基于四旋翼无人机的输电线路巡检实时自主跟踪系统设计

王博文,刘兴东

(国网湖北省电力有限公司检修公司，湖北 武汉 430064)

1 引言

近年来使用无人机(UAVs)进行输电线路巡检引起了相关领域的高度重视。使用无人机激光雷达或摄像头在输电线路巡检中可以提高检测精度和效率。而在各类无人机中，由于四旋翼直升机独特的无跑道着陆/起飞，盘旋和自由飞行特性，易于携带和轻便性，所以是执行此任务的绝佳工具。

如今已有大量文献关注此问题。文献[1]在一个传输线场景提出了使用激光雷达数据的分类方法。文献[2-4]介绍了输电线路巡检方法，设计与实现了激光雷达传感器硬件。文献[5]使用了激光雷达和立体视觉的组合用于旋翼机无人机障碍物的避免。文献[6]在路径规划提出了避障方法。文献[7]提出使用相机进行检测高传输线高效图像分割方法。文献[8]介绍一种基于计算机视觉的输电线路巡检系统。

输电线路巡检在无人机上使用激光雷达或摄像机已经被广泛研究。然而，四旋翼无人机在输电线路巡检中的一般应用是利用安装在四旋翼无人机本体上的摄像机跟踪预定路径点产生的轨迹，拍摄图像或视频。视频记录的图片只能在任务完成后离线分析，拍摄的视频也被先发送到地面站，再通过使用远程控制器进行避障和轨迹修剪，使其更容易与无人机进行交互。但是这种方法由于高质量的实时视频传输对带宽和电磁场的要求非常高，使得四旋翼无人机在传输线附近的操作非常困难，限制了此类应用的范围。……