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摘要：我国经济建设最近几年发展非常迅速，带动我国电力行业的快速发展。随着中国经济社会的高速发展，电力系统的覆盖面也越来越广。然而中国部分地区的地势地貌较为复杂，按照以往的传统人工的工作模式进行电力工程环境保护工作，工作量非常庞大。近年来随着无人机技术不断发展和应用于电力线路安全巡检工作中，不仅大力减轻了传统人工监测的工作强度，也提高了环保监控检测等工作的准确性。
关键词：无人机;电力线路安全巡检;关键技术
引言
科学技术的快速发展使很多先进技术运用到我国各行业中，使其自身发展更为迅速。无人机是利用无线遥控设备和控制程序操作的不载人飞行器。由于无人机具有体积小、操作简单、成本低等优点，因此在航拍、工程测量、救灾、测绘等多个领域广泛应用。将无人机应用在电力线路安全巡检工作中，可以提高线路巡视工作效率，降低巡检人员工作强度和危险性。
1无人机飞行控制技术
无人机电力巡线任务中，飞行控制技术主要包含自动寻线、实时避障和位姿控制等，是巡检系统中最重要的一环。区别于飞手手动控制无人机进行寻线，自动寻线无人机可以根据预先导入的线路、杆塔和地理环境等数据，自主完成寻线任务，减少了对经验丰富的飞手的需求，削减了人力成本。而实时避障则允许无人机在执行巡线任务时，利用红外系统、声呐系统等结合计算机视觉技术对非预期内的障碍物进行躲避，减少无人机的损耗，保证寻线任务的顺利执行。无人机体积小、质量轻，遭遇恶劣的自然灾害时，可能会在一定程度上失去平衡，并偏离航线，位姿控制模块会通过重力感应器、角度感应器等判断无人机当前位姿，并结合航线数据进行调整，帮助无人机恢复平衡状态，并回到既定航线之中。同时，精准的位姿控制还能帮助无人机更好地拍摄不同角度的线路、杆塔图像，提升后期的故障检测效率和准确度。
2激光雷达探测技术
激光雷达探测技术是向探测对象发射激光信号，激光信号将探测对象的信息反射回来后，与原来的发射信号进行对比分析，经过处理以后可以获得探测对象的位置、距离、方位、速度及形状等参数。激光雷达技术使用激光束进行探测，可以获得很高的分辨率，并同时跟踪多个目标，速度分辨率可以达到10m/s以内。激光雷达探测技术的隐蔽性好、抗干扰能力强，激光发射系统的口径比较小，可接受区域比较小，所以其他干扰信号不容易进入接收机。激光雷达探测系统使用的设备体积小、质量轻，适合无人机线路巡视要求。激光雷达探测技术可以获取高精度、高密度云空间数据信息，并利用高分辨率的数码相机进行摄影，然后利用计算机软件提取相机的数据信息，建立三维模型，然后发现电力线路故障位置、距离和方向，提高线路巡检的工作效率和质量，不需要巡检人员一一对线路进行巡检，就可以完成巡检的工作任务。
3电路系统规划
中国的地形复杂而又多样，各种地形交错分布，山区的面积较为广泛。如果在地形地貌较为复杂的地区规划电路系统、架设线路，则是难度较大、较复杂的工程。应用无人机技术来勘探周围地形地貌环境具有很大优势。无人机本身在巡查以及检测的过程中，除了一些不可抗力等因素外，在其余的情况下，是不容易受到外界环境因素干扰的，所以其提供的数据极具参考价值。另外，通过无人机传输的照片以及图像资料，能够非常清晰看到人工所看不到的地方，因而能提高对电力线路整体的规划的效率和安全性。目前，采用无人机的技术实行电路系统的规划和线路的架设，是智能化技术在实际工作中的体现，其不仅减轻了人工作业的负担和工作强度，还可以保障检测人员的人身安全，同时也能极大地提高电力工作的准确性和规划工作的效率。
4巡检路径规划
规划输电杆塔无人机自动巡检路径的目的是为了提高输电杆塔无人机自动巡检的效率，巡检路径规划主要是采用无人机拍摄输电杆塔的绝缘子和导地线等图像信息，巡检路径规划的整个过程包括无人机的起飞点、巡检的任务点和结束点等。输电杆塔无人机航点的设计需要同时考虑空中环境状况、机器性能、无人机的飞行效率以及完成巡检作业的可行性因素。输电杆塔无人机巡检工作的任务点必须保证无人机可以完成指定巡检任务，避免出现无人机漏拍或存在拍摄盲区的现象。输电杆塔无人机自动巡检的能量来源是无人机自身的锂电池，由于锂电池的储能量与无人机自身重量是正相关关系，导致输电杆塔无人机的续航能力有限，因此在规划输电杆塔无人机自动巡检路径时要考虑无人机续航时间的限制。规划巡检路径的第一步是计算无人机最佳拍摄点的坐标，每一个输电杆塔都带有一个GPS坐标，这个坐标是根据输电杆塔坐标和方位来计算。
