启发式快速探索随机树的电力杆塔三维航线规划研究

为了完成对电力杆塔运行状态的有效监测与故障诊断,要求无人机规划最优三维航线。文章基于快速探索随机树(rapidly exploring random trees,RRT)算法,提出一种启发策略的无碰撞三维航线规划方法,该方法集成启发式搜索策略进行代价函数设计,加速算法收敛,确保航线最优。在仿真环境与实际场景下的实验结果表明,同传统的RRT与改进的RRT*算法相比,本方法针对电力杆塔所规划的无碰撞三维航线,具有稳定可靠的最短路径长度,能够满足智能监测的应用需求。

基于知识图谱的电力杆塔主要构件识别方法研究

电力杆塔主要构件的图像识别是无人机巡检的主要内容,准确识别杆塔构件对保障电网运行具有重要价值。为此,提出一种基于深度学习和知识图谱的电力杆塔主要构件识别方法。首先,建立不同构件类型的拓扑关系,形成杆塔空间知识图谱;其次,设计语义关系推理模型,融合构件语义特征与拓扑关系,得到增强特征;最后,拼接增强特征与原始特征,实现特征融合。实验表明:在未架线电力杆塔多目标识别方面,所提方法比Reasoning-RCNN、Cascade-RCNN及Faster-RCNN的识别效果好,能够精准识别杆塔主要构件,对无人机电力巡检具有参考价值。

电力杆塔倾角和沉降状态组网监测系统设计

电力杆塔倾斜、沉降导致输电线路、通信网络中断的事故日益增多。电力杆塔倾角和沉降状态组网监测系统在实时监测杆塔状态的同时,可实现数据4G通信上传等功能,及时发现杆塔故障,对降低停电、通信中断的风险具有重要意义。论文提出了一种基于ARM微处理器开发的用于监测电力杆塔倾角和沉降状态的系统,对涉及的硬件、软件进行了详细介绍。测试结果表明,该测试系统能实现相应的功能,且设备使用太阳能板加蓄电池组合供电,实用性强。

一种电力杆塔攀爬机器人的设计与实现

为满足输电杆塔选件及维护工作智能化发展的需求,提出一种电力杆塔攀爬机器人的设计方案。从机器人组成、机械机构设计及控制系统设计等方面出发,详细论述了攀爬机器人的设计方案,重点介绍了电磁吸附为主、机械夹持为辅的复合式夹持机构和控制逻辑,并制作攀爬机器人样机,在模拟环境中进行实验。实际运行结果证明,设计的攀爬机器人具有行进与越障攀爬能力,实用价值高。

基于改进R3det的无人机电力杆塔倾斜程度检测

无人机巡检图像中的电力杆塔具有多姿态、大长宽比等特点,难以利用特有的先验知识来准确定位和判别不同倾斜程度的杆塔。本文提出了一种改进的R3det网络模型(Multi-Head-KF-R3det),可提高电力杆塔倾斜程度检测精度。首先,在原始R3det中引入倾斜程度分支,实现了电力杆塔类别和倾斜程度的判别以及电力杆塔的准确定位。然后,将基于卡尔曼滤波的旋转交并比损失项引入回归损失函数中,在不增加额外超参的情况下,进一步提升了模型整体检测精度以及倾斜程度检测召回率。最后,基于Ghost轻量化网络设计原理对改进后的模型进行合理压缩,为模型在嵌入式设备中的部署奠定基础。实验结果表明,Multi-Head-KF-R3det在多尺度和多姿态的电力杆塔数据集上检测精度和召回率分别可达94.5%和94.9%。

油田电力杆塔筑起东方白鹳“安乐窝”

每逢迁徙的季节,在中国石化胜利油田油区便可看到东方白鹳姿态轻快而优美的在空中盘旋滑翔,时而在树干衔草营巢,时而入草地沼泽觅食……据山东东营市观鸟协会提供的数据显示,自2019年以来,在胜利油田所属的电力杆塔上,东方白鹳的筑巢数量从80多巢增加到200多巢,东方白鹳数量也从200多只增加到2000多只。

基于GIS的台风灾害范围内电力杆塔信息统计技术研究

我国电力行业发展迅速,输电线路投入使用数量不断增加,输电线路安全会对人民的生活造成影响。我国每年夏季、秋季会遭遇台风灾害,且次数较多,但每次台风灾害都会影响输电线路的安全。快速获取台风区域内收影响的电力杆塔信息,能够评估灾后电力恢复速度、电力恢复受损。基于此,本文在GIS基础上提出基于Arcgis空间分析系统,该系统在实际应用中能够快速获取杆塔信息,能够评估台风灾害范围内的电力杆塔信息,具有十分重要的意义。

