基于输电杆塔区域提取的图像匹配算法

针对无人机(UAV)视觉定位过程中传统特征提取与匹配算法匹配质量不佳的问题,提出了一种基于输电杆塔区域提取的图像匹配算法。首先,将图像划分为若干相互重叠的网格区域,并对每个区域采用双层金字塔结构提取特征点,从而保证特征点的均匀分布;其次,使用直线分割检测(LSD)算法提取图像中的直线,从而利用输电杆塔的特殊结构得到输电杆塔的支撑区域;最后,在连续图像中对输电杆塔区域与背景区域内的特征点分别进行匹配,以进一步估计相机运动。在旋转和平移估计实验中,与传统的ORB特征提取与匹配算法相比,所提算法的特征匹配准确率提升了10.1个百分点,相对位姿误差的均值降低了0.049;在UAV巡检实验中,采用所提算法进行UAV轨迹估计的相对误差为2.89%,表明该算法可在实时绕塔飞行过程中实现对UAV位姿的鲁棒、精确估计。

基于统计形状模型的绝缘子“掉串”检测算法

在电力系统中,利用计算机视觉和图像处理技术对绝缘子的状态进行检测,在保障电力系统的安全运行方面具有非常重要的作用;针对玻璃绝缘子自爆导致其脱落的"掉串"问题,文章提出了一种基于统计形状模型的绝缘子"掉串"检测算法,该算法首先对输入图像进行预处理;其次提取感兴趣的目标区域,该区域内应包含绝缘子信息;然后利用GLOH描述子来精确定位绝缘子,再利用统计形状模型在图像分割方面的优势来精确分割绝缘子;最后对分割出的绝缘子的位置进行分析,以达到检测绝缘子是否存在脱落的目的;实验结果说明了文章方法可以准确地判断出绝缘子是否存在脱落现象。

用于清洗绝缘子的四旋翼无人机抗回冲力控制

本文主要针对利用四旋翼无人机清洗绝缘子时受到的回冲力干扰及姿态控制问题,提出了一种用于清洗绝缘子的无人机抗回冲力控制方法.对于无人机系统,本文运用非线性控制方法中的反步法来设计姿态控制器,使其达到输入状态稳定,并对外部扰动具有鲁棒性.本文首先根据无人机运动模型建立了其动力学方程.之后,运用动量定理和流体力学中的伯努利方程对所受的回冲力进行建模.然后,运用反步法设计姿态控制器并证明其稳定性.最后,运用MATLAB对无人机系统进行仿真实验,其结果证明了文中所提出的控制方法的有效性和鲁棒性.本文所提出的控制方案可以避免目前已有的一些技术存在的缺陷,并且为无人机抗扰动控制和绝缘子冲洗都提供了发展空间.

基于前景杆塔识别的电力巡检精准自动复拍方法

针对巡检无人机(UAV)的位姿误差导致复拍目标零件不精准的问题,提出一种基于前景杆塔识别的精准复拍方法。首先,使用直线分割检测(LSD)方法在标准图像中提取直线,利用杆塔的线交叉结构对图像块内直线方向及长度进行统计,保证能够在低假阳率条件下,筛选出图像中的杆塔区域,并在其中提取加速鲁棒特征(SURF)作为该巡检点处的标准几何特征;然后提取当前图像中的几何特征与巡检点处标准特征进行匹配,使用聚类方法找到当前图像中的杆塔位置相对于标准图片中的二维偏移;最后通过几何分析计算并调整云台角度,使得杆塔位于图像中正确位置。实验结果表明,所提方法可以在无人机的位置和相机姿态出现较大偏差的情况下实现精准调整。

