无人直升机输电线路智能巡检应用探析

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1、无人直升机输电线路智能巡检应用探析　　【摘要】简介无人直升机性能指标和智能巡检系统结构，指出无人直升机输电线路智能巡检的关键技术为：飞行控制技术、机体稳定飞行技术、线路杆塔自动跟踪识别技术和摄像快速对焦成像技术、无线图形图像传输技术。对无人直升机智能巡线应用状况进行了概括介绍，研究探讨了无人直升机智能巡检系统需要突破的技术难题和方向。无人直升机输电线路智能巡检是一种快速、高效、前途广阔的巡线方式。【关键词】无人直升机输电线路巡检应用近年来，随着我国经济的快速发展和绿色能源的兴起，输电网建设进入快车道，特别是路经无人区

2、、少人区、山地丘陵地段的输电线路越来越多，传统人工巡检线路已难已满足输电网越来越高的安全可靠发展要求，巡线维护自动化和现代化已日益显示出其迫切性。现在国内电网公司都已经意识到人工巡检的短板，越来越认识到了巡线维护现代化的重要性。从最初的直升机巡线、动力伞巡线、机器人巡线到最近开始兴起的无人机巡线，智能高效的输电线路巡检手段已经投入实用。特别是无人直升机智能巡检技术的应用研发，将以其卓越的技术和优良性能后来居上，成为未来输电线路智能巡检的主要方式。101无人直升机性能简介无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操

3、纵的无人驾驶飞行器。利用无人机进行输电线路智能巡检研究需要跨多个技术专业，研究深度和水平要求较高，是一项已经起步的新技术。目前无人驾驶飞机基本可以分为两大类：固定翼无人机、旋翼无人机（即无人直升机），固定翼无人机具有飞行速度快，飞行半径大等优点。然而，若将固定翼无人机应用于巡线作业中，其有三个致命缺点：（1）因为其飞行速度较快，所以它的飞行高度相对较高。（2）固定翼无人机无法悬停。（3）载重能力通常较小，无法搭载例如高清可见光相机、红外热像仪等常规任务设备。基于上述几点可知，固定翼无人机不适合应用在输电线路巡检中。无

4、人直升机虽然没有固定翼无人机那么快的巡航速度，但飞行的稳定性和具有悬停的能力使得它更适合用于巡线。无人直升机可携带可见光、红外热成像和紫外线成像等设备对线路进行高精度检测，完成定点悬停检测，既克服了传统人工地面巡线距离设备太远和观测视场角太小的难题，也解决了有人直升机巡线的费用高、安全性差、精度低等现实问题。10无人直升机是一个复杂的集航空、电子、电力、侦察、地理信息、图象识别等一体化系统，涉及航空、飞行自动控制、通信、数据链、红外识别、地理信息、卫星导航等多个高尖技术领域。控制操作过程简单可靠、运行稳定，经济性能高

5、，不受气候的影响，续航能力长，速度快（是人力的10倍以上），一般都具有如下的功能和性能指标：——飞行控制。一般目测遥控控制，距离6km；高级遥控距离达30km，还可采用GPS定位自主导航控制、地理匹配自动巡航控制等。——起飞条件和巡航速度。无需专用场地，最低飞行高度20m，最高飞行高度3000m，巡航速度一般为20-60km/h，具备悬停状态——飞行气候条件。一般6级风以下，小雨气候皆能起飞；高级的无人直升机在8级风以下，中雨气候。——升限。具备超低空稳定飞行功能，一般飞行高度达到海拔2km，高级到3.5km。——载

6、重。一般载重10～15kg，高级30kg以上。——续航时间和距离。一般2h，高级达续航时间3～5h；续航距离一般100km，高级达200km到300km。——工作环境温度-20℃～50℃。2无人直升机智能巡检系统结构10现已投入实用化的整套无人直升机智能巡检系统包括无人直升机机体、飞行控制系统、地面控制系统、飞行任务仓系统、飞行动力系统。飞行时无人直升机电子罗盘、测速模块和GPS为导航系统提供数据，导航系统模块与飞行控制器进行数据互换（包括角速度器、加速度传感器、气压高度器），飞行控制器对动力系统和拍摄云台行进控制，

7、GPS模块与地控中心进行数字信号互换、拍摄云台与地控中心进行数字信号互换，构成一套完整的输电线路巡检无人机控制系统。2.1无人直升机机体根据不同任务方式无人直升机可分为高精度航拍型、高精度任务型和远距离任务型三类，无人直升机特有技术特点（1）垂直上升或下降、空中悬停、原地转弯，并能前飞、后飞和侧飞；（2）长时间悬停、贴近地面飞行，使用所携带的仪器设备进行拍摄与测量；（3）在野外场地垂直起飞和降落，不需要专门的机场和跑道；（4）若发动机发生故障空中停车，无人直升机可以利用旋翼自转下滑安全着陆，使得其执行任务的可靠性得以

8、大大提升。2.2飞行控制部分飞行系统机载控制计算机由舵机控制器、PCM遥控接收机、专色测量仪、气压高度计、卫星定位模块、数字罗盘、陀螺仪和加速度计组成，依靠数传电台与地面控制计算机进行数据互换。飞控设备采用世界先进的惯性制导，姿态稳定，独立飞行控制单元，集GPS地理信息、空速、地速、GPS海拔、气压高度、地磁信息、飞行姿态信息、空中航测信息、地