【精彩论文】基于差分定位的输电线路多旋翼无人机智能巡检

Original 中国电力中国电力 2023-12-18

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曾懿辉，何通，郭圣

广东电网佛山供电局

引文信息

曾懿辉, 何通, 郭圣, 等. 基于差分定位的输电线路多旋翼无人机智能巡检[J]. 中国电力, 2019, 52(7): 24-30.

ZENG Yihui, HE Tong, GUO Sheng, et al. Research on multi-rotor UAV intelligent power line inspection based on differential positioning[J]. Electric Power, 2019, 52(7): 24-30.

研究背景

输电线路分布点多、面广，而且很多线路位于荒郊野外，地形复杂，需要定期巡视检修才能保障输电线路运行的安全。近年来，输电线路巡检工作量随着电网规模和电压等级的提高、长距离输电线路的快速扩张而猛增，传统人工巡检已难以满足输电线路巡检要求。民用多旋翼无人机不受地形制约，不但可利用高精度航拍设备沿线拍摄线路图像，还可悬停在输电杆塔周边，从不同视角拍摄高精度图像和红外、紫外图像，实现精细化巡线，具有高效、可靠、安全和成本低等突出优点，可及时发现隐患、降低劳动强度和登塔风险，已快速发展成为输电线路巡检的重要方式。

论文所解决的问题及意义

目前人工操作无人机进行输电线路巡线自动化程度不高，在巡线航拍过程中，无人机拍摄位置和高度都要靠飞行控制人员的人工视觉判断，飞行控制严重依赖于飞行控制人员的个体飞行控制水平，存在着人为操控难度大、航拍定位精度低的缺陷，导致了巡线时间偏长或多发坠机等问题，明显降低巡检效率。围绕南方电网公司提出的无人机无人操控自主巡线目标，制定了基于载波相位差分定位技术的输电线路多旋翼无人机智能巡检方法。该方法可实现多旋翼无人机输电线路杆塔精细化自动巡视，使无人机沿设定的轨迹控制点和预设角度进行航拍，实现无人机巡航的流程化和标准化。现场测试效果表明，无人机利用所提方法可在强电磁场环境下快速准确地完成定点巡航任务，为实现规范化、标准化的无人机安全巡线作业奠定了基础。

论文重点内容

结合佛山供电公司在无人机智能巡线中的实践，首先分析了多旋翼无人机自主巡线的整体方案和基于控制点的无人机航迹规划方法，然后阐述了RTK差分定位技术原理，研究了多旋翼无人机杆塔精细化自动巡检算法和基于电子围栏的安全策略方法，最后介绍了实际线路自动巡查的试验结果，讨论了进一步改进的方向。

图1 RTK差分定位技术原理

图2 系统结构图

研究结论

提出了基于载波相位差分定位技术的输电线路多旋翼无人机智能巡检方法，实现了多旋翼无人机输电线路杆塔精细化自动巡视。通过实际线路自动巡查的实验分析，运用该方法无人机能够在强电磁场环境下，安全、高效、准确地完成定点拍摄巡检任务，能较好地满足规范和加快无人机巡检过程的要求。下一步将结合图像处理技术，通过图像边缘分析识别航拍目标对象，以进一步提高无人机巡线的自动化水平。

主要作者介绍

第一作者：曾懿辉 (1985—)，男，硕士，高级工程师，从事电力系统输电巡检研究。

E-mail：346078890@qq.com。

第二作者：何通 (1973—)，男，通信作者，硕士，高级工程师，从事电力系统输电巡检研究。

E-mail：3110315917@qq.com。

团队介绍

佛山供电局输电管理所职工创新工作室为南方电网公司级工作室，主要成员包括曾懿辉、何通、张纪宾、梁健明、侯俊杰、麦俊佳等人，目前拥有高级工程师5人、工程师10人。团队主要从事输电线路智能运维技术研究工作。曾获南方电网科技奖励3次。近五年团队申报专利40项，获授权17项。研发的无人机自动驾驶技术在广东电网多个地级市推广应用。

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编辑：杨彪

审核：蒋东方