机载激光扫描技术在输电线路运维中的应用

随着以特高压为骨干网架的大电网建成,传统以人力巡视为主的输电线路运维模式难以满足现实状况的需求。文中输电线路巡检作业利用机载激光扫描技术,同时融合多光谱、全景摄影、倾斜摄影、图像智能分析等技术,实现重大、紧急缺陷快速检测、不同运行工况实时分析、输电线路走廊树种分析和生长趋势预测、通道外破隐患智能识别与告警。并建立直升机无人机可视化巡检管控平台,实现对输电线路运行维护的智能化、信息化、可视化管理。

激光雷达在输电线路巡检中的关键技术及应用

介绍了激光雷达在输电线路巡检中的关键技术,总结了点云精细分类和三维重建的方法并探讨了未来研究方向,归纳了激光雷达在线路巡检中的具体应用,可为相关行业提供参考。

基于无人机多源遥感的输电线下树冠分割方法研究

架空输电线路走廊内高杆树种的快速生长是引起的线路跳闸故障的重要因素,为提高线路安全,须快速提取输电线下树木的高度与覆盖宽带。基于激光雷达点云数据,通过不规则TIN格网方法精确构建树木形态特征;基于多光谱数据计算林区的NDVI构建树木的光谱特征,结合二者的优势,先通过CHM的极大值,判断出了树木的顶点;然后利用Voronio图进行空间分割,判断出树冠的范围;最后统计每个树冠多边形内CHM和NDVI情况,剔除非树木,得到有效的单木树木顶点及树冠多边形。

大功率轻量化无人机激光清障系统设计

为保证无人机在不同环境下对障碍物的识别以及清障效果,以大功率轻量化无人机为例,设计无人机激光清障系统。该系统的感知层接收用户层发送的清障任务指令后,利用采集核心控制器控制传感设备以及摄像头获取障碍物以及作业环境的信息,通过网络层将该信息传送至逻辑控制层,逻辑控制层接收和存储信息后,采用改进蚁群算法规划清障作业最佳路径,并按照该路径检测障碍物;同时该层采用ARM处理器控制无人机的飞行,并且该层依据存储的信息计算障碍物的详细参数,设定判别函数完成障碍物识别后清除障碍物;同时将清障结果呈现至用户服务层。测试结果表明,该系统检测障碍物的覆盖率高于96.5%以上,能够准确识别线路中的障碍物,完成清障处理。

输电线路下行林区优势树种的冠层光谱特征分析

通过对安徽省池州市青阳县输电线下行通道的优势树种进行光谱测量与分析,以建立优势树种光谱库,为输电线通道下行林区的树种精细分类提供理论和技术支持。利用便携式光谱仪对研究区6个优势树种的冠层光谱数据进行采集,并生成平均冠层反射光谱曲线,经过导数变换、植被特征参数(蓝边、黄边和红边)分析及冠层光谱的可分性研究,进而分析出不同树种的不同波段光谱特征差异。结果表明,在原始光谱可见光波段毛竹冠层反射率高于其他树种;而在近红外波段,栎树的冠层反射率高于其他树种。6个树种的蓝边位置、黄边位置及红边位置存在差异较小,毛竹的蓝边斜率最大;杉木的黄边斜率最大;栎树的红边斜率和红边面积均为最大。通过可分性研究可知,原始光谱在550 nm、900 nm及一阶导数光谱在718 nm处,有助于精细区分不同树种类型。

硅烷交联聚乙烯电缆局部热延伸性能研究

硅烷交联聚乙烯是一种新型绝缘材料,普遍应用于当前电缆绝缘领域中,因此研究硅烷交联聚乙烯电缆局部热延伸性能具有重要意义。影响电缆局部热延伸性能的因素主要有聚乙烯原料、引发剂用量、硅烷用量、挤出温度等,因此从这几方面出发,采用相应的原料、助剂与仪器等,依照电力行业规范中的相关标准实行研究;研究过程中,利用不同原料与仪器制备不同硅烷交联聚乙烯试件,通过拉伸试验机测试试件热延伸性能。研究结果显示:采用LDPE19E低密度聚乙烯为主原料制成的试件拉伸强度与热延伸性能测试结果可达到标准要求;在试件内硅烷用量较低的条件下,随着硅烷用量逐渐增多试件拉伸强度与永久变形率分别呈现上升与下降趋势,在试件内硅烷用量达到2.5份的条件下,试件拉伸强度与永久变形率均随硅烷用量提升而下降;当挤出温度处于188℃±3℃时,凝胶含量达到最高值,可达60%以上。

