无人机输电线路巡线技术及其应用研究

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1、长沙理工大学硕士学位论文无人机输电线路巡线技术及其应用研究姓名：李力申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：周任军20120519摘要利用无人机作为平台搭载巡检设备进行电力巡线是一门新兴的技术。这项技术集安全、高效、全面于一身，近年来已经成为巡线领域研究的热点。本文研究了无人机在输电线路巡视和检测过程中的关键技术，主要工作概括如下：介绍了国内外无人机巡线技术的研究现状，并且对实现巡线必须解决的关键技术做了详细地说明。将巡线用无人机进行分类比较，得出不同种类无人机巡线的优缺点。以四旋翼无人机为例，介绍了无人机巡线

2、系统的组成，并对每个组成模块的功能做了细致的介绍。。利用电机和旋翼的数学模型，建立了四旋翼无人机的姿态控制模型，并对无人机姿态的高度和角度控制进行了仿真。仿真系统采用了模拟PID控制器。仿真模拟对系统模型可控性的判断提供了有效途径，并且得出了PID控制参数。完成了无人机接近高压带电体试验，根据试验测得了无人机接近高压带电体的安全工作距离，为无人机巡线避障方法的研究提供了参考。为了避免巡线过程中，无人机和线路、杆塔或是其他障碍物发生碰撞，本文引入了一种基于模糊控制的超声波避障方法，建立了无人机避障的模糊规则，将模糊控制的输出

3、量转化为飞行器电机转速调节的控制信号。研究了无人机巡线图像的处理问题，对绝缘子图像特征的提取与识别进行了分析探讨，提出了基于Hough变换的绝缘子图像特征的提取与识别方法，并就覆冰绝缘子的图像进行处理。关键词：无人机巡线；飞行姿态控制；模糊控制；避障；图像特征识别；Hough变换ABSTRACTUsingtheUAVasaplatformtocarryinspectionequipmentforpowerllneinspectionisanemergingtechnologThiskindofinspectiontechn

4、oloIgYsetsasate，emcientandcomprehensiveinoneandbecomearesearchhotspots．Inthispaper，thekeytechnologyofUAVforlineinspectionandtestingareresearched·themalnwofKsummarizedasfollows：．TheResearchofUAVlineinspectiontechnologyathorneandabroadareilltroducedandde删softhekeyte

5、chnologiesforachievingtheUAVli∞1nSpectlonisclassified．TheadvantagesanddisadvantagesofdifferenttypesofLine1nspectlonIJAVarecompared．Takingfour．rotorUAVforanexample，boththecomposltlonottheUAVlineinspectionsystemandeachcomponentareintroducedinpartlcuIar·Utilizingthem

6、athematicmodelofmotorandrotor，themodelofflightattltudecontr01isestablishedandthesimulationofflightleVelcontrland69htanglearecarried0ut．Inconsiderationofthestabilityofcontrolsystemsandthecontrolmethodiseasytoimplement，theanalogPIDcontrollerisusedin。heslmulatlo鼍svst

7、em．Thesimulationprovidesaeffectivejudgementwayofcontrollabllltyols≥stemm。del，andmePIDcontr。lparameter“s0btained·．TheexperimentofUAVApproachinghigh-voltageelectrifiedbodYiscompletedandthesafedistancebetweenUAVandhigh-voltageelectrifiedbodYismeasured．1nordertoav。idd

8、etectioncollisionbetweentheaerialvehieleandthepowerline’a?ultraSonicobstacleaVoidancefuzzycontrolmeth。dwasproposed·ThefuzzyruleotlJAvobstacleavoidanceis