引言

近年来，随着经济的不断发展，各地区的电力需求迅速增加，电网规模也在不断扩大。输电线路散股、断股、绝缘子损坏等缺陷造成的输电故障，给企业和工业生产造成了不可弥补的经济损失，给人们的日常生活带来了极大的不便。因此，有必要定期对输电线路进行安全检查。由于输电线路地形复杂，交通条件不便，山区气候恶劣，传统的人工检查输电线路耗时长，人力物力消耗大，检查人员安全保障低，检查结果受人员技能限制。

1.无人机电网巡检优势分析

1）降低人工风险，提高检查效率。传统的电力检查主要依靠人力进行检查作业。检查人员需要克服各种环境限制，跋山涉水，劳动强度大。通过使用无人机检查，可以有效减少对人工的依赖，减少检查人员涉险的发生。同时，有数据显示，无人机巡检的效率比人工巡检高6~10倍。2)获取图像方便，辅助维护作业通过无人机检查，可近距离获取可见光、红外、紫外图像数据，基于人工智能无人机检查系统可独立智能识别和检测可见光、红外、紫外图像，及时发现绝缘部分、导线接头异常等缺陷，为维护工作提供决策支持。3)人工智能奖金，检查通过人工智能技术的结合，综合利用激光雷达、RTK高精度定位可使无人机准确定位，快速到达指定位置进行检查作业，同时在飞行过程中有效避免障碍物，避免无人机检查作业对输电线路和无人机本身造成损坏。

2智能识别技术在无人机输电线路检查中的应用

2.1无人机自主导航

自主导航是实现无人机自主巡逻的核心技术。现阶段，无人机自主巡逻的路径导航主要是基于GPS的预定轨迹飞行．在高精度GPS定位技术的支持下，无人机自主起降和飞行过程可以在一定程度上实现．但这种方法有明显的缺点：一方面，每条线路，甚至每个基塔都需要提前设置飞行轨迹，不能适应测试目标或周围环境的变化，如塔维护部件安装位置和方向，或周围植被自然生长后入侵航道，需要重新调整飞行轨迹；另一方面，该方法对定位精度要求较高，一般来说，民用无人机GPS定位误差可达2～10m，根据现行电网规范，小型无人机应与线路保持10m以上的安全距离．为了克服这一问题，通常采用载波相位差分技术(real－timekinematic，ＲTK)无人机自主飞行，其定位精度可达厘米级，但无人机定位精度可达厘米级，ＲTK技术需要建立一个参考基站或一个稳定和快速的网络覆盖来提供虚拟基站，而架空线路分布广泛，而且大部分都在人烟稀少的地区，很难实现ＲTK基站全覆盖．此外，基于主动测距的深度相机不能应用于中远距离户外场景，而激光雷达成本较高，因此，机器视觉已成为该领域大多数研究的首选．架空输电线路通道环境有一定的净空要求。根据不同的电压等级，线路与周围物体之间的距离应超过10米或10米。塔之间的距离通常是几百米，这是典型的大规模开放场景．因此，电力无人机检查的自主导航可分为两个阶段：塔间飞行和塔附近飞行．

2.2无人机自主巡检导航和巡线机器人投放回收

根据激光点云空间数据或测绘的精确输电线路坐标数据，电网正在开发的无人机巡线机器人复合系统通过人工智能算法识别和定位输电线路的空间位置。根据输电线路相对于无人机的位置，制导算法自动生成无人机检查所需的航点和航线，生成飞行指令，通过地面站发送给无人机，引导无人机独立航行到架空输电线路的正上方。利用无人机激光测距模块获取架空输电线路相对于无人机的空间距离信息。根据空间信息和实时测距数据，实时生成无人机独立飞行所需的控制数据参数，引导无人机到达巡逻机器人的交付或回收位置，实现巡逻机器人的准确交付和回收。同时，系统还设计了基于机器视觉的导线检测系统，包括机器视觉模块、图像处理模块和导线方向校正模块，用于导线可见光图像拍摄、智能识别和位置定位，辅助无人机独立飞行，以及巡逻机器人的交付或回收。

2.3图像智能识别技术

输电线路的地理环境一般比较复杂，特别是在山区，无人机在线路缺陷识别过程中，存在相互屏蔽、缺陷识别困难等因素。因此，有必要在人工智能处理算法中积累缺陷样本。近年来，我公司开展了多次智能识别算法验证工作，总结了错误报告、错误报告、遗漏报告等情况，不断丰富无人机检查图像样本库，将样本数据增加到数十万。输电线路智能识别的样本缺陷主要包括塔、导线、绝缘子、金、基础等。最近，在输电线路无人机检查过程中，缺陷自动识别率越来越高。虽然也有错误报告和遗漏报告，但总体上是在可接受的范围内。

2.4无人机自动巡检技术

近年来，无人机在架空输电线路检查中的应用越来越广泛。然而，传统的手动遥控飞行作业对驾驶员的操作技能和心理素质进行了相当大的考验。如果不注意，可能会发生撞塔、炸机等事故，造成很多不必要的心理负担和经济损失。为了有效提高无人机运行的质量和安全性，无人机自动检查技术应运而生。无人机自动检查是指无人机根据预设航线自动完成检查任务的一种运行方式。其原理是利用激光雷达扫描输电线路，构建其三维点云模型，然后对收集到的高精度点云数据进行矢量化、对象化处理，提取关注部件的信息，然后根据智能控制算法自动生成各种形式的自动检查路线，让无人机按照绘制的路线飞行，从而实现无人机自动飞行和拍照的功能。

结语

电池寿命是制约无人机检查效率的主要问题之一，也是实现独立检查必须解决的关键问题．移动机巢的提出在一定程度上减少了旋翼无人机续航能力弱对检查的不利影响，但并没有从根本上解决问题．固定机巢作为无人机的固定充电站，还具有数据初步处理、传输等功能，高度符合蛙跳独立检查的理念，但仍需解决自身的能源供应问题．从目前的结果来看，简单的光伏能源供应很难同时满足设备轻量化和能源供应功率的要求。基于电磁原理，从输电线路获取能源是一条潜在的技术路线，虽然吸引了很多关注，但该领域没有可以投入应用的研究成果．从长远来看，基于电磁原理的无人机动态充电是一个非常有吸引力的解决方案，可以在不增加电池容量的情况下大大提高无人机的耐久性，解除其装载设备的功耗限制，但相关研究很少，仍处于理论论证阶段．综上所述，智能电力无人机巡检是一个漫长的发展过程，其研究往往需要多学科、跨领域的合作，极具挑战性．但可以预见，随着无人机应用的推广和深化，它将是未来很长一段时间研究的热点之一．