本文關(guān)鍵詞：基于GPS導(dǎo)航無人機巡線指揮系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：220kV及以上電壓等級的高壓輸電線路，一般都會經(jīng)過山川、樹林以及湖泊等傳統(tǒng)的人工作業(yè)需要花費大量時間，甚至無法進(jìn)行巡查的區(qū)域，巡查效率、觀察效果和作業(yè)安全無法得到保障，而采用無人機對輸電線路進(jìn)行巡檢能夠?qū)旊娋�路進(jìn)行高效、非接觸式的巡檢作業(yè)，能提高巡檢質(zhì)量，并確保巡檢作業(yè)人員安全。 無人機巡檢區(qū)域多為低空領(lǐng)域，地形和小氣候環(huán)境復(fù)雜多變，存在電力桿塔、線路、樹木、建筑物等障礙，作業(yè)場地也限制了無人機無法隨時安全起降。旋翼無人機對起飛和降落場地?zé)o特殊要求，能夠在空中懸停作業(yè)，飛行轉(zhuǎn)彎弧度小，，因此采用旋翼無人機對輸電線路進(jìn)行詳細(xì)巡視。四旋翼無人機由于航程和自身性能約束，僅能對輸電線路桿塔及桿塔附近線路進(jìn)行巡線。 輸電線路的結(jié)構(gòu)較為緊湊，巡檢作業(yè)目標(biāo)較多，為了使無人機在巡檢過程中不會對輸電線路安全造成影響，同時提高無人機巡線的效率，需要根據(jù)無人機的控制方式規(guī)劃無人機的巡檢路徑并進(jìn)行路徑優(yōu)化。在優(yōu)化過程中，充分考慮了實際巡線中無人機飛行航偏角、威脅約束和能耗最省等因素，并將蟻群算法應(yīng)用于輸電線路無人機巡檢規(guī)劃路徑規(guī)劃中，優(yōu)化后的路徑能有效提高巡檢質(zhì)量和巡檢效率。 本文在總結(jié)巡檢作業(yè)流程和巡檢路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)上，分析系統(tǒng)的功能，設(shè)計了無人機巡線指揮系統(tǒng)。通過作業(yè)前準(zhǔn)備，確定巡檢作業(yè)輸電線路段和巡檢作業(yè)目標(biāo)，實現(xiàn)巡檢作業(yè)環(huán)境生成；確定巡檢目標(biāo)，采用蟻群算法對巡檢路徑進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)巡檢作業(yè)路徑；基于GPS導(dǎo)航技術(shù)，實現(xiàn)了自動巡檢作業(yè)、實時航跡坐標(biāo)顯示等功能；通過無線通訊模塊，實現(xiàn)巡檢視頻接收和顯示。對巡檢拍攝的圖像，通過圖像處理實現(xiàn)故障分析診斷；巡檢流程結(jié)束，實現(xiàn)對巡檢任務(wù)信息保存和打印。 通過對無人機巡線指揮系統(tǒng)進(jìn)行測試，系統(tǒng)能夠按照無人機巡檢作業(yè)流程，對無人機巡檢任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，完成輸電線路巡檢工作。巡線指揮系統(tǒng)的應(yīng)用明顯提高巡檢效率和效果，能進(jìn)一步降低進(jìn)行人工故障識別的難度。
【關(guān)鍵詞】：無人機 路徑優(yōu)化 蟻群算法 巡線指揮
【學(xué)位授予單位】：武漢科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P228.4;V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 無人機巡檢作業(yè)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 巡檢路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀11
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容11-13
• 第2章 無人機巡檢作業(yè)系統(tǒng)規(guī)劃13-24
• 2.1 無人機飛行原理13-14
• 2.2 無人機巡檢作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)14-16
• 2.3 巡檢作業(yè)內(nèi)容的分類及無人機的選取16-18
• 2.3.1 巡檢內(nèi)容的分類16-17
• 2.3.2 適宜機型的選擇17-18
• 2.4 無人機巡檢路徑規(guī)劃分析18-19
• 2.5 無人機巡檢作業(yè)流程19-21
• 2.6 作業(yè)安全距離21-22
• 2.7 小結(jié)22-24
• 第3章 無人機巡線指揮系統(tǒng)設(shè)計24-36
• 3.1 指揮平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)24
• 3.2 無人機起飛準(zhǔn)備模塊設(shè)計24-26
• 3.3 GPS 導(dǎo)航模塊26-32
• 3.3.1 坐標(biāo)系統(tǒng)與投影變換26-29
• 3.3.2 導(dǎo)航數(shù)據(jù)的格式29-30
• 3.3.3 導(dǎo)航數(shù)據(jù)的提取30
• 3.3.4 導(dǎo)航數(shù)據(jù)顯示30
• 3.3.5 飛行預(yù)警提示30-32
• 3.4 通訊控制模塊32-33
• 3.5 圖像視頻的顯示33-34
• 3.6 巡檢數(shù)據(jù)存儲34-36
• 第4章 基于蟻群算法的路徑規(guī)劃36-47
• 4.1 引言36
• 4.2 蟻群算法原理36-40
• 4.2.1 蟻群算法的系統(tǒng)模型37-39
• 4.2.2 蟻群算法的主要流程39-40
• 4.3 基于蟻群算法的巡檢路徑約束40-42
• 4.4 蟻群算法在巡檢路徑規(guī)劃中應(yīng)用42-43
• 4.5 巡檢路徑規(guī)劃仿真實驗與結(jié)論43-46
• 4.6 小結(jié)46-47
• 第5章 巡檢作業(yè)指揮系統(tǒng)調(diào)試47-55
• 5.1 測試環(huán)境47
• 5.2 測試內(nèi)容47-53
• 5.2.1 作業(yè)前準(zhǔn)備測試47-48
• 5.2.2 巡檢作業(yè)環(huán)境生成48-49
• 5.2.3 路徑規(guī)劃49-50
• 5.2.4 數(shù)據(jù)傳輸50
• 5.2.5 巡檢數(shù)據(jù)的接收和顯示50-52
• 5.2.6 圖像的保存以及圖像處理52-53
• 5.2.7 巡檢任務(wù)的保存53
• 5.3 測試結(jié)論53-55
• 第6章 總結(jié)與展望55-57
• 6.1 總結(jié)55
• 6.2 展望55-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 附錄 1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文61-62
• 附錄 2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目62-63
• 詳細(xì)摘要63-68

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于GPS導(dǎo)航無人機巡線指揮系統(tǒng)設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：440497