基于无人机技术的电力杆塔检测和维护系统设计

针对电力杆塔的检测和维护问题,设计了一套基于无人机技术的检测和维护系统。介绍了无人机技术在电力杆塔检测和维护中的应用现状、优势和局限性。通过无人机的灵活性、高效性、低成本和安全性等优势,该系统能够提高检测和维护的效率和准确性。文章详细描述了系统的架构设计、硬件设计和软件设计,包括电力杆塔识别、缺陷检测和维护决策等算法的设计。实验设计、数据采集和分析结果验证了系统的可行性和效果。电力杆塔识别算法达到90%以上的分类准确率,缺陷检测算法达到80%以上的检测准确率,维护决策算法实现了对不同缺陷的维护决策。总结了研究工作并展望了未来的研究方向,包括进一步优化算法性能、拓展系统功能和应用场景,提高实用性和用户友好性,并加强系统的实时性和自动化水平。这将进一步推动电力杆塔检测和维护系统的发展,提升电力行业的安全性和效率。

基于改进RRT的无人机电力杆塔巡检路径规划

为了达到无人机在电力输电线路环境中能够进行有效的路径规划以及轨迹跟踪的目的,立足于RRT(Rapidly Exploring Random Trees)算法,提出一种在电力输电线路中适用于无人机的路径规划算法.该算法在融合无人机的动力学特性,及RRT扩展的随机性的基础上,通过设计最大航向角以及路径高度的约束,使得规划的路径在高度方向上向目标点渐进逼近,并能克服传统RRT在狭窄空间规划失败的问题.算法在ROS(Robot Operating System)-Gazebo环境中进行了仿真试验,验证了该算法在电力输电线路环境下的实用性.

基于数值电磁场仿真计算的电力杆塔雷击浪涌响应研究

在分析天线电磁场理论的基础上,利用由该理论建立的数值电磁场仿真程序,计算了电力输电线路杆塔浪涌响应,并与传输线理论计算的浪涌响应进行了对比,证明采用数值电磁场方法计算杆塔雷击浪涌响应是可行的,可以用来计算雷击杆塔时架空线路上的感应过电压值。

电力杆塔倾斜预警装置的设计与研究

为解决煤矿采空区电力杆塔稳定性差,容易因杆塔倾斜造成扩大事故的问题,设计了基于DSP2812芯片的电力杆塔倾斜预警测量装置。该装置将监测到的杆塔倾斜度与线路设计参数进行综合比较,完成电力杆塔倾斜度、倾斜角的预警,并通过全球移动通信系统-通用分组无线服务技术(global system for mobile communica-tions-general packet radio service,GSM/GPRS)无线模块将数据上传到上位机,实现对煤矿采空区电力杆塔的实时监测和预警。

基于FBG的电力杆塔倾角传感器研究

电力杆塔监测对保证输电线路运行安全具有重要意义。对基于光纤Bragg光栅（FBG）的电力杆塔倾角传感器进行研究，底端固定于传感器外壳上的等强度悬臂梁自由端挂有重物，且在等强度悬臂梁两侧对称中心线上各粘贴一个FBG。电力杆塔发生倾斜时，重物带动等强度悬臂梁自由端产生挠度，使FBG产生中心波长移位，对中心波长进行监测即可实现杆塔倾斜角度测量。实验表明：测量小角度（小于15°）时，重复性误差为l％Fs，非线性误差为0．4％FS，滞后误差为0．8％FS；测量大角度（15°-45°）时，重复性误差为1．5％FS，非线性误差为0．77％FS，滞后误差为1．1％FS。

电力杆塔监控系统中电子地图的设计研究

针对使用专业地理信息系统(GIS)平台开发应用于电力系统的电子地图,提出了运用Google地图制作电子地图的方法。该方法分析介绍了Google地图的命名规则和下载技术,开发出了简易的地图编辑软件。最终将Google地图加载到该编辑软件中,来制作应用于电力杆塔监控的电子地图。使用该方法制作出的电子地图拥有信息表达、放大、缩小、显示特定区域等专业平台地图的功能,并且还具备成本低廉、运行可靠、画面丰富等优点。