通信电缆交联聚乙烯材料耐湿热性能研究

通信电缆交联聚乙烯材料的耐湿热性能对通信电缆的使用寿命存在显著影响,提出一种通信电缆交联聚乙烯材料耐湿热性能研究方法,通过硅烷交联聚乙烯技术制作通信电缆交联聚乙烯材料,并在该材料中加入聚乙烯基吡咯烷酮、混杂纤维增强环氧树脂复合材料,通过水煮模拟湿热老化环境,依次测试两种通信电缆交联聚乙烯材料耐湿热性能。测试结果显示:在湿热老化环境中,加入质量分数6%聚乙烯基吡咯烷酮后通信电缆交联聚乙烯材料的可弯曲强度、弯曲保持度、抗冲击强度、尺寸稳定性最高;在湿热老化环境中,加入厚度为6.6mm混杂纤维增强环氧树脂复合材料后通信电缆交联聚乙烯材料耐湿热性能最佳。

一种5kW蓄电池充电器的仿真设计

蓄电池在新能源储能方面有着重要的作用,本文详细介绍了一种蓄电池充电系统的拓扑结构,分析了系统的工作原理。详细分析了系统的小信号模型,并设计了系统电流控制器的参数,通过MATLAB搭建了系统的仿真模型。仿真表明设计的蓄电池充电器的电流纹波小、动态响应快,充分说明了设计的正确性。

基于卫星定位的激光清障瞄准和切割方法

以清除输电线路或城市景观高处障碍物为目的,提出基于RTK高精度卫星定位的无人机激光清障瞄准和切割方法。该方法使用无人机搭载激光清障设备执行高空障碍物清除任务,通过RTK定位技术通过修正卫星GPS载波相位方式定位无人机飞行位置后,利用激光边界抛物线模型拟合激光切割点的边缘,得到激光切割障碍物时最佳拟合边界抛物线,实现人机激光清障瞄准。当无人机搭载激光清障装置瞄准障碍物后,用户使用激光清障控制程序,控制激光清障装置内的激光器,完成障碍物切割任务。

基于SAR图像的输电杆塔泥石流安全距离研究

为了防止输电线路杆塔遭受泥石流冲击的影响,以合成孔径雷达对泥石流易发地区的卫星图像为基础,利用Lee滤波来减弱亮度值的波动和散斑噪声,更准确地提取和识别特征信息,运用Otsu阈值分割方法形成二值图像,将杆塔到山顶的最短距离、搜索区域内泥石流比和塔基与山顶的高程作为评价杆塔危险程度的指标,设计了基于塔中心距离和塔基网格距离与泥石流最短距离的快速搜索识别算法。经过案例分析,得出所提出的故障识别算法能够识别输电杆塔距离的精度较高,验证了故障识别算法的可行性和有效性。

超级电容器储能系统放电模式控制设计

针对电网供电系统存在用电负荷和电能供应不平衡问题,设计了超级电容器储能系统。对设计的超级电容器储能系统两种工作模式(充电储能模式和放电释能模式)进行了介绍,对超级电容器储能系统放电释能运行模式时的双向DC/DC变流器工作方式进行了分析,同时设计了电压电流双闭环控制参数,通过MATLAB搭建了系统的仿真模型。仿真结果表明,通过对双向DC/DC变流器在超级电容器放电工作模式时的双闭环控制,有效地实现了对超级电容放电释能过程的控制以及直流母线电压恒定的控制。