【摘要】：輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分,由于我國國土遼闊,輸電線路需要穿越各種地形地貌復(fù)雜和氣候迥異的區(qū)域,這就使得我國輸電線路的運(yùn)行維護(hù)需要面對多種挑戰(zhàn)。隨著智能運(yùn)維的推進(jìn),輸電線路的無人機(jī)巡檢需求日益增長。這種先進(jìn)的巡檢模式,通過無人機(jī)攜帶可見光攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)、激光雷達(dá)以及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)等裝置對輸電線路的機(jī)械外觀、發(fā)熱異常部位、外部環(huán)境異常等進(jìn)行檢測并定位,大大提高了輸電線路的巡檢效率、降低了巡檢的危險(xiǎn)性。同時(shí),也使檢測獲得的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確,異常情況的發(fā)現(xiàn)更為及時(shí)。目前,我國部分電力公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)對輸電線路的自動飛行巡檢,不僅能夠發(fā)現(xiàn)輸電線路上的異物、絕緣子的污跡及損壞、防震錘滑移、線夾偏移等問題,而且還能夠發(fā)現(xiàn)金具生銹和腐蝕、螺栓螺帽松動和開口銷缺失等異常。但是,尚未能對無人機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行完全自動識別;對于某些無人機(jī)自主飛行有難度的空域,比如,輸電線路周圍環(huán)境建筑物或樹木高大的空域,還必須依靠人工到現(xiàn)場精準(zhǔn)遙控多旋翼無人機(jī)進(jìn)行巡檢。因此,如何提升輸電線路無人機(jī)自主巡檢的作業(yè)范圍和作業(yè)效果仍是一個(gè)需要深入研究且具有重要理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的課題�；谏鲜霰尘�,本文擬研究周圍空域障礙物復(fù)雜的輸電線路的無人機(jī)自動巡檢問題,并研究無人機(jī)遙控器的機(jī)器人自動遙控方法,以應(yīng)對控制協(xié)議未能獲得的情況下的無人機(jī)自動遙控問題。針對周圍空域障礙物復(fù)雜的輸電線路的精準(zhǔn)巡檢需求,重點(diǎn)研究搭載無人機(jī)的輪式機(jī)器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其變結(jié)構(gòu)方法,以及無人機(jī)遙控器的自動控制方法,主要內(nèi)容包括:(1)搭載無人機(jī)的輪式機(jī)器人平臺。該平臺的設(shè)計(jì)包括兩部分內(nèi)容,第一部分為可獨(dú)立轉(zhuǎn)向的車輪,以解決輪式機(jī)器人平臺在野外復(fù)雜地形行駛中遇到的緊急避障、緊急制動、坡道駐車等問題;第二部分為可以靈活拉伸至大于2倍車體寬度的橫向伸縮結(jié)構(gòu),以滿足無人機(jī)的搭載、起飛和降落等功能需求。(2)多旋翼無人機(jī)遙控器的自動控制系統(tǒng)。在未能獲得無人機(jī)廠商的控制協(xié)議時(shí),為開發(fā)者提供一種自動控制多旋翼無人機(jī)巡檢作業(yè)的新方法。本文給出了該多旋翼無人機(jī)遙控器自動控制系統(tǒng)的控制原理、電路設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)和控制信號時(shí)序邏輯。(3)無人機(jī)遙控器自動控制系統(tǒng)的仿真測試。本文給出了無人機(jī)遙控器自主控制的軟件設(shè)計(jì),使用仿真調(diào)參軟件DJI Assistant 2模擬無人機(jī)在虛擬環(huán)境中的起飛控制、飛行姿態(tài)控制和降落控制等自動控制過程,以及仿真測試過程的飛行路線及飛行數(shù)據(jù)。本文最后,對全文進(jìn)行了總結(jié),并說明了論文工作存在的不足,展望了未來需要進(jìn)一步研究的問題。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM75
【圖文】：

（a） （b）圖 1-1 輸電線路巡檢中無人機(jī)自主飛行有難度的空域（2）通常，無人機(jī)廠商對某些機(jī)型的無人機(jī)采取一些技術(shù)保護(hù)手段，并不會發(fā)者開放這些機(jī)型的控制協(xié)議與開發(fā)權(quán)限。當(dāng)電力行業(yè)的開發(fā)者選擇這些無人機(jī)輸電線路巡檢的研究工作時(shí)，是無法對無人機(jī)進(jìn)行二次開發(fā)工作的，更無法利用無人機(jī)設(shè)計(jì)適用的巡查檢修方案和航線規(guī)劃方案。.4 本文創(chuàng)新點(diǎn)及主要研究工作.4.1 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)基于 1.3 中提出的現(xiàn)有研究方法的局限性，本文研究工作的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：（1）為了進(jìn)一步實(shí)提升巡檢的智能化和自主化程度，本文設(shè)計(jì)了一種可搭載機(jī)的輪式機(jī)器人平臺，該平臺既可以滿足基本的行駛功能，如前進(jìn)/后退、坡道駐車急避障、緊急制動等，也可以滿足巡檢無人機(jī)的搭載、起飛和降落的功能。

圖 1-2 本文各章節(jié)聯(lián)系第一章為緒論，首先介紹了本文的研究背景和研究意義，其次總結(jié)了架空輸用無人機(jī)巡檢技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及現(xiàn)有研究的局限性，最后簡要介紹了要研究工作及各個(gè)章節(jié)的安排。第二章為多旋翼無人機(jī)遙控器自動控制系統(tǒng)及輪式機(jī)器人平臺的整體概述，論文的兩個(gè)組成部分：可搭載無人機(jī)的輪式機(jī)器人和基于該平臺的多旋翼無器自動控制系統(tǒng)。第三章為輪式機(jī)器人平臺的設(shè)計(jì)與控制，為提升輸電線路無人機(jī)巡檢需的自，設(shè)計(jì)了該平臺的兩種主要結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)搭載無人機(jī)的輪式機(jī)器人平臺行種運(yùn)動狀態(tài)以及對巡檢無人機(jī)的搭載和起飛降落階段平臺的變結(jié)構(gòu)功能。第四章為多旋翼無人機(jī)遙控器自動控制系統(tǒng)。首先從巡檢無人機(jī)的作業(yè)要求控器各按鍵的功能和控制方法將其分為兩類，其次對兩類按鍵分別設(shè)計(jì)了對遙控裝置，以實(shí)現(xiàn)輸電線路巡檢過程中，對無人機(jī)飛行動作和對輸電線路桿

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2732997