柴焱峰
国网高平市供电公司 山西 高平048400
摘 要：无人机巡检技术在目前的企业输电架空线路巡检工作中应用广泛，它能够迎合当前日渐提高的电网结构复杂化程度，确保巡检维护到位。不过，无人机在控制过程中是存在失控、撞机甚至被劫持等多种事故的，再加之企业输电架空线路技术内容繁多，所以必须基于线路结构巡检要求提出并使用无人机巡检技术。
关键词：无人机; 巡检技术; 输电架空线路; 避障控制;
1 无人机的控制巡检技术
无人机的飞控系统是相当精密的，它所建立的无人机平台拥有分系统，其中包含了大量的飞控计算机核心组件，其性能优劣与整个飞控系统的性能关存在直接关联关系。一般来说，无人机的飞控计算机性能表现都十分强劲，如此才能保障无人机安全稳定飞行。在这里，飞控系统就承担了两大重要责任：信息采集以及无人机飞行参数传输，它们合理有序控制了无人机的飞行速率，可实现对飞行路线的有针对性解算与控制，基于路线相关模块发送指令，完成飞行任务管理与调度工作内容。
在无人机进行架空输电线路巡检过程中，它主要运用到了多余度飞控系统，该系统可满足无人机飞行需求，建立多部件与系统协调体系，确保在统一协调机制背景下完成同一任务内容。在建立余度结构过程中，还需要对架空输电线路中的二余度、三余度内容进行分析，保证顺利完成巡检任务。而在架空输电线路巡检过程中，无人机主要利用飞控计算机建立双余度结构，如此可保证简化结构复杂性，实施针对监控输电线路巡检过程中的主从机控制，降低系统故障覆盖率。在设计这一双余度结构过程中还需要建立与架空输电线路的交联环境，调整无人机的飞控方式，检测区域环境复杂程度，对巡检过程进行人工决策优化调整，采用自主控制方式来尽量减少巡检工作中的诸多不确定性因素。在巡检技术应用过程中，应该利用无人机建立巡检动态建模与代理信息模式，提高无人机巡检效率。
2 无人机避障巡检技术的实践应用
目前无人机的避障系统是相当成熟的，在针对架空输电线路进行安全巡检工作过程中，机体避障系统会起到重要作用。因为输电线路周边会存在大量的塔杆通道、森林树木以及建筑物，这些都可能为无人机飞行巡检工作带来负面影响，所以无人机会通过自身避障系统躲避障碍物，即对障碍物进行实时动态检测，实现自我保护。其科学原理就是在架空输电线路障碍物面前获取深度图像内容，即时计算分析障碍物大体轮廓，然后快速规划路线规避绕开障碍物继续飞行巡检，这说明了无人机系统内部是存在一套场景建模分支系统与路径规划分支系统的，两大分支系统配合避障系统就共同确保了巡检工作安全性。
当然，无人机还具备超声波测距、双目测距技术以及激光雷达测距三大测距技术，就以双目视觉测距技术为例，它的主要测距原理是视差技术。无人机拥有自己的视觉系统，它其中设置了基于感应器的双目摄像机，合理利用双目视觉技术从不同角度对同一景物进行分析，瞬间动态获取两幅数字图像，构成一套完整的单独三角形体系，结合单摄与双摄像机位置差距分析公共障碍物三维尺度，并深度了解其空间特征与三维坐标，建立景物三维形状体系，最终完成对障碍物三维模型的构建。整个过程中，无人机的双目摄像机能够实现对图像信息的完整采集，准确测量物体距离无人机摄像机双目之间的直线距离，目前该技术已经被灵活应用于无人机架空输电线路巡检工作中，它的避障效率高，双目视觉测距原理成熟，可为架空输电线路日常巡检提供安全保障。
3 无人机巢-巢巡检技术的实践应用
3.1 巢-巢巡检技术模式的实践应用
巢-巢巡检技术模式属于无人机巡检工作中的新技术模式，它可在有条件背景下完成变电站架空输电线路的远程巡检工作，主要操作就是针对远程架空输电线路发送管控指令，建立远程无人自主巡检模式。该模式中除采用到无人机巡检技术以外，还采用到人工智能AI图像识别技术、5G通信技术以及云计算技术等等先进技术内容，是典型的无人机智慧巡检模式。