5电力系统检测
电力系统检测是电力工程中的一个非常重要的环节，只有保障电力作业的质量和安全才能使电能发挥出更加重要的价值。所以电力系统检测通常要求电力工程人员及时对电力进行检测，排查危险和不确定性的因素，保障电力系统平稳高效运行。在实际的检测工作中，往往需要电力工程的工作人员不断收集线路的位置等信息来确认电力系统运行的状况，通过人工拍摄图片以及实地测量的方式取得电路相关信息。事实上这些工作远远不能满足电力系统检测工作的需要，因为人工在实际检测时往往会受到诸多因素的干扰，导致数据缺乏时效性和准确性。如果将无人机运用于电力工程检测之中，则可以切实解决人工检测存在的问题，极大提高检测工作精准度的同时，还有助于了解周围生态环境情况，将电力工程与环境保护结合起来，从电力工程角度出发，为环保事业提供及时准确的信息。
6有关于地面数据的处理系统
针对于数据的后期处理、存储以及应用，即为地面数据处理系统的工作范围，主要涉及的工作内容有数据预处理，存在于多传感器当中，处理系统呈现几何化，传感器应用红外紫外光学以及激光，并能够借助相关专家的智能性系统以及借助三维画的线路走廊可视系统等加以完成。在数据处理方法，方面使用遥感以及摄影测量的相关技术，并能够明确数据应用流程，几何处理方面更加展现高精度化。由于人工智能以及模式识别等相关技术存在与专家智能系统当中，可对其展开可视化的应用，能够明确油田输电线路以及输电通道中存在的不足之处，控制输电线路安全事故发生的可能，及时排查，使线路安全状况获得显著提升。
结语
无人机应用在电力线路安全巡檢中，可以达到对电力线路进行测量、监控、分析、处理，减轻了人工在电力线路巡检的工作量，提高了巡检工作效率。
参考文献
[1]陈景尚.对无人机电力线路安全巡检系统及关键技术的探讨[J].科技创新与应用，2019，（2）：158-159.
[2]李根，潘镇.对无人机电力线路安全巡检系统及关键技术的探讨[J].建筑工程技术与设计，2019，（5）：2738.
[3]陆璐.国家电网无人机电力线路安全巡检系统及关键技术研究[J].科技尚品，2016，（10）：226.
南网广东电网有限责任公司佛山供电局，广东佛山 528200
关键词：无人机;电力线路安全巡检;关键技术
引言
科学技术的快速发展使很多先进技术运用到我国各行业中，使其自身发展更为迅速。无人机是利用无线遥控设备和控制程序操作的不载人飞行器。由于无人机具有体积小、操作简单、成本低等优点，因此在航拍、工程测量、救灾、测绘等多个领域广泛应用。将无人机应用在电力线路安全巡检工作中，可以提高线路巡视工作效率，降低巡检人员工作强度和危险性。
1无人机飞行控制技术
无人机电力巡线任务中，飞行控制技术主要包含自动寻线、实时避障和位姿控制等，是巡检系统中最重要的一环。区别于飞手手动控制无人机进行寻线，自动寻线无人机可以根据预先导入的线路、杆塔和地理环境等数据，自主完成寻线任务，减少了对经验丰富的飞手的需求，削减了人力成本。而实时避障则允许无人机在执行巡线任务时，利用红外系统、声呐系统等结合计算机视觉技术对非预期内的障碍物进行躲避，减少无人机的损耗，保证寻线任务的顺利执行。无人机体积小、质量轻，遭遇恶劣的自然灾害时，可能会在一定程度上失去平衡，并偏离航线，位姿控制模块会通过重力感应器、角度感应器等判断无人机当前位姿，并结合航线数据进行调整，帮助无人机恢复平衡状态，并回到既定航线之中。同时，精准的位姿控制还能帮助无人机更好地拍摄不同角度的线路、杆塔图像，提升后期的故障检测效率和准确度。
2激光雷达探测技术
激光雷达探测技术是向探测对象发射激光信号，激光信号将探测对象的信息反射回来后，与原来的发射信号进行对比分析，经过处理以后可以获得探测对象的位置、距离、方位、速度及形状等参数。激光雷达技术使用激光束进行探测，可以获得很高的分辨率，并同时跟踪多个目标，速度分辨率可以达到10m/s以内。激光雷达探测技术的隐蔽性好、抗干扰能力强，激光发射系统的口径比较小，可接受区域比较小，所以其他干扰信号不容易进入接收机。激光雷达探测系统使用的设备体积小、质量轻，适合无人机线路巡视要求。激光雷达探测技术可以获取高精度、高密度云空间数据信息，并利用高分辨率的数码相机进行摄影，然后利用计算机软件提取相机的数据信息，建立三维模型，然后发现电力线路故障位置、距离和方向，提高线路巡检的工作效率和质量，不需要巡检人员一一对线路进行巡检，就可以完成巡检的工作任务。
