無人機電力巡線系統(tǒng)的設(shè)計與仿真.pdf

1、輸電線路部件自身的老化、劣化以及自然環(huán)境災(zāi)害、外部人為破壞等，均對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。常規(guī)人工電力巡檢手段存在低效、不安全、技術(shù)難度高等問題。隨著無人機技術(shù)的發(fā)展，多旋翼無人機已經(jīng)開始應(yīng)用于電力巡檢，但手工操作的無人機巡檢的效率和質(zhì)量依托于無人機操作員的技術(shù)水平，還容易出現(xiàn)誤操作而出現(xiàn)事故。本文針對電力巡檢的應(yīng)用需求，以四旋翼無人機為載體，根據(jù)線路桿塔坐標(biāo)信息，預(yù)設(shè)航跡點實現(xiàn)自主飛行，搭載影像采集設(shè)備進行航拍巡檢，采集桿

2、塔設(shè)備缺陷和隱患的影像數(shù)據(jù)，供巡檢人員對電力設(shè)備進行故障分析。論文的主要內(nèi)容如下：
　?、砰_展了巡線系統(tǒng)方案設(shè)計，包括系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)及各個功能子系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，對主要硬件設(shè)備進行選型，搭建了系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境和硬件環(huán)境，設(shè)定了巡檢作業(yè)的目標(biāo)和巡檢流程，分析了巡線中的各個技術(shù)難點。
　?、圃O(shè)計了抗電磁干擾的無人機組合導(dǎo)航方法。為了達到無人機初步定位精度的要求，在差分 GPS\INS組合導(dǎo)航的基礎(chǔ)上，著重研究提高組合導(dǎo)航的抗電磁干

3、擾能力，詳細分析了GPS受高壓輸電線路電磁干擾的機理，在自適應(yīng)卡爾曼濾波組合導(dǎo)航的基礎(chǔ)上，提出一種根據(jù) GPS數(shù)據(jù)可信度進行加權(quán)的自適應(yīng)卡爾曼濾波導(dǎo)航算法，通過GPS和內(nèi)部導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）的數(shù)據(jù)偏差幅度反映GPS數(shù)據(jù)可信度，利用模糊邏輯算法計算加權(quán)值，分配GPS在組合導(dǎo)航中的權(quán)重，研發(fā)出一種結(jié)合GPS和INS的模糊組合導(dǎo)航方法，并對導(dǎo)航定位精度和抗電磁干擾能力進行了仿真分析。
　?、且?guī)劃了巡線路徑和設(shè)計了無人機航點跟蹤算法，根據(jù)

4、巡檢作業(yè)的目標(biāo)，分析了選擇最佳巡檢拍攝點的原理和方法，計算巡檢點的具體坐標(biāo)，制定了無人機巡檢的航線，為了保證無人機能準(zhǔn)確的跟蹤這些目標(biāo)點，設(shè)計了基于變論域模糊理論的航點跟蹤算法，開發(fā)了無人機航點跟蹤軟件，并對航點跟蹤效果進行了仿真分析。
　　⑷研究了無人機基于圖像識別的自動獲取絕緣子圖像的方法，包括桿塔的搜索定位方案、絕緣子的識別定位原理和云臺的自動控制，并對電力桿塔和絕緣子的定位效果進行了仿真分析。
　　本文設(shè)計的無人機自