隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,電力能源的需求日益旺盛。在未來的幾年里,我國將會建設更多的高壓輸電線路。輸電線路和電力桿塔作為電力傳輸?shù)闹饕考?長期暴露在野外環(huán)境中,由于地質(zhì)災害或其自身老化等因素的影響,極易發(fā)生損壞,因而電力公司需定期對輸電線路進行巡檢。目前以人工巡檢為主的巡檢方式已無法滿足電力行業(yè)對于先進的巡檢技術(shù)、更高的巡檢效率和較低的巡檢成本的發(fā)展要求。基于無人機的輸電線路自動跟蹤技術(shù)是實現(xiàn)無人機輸電線路自主巡檢的一部分。本文將從以下幾個方面進行闡述:(1)分析無人機電力線路的自動跟蹤問題,設計和搭建無人機電力線路自動跟蹤實驗平臺,并闡述其軟件結(jié)構(gòu)。該實驗平臺包括無人機端和地面站端。無人機端將航拍的電力線路圖像信息實時傳送至地面站端,地面站端對圖像信息進行加工處理,識別出電力線路的走向信息并將其反饋至無人機端,無人機端根據(jù)地面站端反饋的電力線路走向信息調(diào)整運行方向,從而實現(xiàn)無人機對電力線的自動跟蹤。(2)分析了航拍圖像的預處理過程,包括圖像的灰度化、均衡化、圖像復原以及圖像分割過程。分析了引起圖像退化的噪聲類型并分別采用了高斯濾波對航拍圖像進行了復原。對比實驗了全局自適應閾值分割法、局部自適應閾值分割法和最大信息熵法三種圖像分割算法,分析實驗結(jié)果后,選取了局部自適應閾值分割法作為本文的圖像分割法。(3)從航拍圖像中提取輸電線路信息分三步完成,邊緣檢測、電力線的識別、電力線的擬合。對比實驗了Sobel算法、Laplacian算法和Canny算法對圖像邊緣檢測的效果,對比實驗了Hough變換法、LSD法識別輸電線路的效果。將識別出來的直線進行分類來擬合輸電線路。(4)根據(jù)相機成像原理,校正了無人機航拍圖像,并計算了無人機與輸電線路的相對位置關(guān)系,基于卡爾曼濾波跟蹤方法建立了無人機自主跟蹤模型,并利用Matlab軟件進行仿真實驗。(5)根據(jù)上述選用的方法,利用Visual C++設計語言和OpenCV計算機視覺庫設計了航拍圖像實時處理軟件。
【學位單位】：中國計量大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM75
【部分圖文】：

人工巡檢

且極易出現(xiàn)漏檢或誤檢等情況。圖 1.1 人工巡檢載人直升機巡檢是近十年來電力公司采用較多的一種巡檢方式，如圖 1.2。巡檢人員通過搭乘直升機，利用可見光相機或者紅外熱成像儀對電力線路進行遠距離的檢查，或者在直升機落地后觀察攝像機拍攝的視頻進行檢查。該種巡檢方式需配備專業(yè)的飛行人員和巡視人員，機動性強、效率高，但是不夠靈活、巡檢成本昂貴、申請繁瑣、易受天氣等因素影響。

圖 1.3 巡線機器人巡檢無人機是指以無人飛行器為載體，通過搭載紅外等檢測設備，采用無遙控裝置或者程序控制，實現(xiàn)電力線路巡檢。無人飛行器包括了旋翼無人機人直升機和固定翼飛行器，如圖 1.4，分別展現(xiàn)了旋翼無人機巡檢和無人直巡檢。無人機巡檢具有機動性強、安全系數(shù)高、效率高、使用和維護費用低點。

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