3电路系统规划
中国的地形复杂而又多样，各种地形交错分布，山区的面积较为广泛。如果在地形地貌较为复杂的地区规划电路系统、架设线路，则是难度较大、较复杂的工程。应用无人机技术来勘探周围地形地貌环境具有很大优势。无人机本身在巡查以及检测的过程中，除了一些不可抗力等因素外，在其余的情况下，是不容易受到外界环境因素干扰的，所以其提供的数据极具参考价值。另外，通过无人机传输的照片以及图像资料，能够非常清晰看到人工所看不到的地方，因而能提高对电力线路整体的规划的效率和安全性。目前，采用无人机的技术实行电路系统的规划和线路的架设，是智能化技术在实际工作中的体现，其不仅减轻了人工作业的负担和工作强度，还可以保障检测人员的人身安全，同时也能极大地提高电力工作的准确性和规划工作的效率。
4巡检路径规划
规划输电杆塔无人机自动巡检路径的目的是为了提高输电杆塔无人机自动巡检的效率，巡检路径规划主要是采用无人机拍摄输电杆塔的绝缘子和导地线等图像信息，巡检路径规划的整个过程包括无人机的起飞点、巡检的任务点和结束点等。输电杆塔无人机航点的设计需要同时考虑空中环境状况、机器性能、无人机的飞行效率以及完成巡检作业的可行性因素。输电杆塔无人机巡检工作的任务点必须保证无人机可以完成指定巡检任务，避免出现无人机漏拍或存在拍摄盲区的现象。输电杆塔无人机自动巡检的能量来源是无人机自身的锂电池，由于锂电池的储能量与无人机自身重量是正相关关系，导致输电杆塔无人机的续航能力有限，因此在规划输电杆塔无人机自动巡检路径时要考虑无人机续航时间的限制。规划巡检路径的第一步是计算无人机最佳拍摄点的坐标，每一个输电杆塔都带有一个GPS坐标，这个坐标是根据输电杆塔坐标和方位来计算。
5电力系统检测
电力系统检测是电力工程中的一个非常重要的环节，只有保障电力作业的质量和安全才能使电能发挥出更加重要的价值。所以电力系统检测通常要求电力工程人员及时对电力进行检测，排查危险和不确定性的因素，保障电力系统平稳高效运行。在实际的检测工作中，往往需要电力工程的工作人员不断收集线路的位置等信息来确认电力系统运行的状况，通过人工拍摄图片以及实地测量的方式取得电路相关信息。事实上这些工作远远不能满足电力系统检测工作的需要，因为人工在实际检测时往往会受到诸多因素的干扰，导致数据缺乏时效性和准确性。如果将无人机运用于电力工程检测之中，则可以切实解决人工检测存在的问题，极大提高检测工作精准度的同时，还有助于了解周围生态环境情况，将电力工程与环境保护结合起来，从电力工程角度出发，为环保事业提供及时准确的信息。
6有关于地面数据的处理系统
针对于数据的后期处理、存储以及应用，即为地面数据处理系统的工作范围，主要涉及的工作内容有数据预处理，存在于多传感器当中，处理系统呈现几何化，传感器应用红外紫外光学以及激光，并能够借助相关专家的智能性系统以及借助三维画的线路走廊可视系统等加以完成。在数据处理方法，方面使用遥感以及摄影测量的相关技术，并能够明确数据应用流程，几何处理方面更加展现高精度化。由于人工智能以及模式识别等相关技术存在与专家智能系统当中，可对其展开可视化的应用，能够明确油田输电线路以及输电通道中存在的不足之处，控制输电线路安全事故发生的可能，及时排查，使线路安全状况获得显著提升。
结语
无人机应用在电力线路安全巡檢中，可以达到对电力线路进行测量、监控、分析、处理，减轻了人工在电力线路巡检的工作量，提高了巡检工作效率。
参考文献
[1]陈景尚.对无人机电力线路安全巡检系统及关键技术的探讨[J].科技创新与应用，2019，（2）：158-159.
[2]李根，潘镇.对无人机电力线路安全巡检系统及关键技术的探讨[J].建筑工程技术与设计，2019，（5）：2738.
[3]陆璐.国家电网无人机电力线路安全巡检系统及关键技术研究[J].科技尚品，2016，（10）：226.
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