无人机自主巡检系统的关键技术研究
2021-05-14王洪玉
王 博,宋 丹,王洪玉
1.大连理工大学 信息与通信工程学院,辽宁 大连116024
2.国家电网有限公司 东北分部,沈阳110180
输电线路是电力传输的基本载体,承担安全稳定输送电能的重要任务。文献[1]指出,“十三五”期间电网规模仍将快速发展,2016至2020年将新增110千伏及以上线路40.1 万公里(较“十二五”末增长45%)。随着电网规模的增长,传统的人工巡检输电线路无论从人数还是技术上都无法实现同步增长。随着无人机技术的发展,无人机经济性、灵活性、不受地形限制等特点使其成为电力巡检中的研究热点[2]。人工操控无人机巡检对飞手要求极高,难度较大,亟需发展智能化的无人机自主巡检。
无人机飞行中其空间位置可通过定位设备或传感器信息获得,根据空间信息设计飞行路线可使无人机自主飞行至精确的拍摄位置并采集图像用于故障检测。文献[3]采用遗传算法,优化了无人机的巡检路径及拍摄点,提升了巡检效率。文献[4]提出了基于GPS(Global Position System)和INS(Inertial Navigation System)的组合导航方法用于无人机巡线系统。文献[5]提出了基于载波相位差分技术(Real-Time Kinematic,RTK)的巡检方案,提升了定位精度。以上几种方法依赖于GPS,有一定局限性。
单目视觉传感器具有精度高、成本低、信息丰富等特点,无人机可搭载单目相机,并通过视觉同步定位与建图(Visual Simultaneous Localization and Mapping,V-SLAM)技术进行位姿估计。文献[6]和文献[7]采用基于特征匹配的方法,对无人机采集的图像进行基于单目视觉的迭代定位,但对图像中特征点要求较高且匹配耗时。文献[8]提出了一种半直接单目视觉里程计算法,不需提取大量特征点便可进行空间定位,但应用在无人机平视相机上效果不佳。……
