潘鎮(zhèn) 韓鵬

摘要：隨著航空技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)逐漸進(jìn)入民用領(lǐng)域，目前，無人機(jī)正在逐步部署到電力巡檢中。這大大減少了工作人員的工作量，并加強(qiáng)了巡查的安全。然而，使用無人機(jī)進(jìn)行巡檢，增加了對其保護(hù)功能的要求。本文概述了如何克服無人機(jī)目前使用的障礙，并希望這將有助于它們發(fā)展。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);電力巡檢;避障

引言：

近年來國民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，科技革命，所有工業(yè)部門生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)活動中能源需求的增長，以及能源部門的穩(wěn)定和安全要求。根據(jù)建設(shè)可持續(xù)能源社會的目標(biāo)，電力在國家能源部門中發(fā)揮著越來越重要的作用，因此，對電力部門的要求越來越高。關(guān)于這種能源的穩(wěn)定性和安全性。目前，中國電力產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展已導(dǎo)致電網(wǎng)的擴(kuò)大，一方面滿足了居民的電力需求，另一方面也滿足了居民的能源需求，加上新疆的廣泛地理范圍，是電力檢查面臨的主要挑戰(zhàn)之一。

定期對輸電線路進(jìn)行巡檢將是一項重要的安全措施，但在諸如天氣、工作人員故障、事故等情況下則是如此。對輸電線路的檢查有可能發(fā)生無人機(jī)事故，造成不必要的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，隨著這種產(chǎn)品的出現(xiàn)，相應(yīng)的技術(shù)成熟，使用無人機(jī)進(jìn)行巡檢而不是人工巡檢，既符合時代的發(fā)展趨勢，也有助于保障安全。能源穩(wěn)定。然而，目前在使用無人機(jī)進(jìn)行巡檢時，對保護(hù)技術(shù)的要求更高。他們面臨許多技術(shù)困難。

1無人機(jī)電力巡檢目的

一個國家要想持續(xù)發(fā)展，需要強(qiáng)大的電力系統(tǒng)作為后盾。近年來，電力工業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，逐步成為國家、社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的保障和關(guān)鍵。隨著特高壓、特高壓等輸電技術(shù)的成熟和普及，輸電線路的輸電距離可達(dá)數(shù)千公里，給電力檢測帶來了更大的挑戰(zhàn)。同時，由于輸電線路的位置往往處于高山、陡坡、崎嶇道路等野外環(huán)境中，也增加了電力巡查工作的難度和巡查人員的人身安全風(fēng)險。無人機(jī)最初應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。如今，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)不斷向各個領(lǐng)域轉(zhuǎn)移。電力巡檢中引入無人機(jī)作業(yè)。通過無人機(jī)攜帶的攝像設(shè)備，可以對電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行圖像采集，使巡檢人員在不經(jīng)過有人身安全隱患的場所的情況下完成巡檢任務(wù)。

通過應(yīng)用無人機(jī)電力巡檢技術(shù)，可以有效解決電力巡檢中遇到的諸多問題，特別是在發(fā)生自然災(zāi)害或重大災(zāi)害后，由于市政基礎(chǔ)設(shè)施的損壞或不完善，相關(guān)檢修人員無法及時進(jìn)入現(xiàn)場，以及在人員無法到達(dá)的情況下，可以充分利用無人機(jī)系統(tǒng)的靈活部署特點：無人機(jī)用于全區(qū)巡查，為搶修工作提供第一手圖像數(shù)據(jù)，提高決策效率，縮短搶修時間。由于它不受地面因素和地形限制的影響，在很大程度上提高了工作效率，保證了人員的安全。但由于無人機(jī)在巡查過程中可能遇到復(fù)雜的空中環(huán)境障礙物，有必要對無人機(jī)智能避障技術(shù)等方面進(jìn)行深入分析，并提出相關(guān)可行的解決方案。通過不斷優(yōu)化技術(shù)方案和積累相關(guān)經(jīng)驗，可以在一定程度上提高無人機(jī)電力檢測的智能性和可靠性。

2無人機(jī)所采用的避障技術(shù)

2.1主動避障技術(shù)

2.1.1超聲波

在無人機(jī)上安裝超聲波發(fā)射器和接收機(jī)后，連接到無人機(jī)的整個飛行控制系統(tǒng)，無人機(jī)反射回來的超聲波可以對障礙的位置、形狀等進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)準(zhǔn)確的避難所?；谝粋€傳感器所具有的處理程序比較簡單，價格低廉，實時需求更容易滿足，因此這種方式被廣泛應(yīng)用于無人機(jī)，而超聲波距離感知器也有不足之處，主要超聲波對環(huán)境溫度的影響由于受到相應(yīng)環(huán)境的溫度的影響，收集的超聲波分析的信息不準(zhǔn)確，其次，超聲波在具體應(yīng)用時，如果障礙物在超聲波反射能力不強(qiáng)，信息準(zhǔn)確無誤。最后，超聲波容易受到音波的影響，這些都不利于無人機(jī)的電力巡邏工作。