智慧巡检技术的实践应用，(1)从架空输电线路的全方位远程监控系统建立开始，建立系统的无人值守机巢，配合中央控制系统进行远程控制。(2)基于云端层面部署监控平台实施后台监管，预留空域管理接口建立监管综合体系。基于上述两点技术采用到续航能力在50min以上的无人机，且确保其单向巡航里程应该在35km以上。整个巡检过程采用到中央控制系统对机巢实施远程管理，而无人机则配合气象站辅助设备远程发送各项指令内容，以便于控制无人机在必要时自主开机、起飞、按照提前规划好的航线完成自主飞行巡检工作，最后精准降落。(3)在机巢控制系统中还加入了自动充电模块、自动数据传输模块以及云端数据自动智能处理模块等，所有巡检数据都会自动上传到后台管控中心，完成整个巡检工作流程。
巢-巢巡检技术体系就建立了无人机机巢与后台管控中心巢之间的相互连带体系，而其中则利用无人机完成自动化、智能化巡检过程，所有的数据内容都通过无线数据传输完成，最后再采用深度学习人工智能图像识别技术有效解决数据自动智能分析相关问题。
3.2巢-巢巡检技术模式的创新要点
巢-巢巡检技术模式中存在诸多创新技术要点，下文将展开逐一阐述。(1)建立无人机平台，该平台被称之为无人机后台，它能够全方位长时间远程监控无人机值守机场，即监控“机巢”，而同时它也能同步监控中央控制系统与无人机本体。(2)建立了机巢配备充电桩，该充电桩可与气象站、数据传输模块等等之间形成联动，保证自动充电、气象监控功能实施到位。同时它也建立了安全防护与状态监控系统，可保证机巢与后台控制中心随时通信，建立数据自动传输功能体系。(3)建立了中央控制系统，该系统是发射远程指令的关键系统。系统可控制无人机实现自动开机、起飞、遵循已制定好航线完成自主飞行拍照，巡线完毕后自动精准降落。当然，系统还可帮助无人机充电，控制云端数据智能化分析与处理过程，最终处理过成果会自动上传到后台管控中心平台上。(4)为无人机建立了保姆式的管理平台，合理监控每次无人机的充能充电过程，它为无人机内置了微型PC系统以及5G通信模块，可构建5G远程控制体系，确保无人机在传输数据过程中也能实现自动充能，随时准备投入到架空输电线路巡线工作中。(5)为无人机建立了图像识别模块，该模块主要基于深度人工智能AI系统建立智能识别体系，有效解决无人机可能存在的数据自动智能分析缺陷问题。这主要还是因为模块中运用到了卷积神经网络技术体系，可实现对图像自动识别软件的优化调整，确保无人机在电力巡检过程中有效处理图像，快速识别图像中的某些目标内容，建立目标智能化识别计算体系。整体来讲，图像识别模块是基于“端对端”特征展开的，它所处理的数据都是非线性数据，应用非常灵活。
4 结语
针对架空输电线路的巡检工作需要采用到无人机巡检安全技术，该技术所建立的系统规模庞大，技术内容丰富，可实现高精度的数据采集与检测过程，提高架空输电线路整体巡检工作效率。
参考文献
[1]吴立远,毕建刚,常文治,杨圆,弓艳朋.配网架空输电线路无人机综合巡检技术[J].中国电力,2018,51(01):97-101+138.
[2]邵瑰玮,刘壮,付晶,谈家英,陈怡,周立玮.架空输电线路无人机巡检技术研究进展[J].高电压技术,2020,46(01):14-22.
[3]杨成顺,杨忠,葛乐,黄宵宁,李少斌.基于多旋翼无人机的输电线路智能巡检系统[J].济南大学学报(自然科学版),2013,27(04):358-362.