无人机智能测控技术研究综述苏爱宁

无人机智能测控技术研究综述苏爱宁

苏爱宁

国网河北省电力有限公司沧州供电分公司河北省沧州061000

摘要：随着电力行业的快速发展，无线通信技术、GPS导航定位技术、自动控制技术和无人机的发展速度逐渐加快。将无人机技术合理应用于电力建设、维护等工作，弥补传统人工不足的问题，已经成为一种发展趋势。因此，要进一步加强无人机的研究力度，确保其在电力行业中的应用效率，逐渐扩大其在电力行业中的应用深度和广度，为电力行业的发展提供有效保障。基于此，本文对无人机智能测控技术进行了探讨，以供参考。

关键词：无人机；智能测控技术；研究综述

引言

无人机智能测控作为现代飞机的全新技术，未来具有广泛应用空间并发挥重要作用。然而，我国对于无人机智能测控系统研究还处于初级的阶段，相比欧美发达国家存在很大的差距，应当加强研究力度。针对智能测控系统各模块，在多机协同自主技术、故障预测和健康管理技术以及具有学习能力的测控技术架构等方向，将会是无人机智能测控领域的重点研究内容。

1无人机概述

无人机也就是常说的无人驾驶机，其英语全称为unmannedaerialvehicle，简称UAV。它通过发挥无线电遥控设备的作用，利用已经事前设置好的程序控制装置来实现无人机的人为操控。或者利用半自主操控或由车载计算机来操纵无人机的飞行，无人机具有造价低、灵活方便的特点，从系统框架的角度来看，无人机测量系统由多个内容设备构成，分别有地面控制系统、摄影传感器、飞行控制系统以及飞机平台，而飞行任务设备管理和飞行控制是无人机测量系统的重要组成部分。正常情况下，操控人员会采用EOS5DMarkⅡ摄影传感器以及固定翼无人机。

2无人机测控技术基本原理

首先，电力线路搭建完成后，需要定期维护、保养杆塔线路。相比于传统的线路养护工作，利用无人机进行巡检工作可以大大提高输电维护和检修的效率，且许多工作能够在完全带电的环境下完成。作业过程中，无人机受地形、环境等因素的影响不大，可以有效解决山地、雪地等复杂环境造成的困扰。利用无人机搭载相机设备精细化监测杆塔，可以有效提高养护过程中的监测精度。利用无人机搭载倾斜摄影、激光雷达等设备扫描线路，形成数字模型，可以有效掌握线路和线路附近的三维情况，对沿线路的通道有一个立体、形象的了解，方便后期的维护和检修工作。其次，发生灾害及线路故障后，在无人机的帮助下可以精确定位故障点，故障查找问题可以迎刃而解。输电线路夜晚紧急抢险工作中，利用无人机搭载强光照明设备和喊话系统，可以为现场提供视野和指挥通信。此外，利用无人机搭载喷火设备，可以有效清除输电线路中挂在两相之间的风筝、塑料膜等异物。

3无人机的优势

3.1能够提升运行效率

电力输电线路的检查观测，不是一件简单的事情，它是一项极其考验技术以及耐心的工作，而且这涉及到人们的日常生活以及经济的发展，要求也相当高。之前采用有人直升机进行检验时，每一次的检验人员以及他们的工作能力不同，导致每一次的检验效果也不同，这对于研究人员来说并不是一件好的事情。同时对飞机方面的影响也比较大，每一次起飞的角度以及起飞的距离也会对研究结果有很大的影响。过去采用有人直升机来对输电线路进行监管检测，需要做的准备工作十分多，不仅需要保证工作人员的人身安全，还要保证每一次实践都是同一个飞行员并且飞机起飞降落的角度也必须一致。这将会耗费大量的精力与心力，运行效率自然而言就降低了。而无人机可以避免这些问题，在无人机飞行之前，不需要做这么多的准备工作，工作人员调整好角度等相关事宜，然后投入使用即可。这样一来，运行效率也就大大提升了，减少了资源的浪费。

