基于无人机的高压配电网视觉巡检系统研究

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机器视觉装置在工业生产中应用越来越广,技术越来越成熟,如何与无人机巡检结合成为一个实际应用爆发点。同时我国的电力线路走廊需要穿越各种复杂的地理环境,覆盖范围大、分布区域广、传输距离长、地理条件复杂多变且受环境气候影响显著,近年来,随着我国电力能源的需求日益旺盛,电网规模日益增大,传统的人工巡线方式已难以适应大规模电网的巡检要求。无人机技术能快速的查找高压输电线路故障点,并进行架空线路高空巡检作业,极大的减少了登塔高空作业,有效地减少了架空线路巡检作业量。当输电线路处于地形复杂的环境中时,采用无人机技术代替人工巡检,能快速、高效地完成输电线路巡检工作,无人机技术的应用有效地解决了以往人工巡视的自然条件局限问题。  本文在电网架空线巡视工作中引入无人机巡检技术,针对无人机航拍图像中输电线路展现的新特点,研究典型部件及其缺陷的识别,能够为利用小型无人机搭载照相或摄像设备沿输电线路走廊飞行,近距离拍摄线路极其关键部件,获取航拍图像,利用图像处理进行高压输电线路观测巡检这一技术提供有力的支撑,具有积极而深远的应用意义。  本文的主要研究内容如下:  1.无人机视觉检测系统的工作原理。首先介绍了无人机机器视觉装置的工作原理,然后根据系统的功能需求对无人机视觉处理的技术路线、工作流程等进行了设计。  2.无人机高压巡检系统的结构设计。根据装置的体系结构和功能模块要求确定硬件器件选型和具体实现方案,并进行相应硬件的设计,同时简要地对系统硬件各个模块的工作原理进行了阐述。内容包括图像的传送与接收、无线通信模块,并设计出一种无人机的移动终端固定装置。  3.对输电线路缺陷的识别。针对输电线断股缺陷,本文设计了一种基于图像的实时检测方法。首先将无人机拍摄的图像信息实时传输到PC(personal computer)端,采用Laplacian算子进行边缘检测,经过闭运算和二值化方法得到光滑的边缘,为排除其他非输电线的直线边缘,本文对霍夫变换进行改进。然后将输电线的直线边缘作为区域生长的种子点,生长出输电线区域。最后利用输电线宽度的变化来确认断股缺陷的存在。实验结果验证了方案的可行性。  4.河源地区无人机发展的试点进行展望。首先对河源供电局的无人机发展现状进行了分析,并设定了无人机试点的发展目标。通过落实无人机的硬件配置,强化无人机飞手的培训,开展输电机巡工作的结队帮扶等措施,全面推广河源地区的无人机巡检作业。  论文最后对全文进行了总结,对主要研究成果进行了说明,同时指出本文的不足和有待改进之处。
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