山体滑坡及电力杆塔测斜在线监测系统

山体滑坡及电力杆塔在线监测系统是基于物联网技术实现对山体滑坡和杆塔倾斜进行实时监测,系统通过高精度GPS定位、测斜传感器、风速风向传感器和雨量计综合实现对山体滑坡情况和电力杆塔倾斜情况进行监测。并通过系统自带3G无线数据传输单元把获得的状态数据发送到系统后台服务系统。该系统能快速定位因各种原因引起倾斜杆塔的位置,使的管理人员能够快速对倾斜杆塔采取必要措施,确保杆塔安全使用。该系统的实施提高了对杆塔的整体监控能力,有力保障了电力供应系统安全、稳定、高效的运行。

物联网在电力杆塔状态监测中的应用

针对国内目前电力杆塔状态监测系统存在的信息容量小、管理查询不便等问题,提出了将传感技术和物联网技术相融合的新思路。通过对模型硬件组成、技术方法的介绍和实验结果的分析,说明引入物联网技术对提高电力杆塔状态监测的工作效率,提升电力部门信息管理的能力具有重要的现实意义。

基于混合算法的电力杆塔巡检实时航迹规划

传统的电力杆塔拍摄视点顺序固定,多旋翼无人机巡检距离并非最优;同时,随着维度增加,航迹规划算法空间复杂度呈指数增长,不能满足实时规划航迹的需求。针对以上问题,提出一种基于蚁群和A*混合算法(ACO-A*)的电力杆塔巡检三维航迹规划方法。该方法分为全局规划和局部规划,全局规划利用改进蚁群算法找到覆盖所有视点的较优路径,并通过算法判断路径是否经过障碍物,再运用A*算法局部规划。仿真结果表明:ACO-A*算法规划的航迹长度比《架空输电线路无人机巡检影像拍摄指导手册》规定的巡检航迹降低了16.85%;ACO-A*算法路径规划时间比A*算法降低了99.68%。因此本方法既节约了巡检能耗,又提高了航迹规划的效率。

无人机激光雷达点云电力杆塔倾斜状态测量

针对传统杆塔倾斜度测量方法难度大、强度大、效率低的问题,提出了一种基于无人机激光雷达点云的电力杆塔倾斜率精准测量方法。该方法利用无人机LiDAR电力巡线获取的散乱杆塔三维激光点云,通过拟合塔身结构来计算杆塔中心线,进而计算杆塔倾斜率。为验证方法的有效性,挑选了6种类型共18个电力杆塔,分析点云密度对倾斜检测算法的影响,并计算倾斜检测算法的精度。结果显示电力杆塔倾斜角测量的平均相对误差小于0.7°,证明了该方法的有效性和正确性。

基于无人机图像的电力杆塔倾斜检测

针对航拍图像中电力杆塔倾斜的自动识别,提出了一种基于杆塔结构知识模型和航拍方案相结合的杆塔姿态倾斜检测算法。首先,对图像中的线段特征进行检测和提取。其次,借助基于杆塔结构知识模型的交叉点分析法对线段进行分类同时对杆塔进行识别,提取能够表征杆塔的主要轮廓,并根据主要轮廓进行中轴的提取。最后,根据航拍成像的特点,提出一种简单的电力杆塔巡检航拍方案。并依据所提出的方案选取地面法线的参考方向,根据地面法线参考方向与杆塔中轴的夹角对杆塔的倾斜进行判决。实验证明,改进方法能够有效识别杆塔,并对杆塔的倾斜进行检测。

基于航空数字摄影测量的电力杆塔定位技术

人工测绘电力杆塔三维坐标有相当难度,这影响了地理信息系统在线路管理中的应用。简要介绍了航空数字摄影测量技术,阐述了基于航空数字摄影测量的电力杆塔定位技术的作业流程。经在宁波地区的实践表明,航空数字摄影测量技术较常规测量有显著优势,并取得了良好的应用效果。

电磁探测中对电力杆塔作用范围的影响因素研究

地下采空区对地表电力设施的安全稳定运行构成重大威胁,对采空区进行合理探测可以有效减小事故发生的可能性。架设输电线路所用的电力杆塔大多采用铁质材料制成,具有高电导率和高磁导率特性,极易对采空区检测的电磁信号造成影响。借助相关仿真软件构造了三维电力杆塔下采空区模型,研究分析了激励区域、注入电流、激励模式、杆塔体积和杆塔半径对杆塔作用范围的影响。结果表明,电力杆塔会对流经其附近的电磁信号造成严重影响,且在杆塔中心附近影响最为突出,但激励区域和注入电流的改变并不会改变杆塔的作用范围。在电力杆塔附近采空区进行电磁探测时,宜采用相对远距离发射激励信号,同时检测电力杆塔附近信号或去除电力杆塔附近探测数据,可在一定程度上减小电力杆塔对采空区电磁探测的影响。