主研发激光、相机、红外成像仪、紫外成像仪、POS系统等多种传感器获取的影像、点云、视频、坐标、姿态数据处理系统，实现多种数据的高精度几何处理。在此基础上，针对电力线、电塔、走廊地物等及其附属物的特点，开发无人机多传感器电力线路安全巡检智能专家系统，通过专家系统、人工智能、模式识别及多种可视化技术，实现输电线路和通道安全隐患和异常的判识、确认，快速定位输电线事故点，实现线路安全状况的及时诊断和故障排查。其中，飞行控制技术将设计的飞行路线地理位置、相机曝光点位置、传感器的最佳参数等存为无人机平台、多传感器数据获取系统可以读取的文件格式，以便飞行控制系统软件和多传感器控制软件能读取相关数据进行工作。多传感器控制技术将多种传感器获取的相机、红外成像仪、紫外成像仪、激光、POS系统数据存储为业界通用的图像、视频、点云、坐标序列和传感器工作状态及参数文件格式，实现光学影像、红外视频、紫外视频、点云的快速存档。多传感器数据几何处理技术需要读取存储的多种传感器获取的影像、点云、视频、坐标、姿态数据，处理系统，采用摄影测量、遥感的数据处理算法和技术流程，实现多种数据的高精度几何处理和时间、空间配准。在此基础上，多传感器电力线路安全巡检智能专家技术将针对经空间配准的多种传感器数据产品，针对电力线、电塔、走廊地物等及其附属物的特点，通过专家系统、人工智能、模式识别及多种可视化技术，实现输电线路和通道安全隐患和异常的判识、确认，快速定位输电线事故点，输出线路安全状况诊断和故障排查报告，并以报表文件格式存储。
3.3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。
3.4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。
4结束语
综上所述，对无人机电力线路安全巡检系统及关键技术的探讨对保证无人机工作状态的稳定性具有重要的作用。因此要进一步提高无人机电力线路安全巡检系统的关键技术，这样才能促进电力企业的快速发展。
参考文献
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