无人机在电力架线工程导引绳展放中的应用研究

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1、硕士学位论文无人机在电力架线工程导引绳展放中的应用研究RESEARCHONTHEAPPLICATIONOFUAVINTHEINSTALLATIONOFGUIDEROPESINTHEERECTIONOFELECTRICWIRES周琦哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TP242.6学校代码：10213国际图书分类号：681.5密级：公开工程硕士学位论文无人机在电力架线工程导引绳展放中的应用研究硕士研究生：周琦导师：任秉银教授申请学位：工程硕士学科：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP24

2、2.6U.D.C:681.5DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEAPPLICATIONOFUAVINTHEINSTALLATIONOFGUIDEROPESINTHEERECTIONOFELECTRICWIRESCandidate：ZhouQiSupervisor：Prof.RenBingyinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechatr

3、onicsEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士专业学位论文摘要随着我国电力供应需求日益增长，电力架线的施工任务也日益繁重，提高架线施工的自动化水平，降低施工成本势在必行。而引导线展放作为架线作业的关键环节，对架线过程的效率以及成本有重大影响，而现有架线施工过程中展放引导线的方式，存在施工组织困难、费工费时且具有一定危险性等问题。因此，电力施工中的引导线展放迫切需要实现自动化，以提高电力施工效率，促进我国电力事

4、业的发展。本文针对引导线展放的需求与实际工作环境，对利用多旋翼无人机结合视觉检测技术实现引导线展放的自动化开展了以下研究：首先，设计了系统总体架构与工作原理，选择了单目相机进行检测的构型；确定了视觉检测系统的检测性能指标，研究了利用特征点进行单目位姿求解的方法；给出了运动受限情况下无人机运动量解算的方法；针对在线标定的需求，对两步法标定进行了改进。其次，针对真实环境中的目标特征提取问题，利用基于轮廓的模板匹配，实现了在目标存在透视变形情况下的图像定位，设计了能够排除干扰区域的区域分割方案，实现了在复杂环境干扰下对目标点特征与线特征的提取。再次，为了能够控制无人机按照解算出的

5、运动量飞行，设计了无人机地面控制站的系统架构；搭建了无线通讯的软硬件系统，编写了通讯协议程序；设计了人机交互界面，整合了视觉检测与位姿检测模块，利用无人机模拟器验证了控制程序的正确性。最后，搭建了综合实验平台，进行了位姿检测可行性以及精度验证实验，分析了视觉检测系统的精度；进行了运动量解算方法与视觉检测结合的架线过程模拟，验证了运动量解算的可行性，评估了运动量解算方法对架线结果的影响。关键词：电力架线；机器视觉；位姿检测；多旋翼无人机；地面控制平台I哈尔滨工业大学工程硕士专业学位论文AbstractBecauseofthewayinwhichtheexistingpower

6、constructionindustrydisplaysguidelines,thereareproblemssuchasdifficultiesinconstructionorganization,time-consumingandlabor-intensiveoperations,andcertainrisks.Becauseofthis,thereisanurgentneedforautomationintheconstructionofguidelinesforpowerconstruction.Theautomationoftheprocessneedstorep

7、lacetheconstructionstaff'sobservationsandperformthefunctionsofthesetwoparts.Becausethevisualdetectionmethodcanobtainawealthofinformationfromtheenvironment,andthesystemarchitectureissimple,thispaperstudiestheprincipleofmachinevisionusedtocompletetheobservationt