3.2可承载各种设备

检测监管电力输电线路是一项十分复杂的工作，需要耗费大量的时间与精力。但是仅凭人力还不够，合适的设备也很必要。对于有人直升机来说，可承载的设备数量十分有限，但是对于无人直升机来说，这并非难事。无人直升机相比于有人直升机，有更多的空间来装载这些设备、设施。积极推进无人机的应用将会提升电力运输检测的效率，节省时间，增加运载设备的空间，提升结果的准确性。

4无人机智能测控在电力工程方面的应用

4.1通过无人机巡视，实现在影像和图片采集

在无人机吊舱内设置固定的小型摄像机，可以对导线和绝缘子串进行拍摄，只需人工对飞机进行操控，无人机就能够拍摄制定部位的影像信息，经过数字转化后进行存储，方便工作人员对线路情况进行分析和判断，做出相应的决策。

4.2电力输电线路故障检测中的应用

在电力输电线路巡检工作中，无人机在输电线路故障检测中也发挥着重要作用，无人机具有三种主要的巡检方式，一种是通过雷达进行故障检测，另一种是通过拍摄视频来进行故障检测，还有一种是通过红外线来进行检测。在雷达检测中，其能够使输电线路的定量测量精度更高，并且可通过雷达测距装置对输电线路和周围障碍物之间的距离进行精准测量，从而为输电线路的维护与架设工作提供参考。在视频可视化检测中，巡检人员可通过无人机中搭载的可视摄像头来对输电线路进行航拍，并通过通讯模块将航摄图片或视频传输至地面站的计算机中，巡检人员可利用专业软件来观察航摄图片或视频，从而帮助巡检人员分析输电线路的实时运行情况。在红外检测中，该技术是通过红外线来帮助巡检人员进行成像分析，这种检测方法适用于肉眼无法辨别的线路故障检查，尤其是在线路金属探伤中有着极高的应用价值，能够帮助巡检人员及时发现线路中存在的某个点或局部区域所出现的异常过热问题。

4.3通过无人机巡视，实现数据的采集和传输

通过无人机对输电线路的巡视，将信号通过红外线热像技术传输到地面检测屏幕，使技术人员能够观察到实时图片和影响信息加以分析和处理，通过这些信息可以准确地确定输电线路出现问题的部位，由地面工作人员有针对性地进行修复和维护，提高人员工作的精确性和有效性。通过实现数据的采集和传输，还能够为数据库提供更准确的信息，作为后期智能化发展的基础数据，给未来电力智能化管理奠定基础。

4.4电力工程环保水保中无人机的使用

除了在输变电环境评价中的使用外，无人机在电力环保水保环节中也具有较好的应用性，通过无人机可拍摄高分辨率的图像资料，从中收集电力工程环境信息。之后由工作人员确定环境优化路径，采取可实施性强的电力环保水保措施。实际分析影像资料时，可在数字化平台上查询相应的环保知识，结合已有理论知识进行影像分析，以便发挥影像资料应用价值。根据分析结果，工作人员能判断出电力线路和变电站建设施工中是否采取相应的环境保护措施，以及生态环境恢复工作能否顺利开展等。从当前电力环保工作来讲，在电力工程施工中通常采取设置隔离带等环保措施，能减轻施工对环境的影响，避免灰尘和杂质对水环境的污染。总的来说，无人机技术是监控电力施工中环境保护措施落实效果的重要技术，有利于环境保护理念在电力施工中的充分体现。同时无人机技术能为电力环保水保工作的开展提供依据，以便保证管理措施的针对性。

结束语

测控技术是当今科学界研究的热门技术，这便给了无人机测控系统的研究提供了更多的途径和更加先进的理论依据，我们应该应用成熟技术、发展先进技术、规划突破性技术的思路不断提髙无人机的测控系统，将先进的技术融合到现有的技术当中，实现逐渐过渡，既能匹配现有的技术条件，又能够朝着未来趋势的方向发展。

参考文献

[1]陈远友.无人机测控与通信系统信道传输特性研究[J].无线电工程,2014,44(03):15-17+23.

[2]吉彩妮,郭忠诚.无人机测控与信息传输系统相关问题研究[J].中国高新技术企业,2014(05):8-9.

[3]沈佩珺,赵祯俊,安敬蕊.无人机地面测控软件[J].兵工自动化,2014,33(01):91-93.

[4]陈翔宇.无人机测控系统通用化关键问题研究[D].南京航空航天大学,2013.