输电线路巡检无人机电磁场避障与路径规划

董灵鹏，丁 建，汤培良，曹浩楠，邹国平，杨仕友

（1.浙江大学 电气工程学院，杭州 310027；2.国网浙江省电力有限公司检修分公司，杭州 311232；3.杭州格创新能源有限公司，杭州 310019）

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近年来，随着我国经济的持续快速发展，电网的规模和输送能力日益壮大。以浙江为例，2010—2020 年浙江省电力有限公司110～1 000 kV架空输电线路从28 903 km 增长到超过50 000 km，整体增长超过1.7 倍。但相应的输电线路运检人员的数量并没有成比例增长，且高压线路走廊经常跨越通信盲区、交通死区和无人区，线路的运维和故障排查异常困难，因此传统的人工巡线方式难以满足要求[1-2]。而无人机线路巡检具有精度高、视角宽广、安全性好和不受地形环境限制等诸多优点，在国内外电力行业得到了广泛应用[3-5]。

考虑到图像的清晰度与飞行的安全性，一般要求无人机与输电线的距离控制在10～30 m[6-7]。某电力科学研究院已开展基于无人机平台的多传感器集成巡检系统研究，并取得了阶段性成果[8-9]，但输电线路的精确距离控制还是一个难题。激光雷达测距技术从2005 年开始逐渐应用到输电线路勘测设计中，但其不能直观地表示障碍物，且不适用于移动测量[10-13]。三维空间扫描可以准确地给出障碍物与输电线路的相对距离，但扫描系统价格昂贵，动辄数百万美元，且仪器的质量、体积和功率均较大，不宜搭载在无人机上[14-15]。红外检测技术具有非接触性、安全可靠、检测速度快、判断准确和操作方便等优点，但其后续的数据处理比较繁琐。……