2.1.2紅外線

紅外線具有不受電磁波影響的優(yōu)點。和超聲波一樣，雖然可以進(jìn)行非接觸性測量，但是由于紅外線能夠測量的范圍比較近，所以要進(jìn)行遠(yuǎn)距離測定，成本很大。

2.1.3結(jié)構(gòu)光

動態(tài)避障的技術(shù)是利用光學(xué)手段進(jìn)行距離測量的新型測量技術(shù)，結(jié)構(gòu)光斗士的設(shè)計就是該技術(shù)的核心，其原理是利用結(jié)構(gòu)光斗士在周邊場景中均勻地進(jìn)行透射投射一束光后，通過圖像傳感器進(jìn)行采集分析，然后提取能夠控制剛剛透射光的圖像，通過光學(xué)測量系統(tǒng)恢復(fù)場景三維信息，現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的避光技術(shù)與各種編碼技術(shù)相融合，利用此，距離測量的準(zhǔn)確性大大提高。

2.1.4雷達(dá)

一般的距離測量方式測量距離時，采用一定的處理程序，通過以下幾種步驟，模式變換器、FFT數(shù)字信號處理芯片、舊電路、非交互參考蓄力器、CFAR檢測電路，采用空中控制系統(tǒng)，在這種趨勢下，雷達(dá)測量了對障礙物的測量和距離，雷達(dá)測量距離比紅外線測量得到的信息更準(zhǔn)確，但同樣雷達(dá)系統(tǒng)成本高，自身質(zhì)量更高不適合小型無人機(jī)。

2.2被動避障技術(shù)

從字面上看，被動避障方法是一種不會主動發(fā)射光束的技術(shù)，它基本上是建立在直接收集情況信息的基礎(chǔ)上，然后通過計算機(jī)分析障礙信息。視覺避障是一種較為典型的被動防護(hù)方法，模擬一個人的視覺系統(tǒng)，收集關(guān)于周圍情況的信息，主要是通過視覺傳感器，然后通過對障礙位置的綜合認(rèn)識和飛行計劃進(jìn)行計算，為了避障。這種技術(shù)的優(yōu)勢在于它的投資較少，而且精確度很高。

2.3復(fù)合避障技術(shù)

復(fù)合避障的方法，結(jié)合積極和消極的避障的方法，比以往的技術(shù)更為復(fù)雜，僅在一個保護(hù)系統(tǒng)中使用的方法，因此，迄今為止，避障的綜合方法仍然是一個重要的研究課題。由麻省理工學(xué)院于2009年制定的綜合導(dǎo)航系統(tǒng)方案確定了全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的目標(biāo)2015年山東電力研究所專利中提到的多傳感器和多傳感器旁路系統(tǒng)，這是綜合抗干擾技術(shù)。

3視覺避障技術(shù)分析

分析防止視覺避障的方法對于分析和討論與電子審查有關(guān)的特殊情況十分重要?，F(xiàn)在室外作業(yè)的特殊性使他在一定的范圍內(nèi)有一定的復(fù)雜性和一定的難度。通過引進(jìn)這種實際情況，進(jìn)一步整理和解決相關(guān)經(jīng)驗，提問無人機(jī)在具體的際巡查檢查過程中，應(yīng)考慮巡查對象自身的檢查差異?；炷翙跅U、鐵塔、鋼桿、電池線等外部條件的差異和限制，如溫度差異、地域差異等其他外部條件，具體的算法也必須適應(yīng)不同的應(yīng)用方案，獲得最佳效果。危害要綜合考慮設(shè)計和防治避障技術(shù)的解決。

結(jié)束語：

電力巡檢是保障電力使用穩(wěn)定性的工作，需要投入大量人力、物力、財力。也可能發(fā)生事故，威脅巡檢人員的生命安全也會造成巨大的財產(chǎn)損失?，F(xiàn)在出現(xiàn)了無人機(jī)，為運維單位提供了新的解決方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]?劉躍波，馬立新.電力巡檢無人機(jī)避障技術(shù)研究[J].電子測量技術(shù).2019（13）

[2]?寧柏鋒.無人機(jī)電力巡檢視覺避障技術(shù)及其運用探微[J].計算機(jī)產(chǎn)品與流通.2018（04）

（作者單位：新疆送變電有限公司）