基于单目视觉输电线路精细化巡检方法

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作者 王文帅 韩军 +1 位作者 胡广怡 陈炣燏 《计算机应用》 北大核心 2025年第5期1694-1702,共9页

针对当前输电线路等空中人造目标的无人机(UAV)精细化巡检轨迹生成方法繁琐、精度不高以及未能以最佳角度拍摄人造目标局部细节等问题,提出一种可以用于输电线路的UAV精细化巡检的实时深度感知与实时线路部件分割定位算法,并构建输电线... 针对当前输电线路等空中人造目标的无人机(UAV)精细化巡检轨迹生成方法繁琐、精度不高以及未能以最佳角度拍摄人造目标局部细节等问题,提出一种可以用于输电线路的UAV精细化巡检的实时深度感知与实时线路部件分割定位算法,并构建输电线路单目视觉感知定位导航的最优巡检点路径。通过实时量化调整巡检过程中UAV位置与云台相机拍摄角度,该方法既保证UAV巡检时始终保持安全巡检距离,又使得云台相机能够清晰准确地拍摄包含待巡检目标的图像。采用大疆UAV采集的真实输电线路图像数据和Unreal Engine 4(虚幻引擎)场景下的输电线路图像数据进行实验仿真验证。结果表明,优化的深度感知算法与线路部件分割定位算法能够满足实时性要求。在深度感知与分割定位输出信息的指导下,这些算法能够将UAV位置和云台相机姿态调整为最佳,进而获得高质量的输电线路UAV巡检图像,且最终生成的输电线路精细化巡检轨迹能显著提高运维人员的巡检效率。 展开更多

关键词 输电线路部件 深度感知 分割定位 精细化巡检轨迹 人造目标

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复杂地形区域输电线路无人机自主巡检方法研究 被引量：5

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作者 金涛 黄俊波 +2 位作者 孙斌 李维鹏 谢清宇 《电网与清洁能源》 CSCD 北大核心 2024年第7期107-113,共7页

局域电网范围内输电线路普遍较多,布设复杂度较高,对于复杂地形区域,电网线路运维难度越来越大。为减少手动操作误差,研究了复杂地形区域输电线路无人机自主巡检方法。通过实时动态载波相位差分技术记录飞行航迹坐标,安全检验飞行航迹,... 局域电网范围内输电线路普遍较多,布设复杂度较高,对于复杂地形区域,电网线路运维难度越来越大。为减少手动操作误差,研究了复杂地形区域输电线路无人机自主巡检方法。通过实时动态载波相位差分技术记录飞行航迹坐标,安全检验飞行航迹,设计标准化无人机自主巡检方案;利用卡尔曼滤波消除数据噪声,通过轨迹初始方位点、拍摄位置点、轨迹拐点及轨迹终止方位点来确定轨迹路径;分析地面坐标系与图像坐标系间的内在关系,针对不同场景的拍摄需求,计算匹配点像素坐标,使用视觉迭代法获取飞行过程的无人机三维坐标,开启对焦模式采集输电线路图像,以此实现电网复杂地形区域故障线路的巡检。实验结果表明,针对滚转角、俯仰角以及偏航角3个方面,研究方法下的无人机巡检飞行与期望飞行路线吻合,且16 km的输电线路巡检耗时控制在35 min以内,证明了无人机自主巡检稳定性强、效率快、精度较高,在电网智能化巡检方面具备一定参考价值。 展开更多

关键词 输电线路 无人机 自主巡检 航线轨迹 视觉迭代

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无人飞行器巡检输电线路的杆塔和导线跟踪算法 被引量：25

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作者 吕明 盛戈皞 +2 位作者 张卫东 刘亚东 江秀臣 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期92-97,共6页

研制了一种无人飞行器(UAV)巡线系统,利用可见光相机、红外热像仪、紫外成像仪对输电线路、杆塔、绝缘子等输电设备进行综合检测。提出了一种杆塔和导线跟踪算法,在已知UAV当前位置以及巡检线路中杆塔GPS信息的前提下,利用由GPS信息快... 研制了一种无人飞行器(UAV)巡线系统,利用可见光相机、红外热像仪、紫外成像仪对输电线路、杆塔、绝缘子等输电设备进行综合检测。提出了一种杆塔和导线跟踪算法,在已知UAV当前位置以及巡检线路中杆塔GPS信息的前提下,利用由GPS信息快速计算两点间距离的算法和地理坐标系转换,计算出相机对于杆塔和导线的理想拍摄角度,进一步对云台角度进行自动调节,实现巡线过程中对杆塔和导线的跟踪。同时,文中讨论了该算法对于GPS定位精度的要求,并通过试验证明了该算法的可行性。 展开更多

关键词 无人飞行器 输电线路巡检系统 杆塔跟踪算法 导线跟踪算法

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高压输电线路自动巡线机器人机构设计及在约束条件下的逆运动学分析 被引量：11

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作者 周风余 李贻斌 +1 位作者 王吉岱 肖海荣 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期4-8,共5页

设计了一种全新的输电线路自动巡线机器人的机械结构,介绍了该结构的各个组成部分。通过对巡线机器人系统的力学分析,得到了机器人运动的约束条件,在此约束条件下,采用一种可用于实时控制的循环坐标下降法(cyclic-coordinatedescent,CCD... 设计了一种全新的输电线路自动巡线机器人的机械结构,介绍了该结构的各个组成部分。通过对巡线机器人系统的力学分析,得到了机器人运动的约束条件,在此约束条件下,采用一种可用于实时控制的循环坐标下降法(cyclic-coordinatedescent,CCD)对机器人的逆运动学进行了分析。仿真实验表明,这种迭代算法对于有运动约束系统的逆运动学分析具有较强的适用性,而且具有非常好的收敛性,特别适合于在线计算,便于巡线机器人的实时运动控制,同时验证了机构设计的可行性。 展开更多

关键词 高压输电线路 巡线机器人 机械配置 逆运动学 CCD算法

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约束条件下的巡线机器人逆运动学求解 被引量：8

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作者 李恩 梁自泽 谭民 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期43-48,共6页

高压输电线路巡检机器人是一种多关节悬挂运动机构,要实现其运动控制就需要根据机器人的本身机构特点和悬挂系统的运动约束条件进行运动学分析.本文利用微分扭转法对巡线机器人的正向运动学进行了求解,并通过对机器人悬挂系统的力学分析... 高压输电线路巡检机器人是一种多关节悬挂运动机构,要实现其运动控制就需要根据机器人的本身机构特点和悬挂系统的运动约束条件进行运动学分析.本文利用微分扭转法对巡线机器人的正向运动学进行了求解,并通过对机器人悬挂系统的力学分析,得到了机器人运动学的约束条件,并在这种约束条件下,采用了一种可用来进行实时控制的迭代循环坐标下降(CCD)算法,来进行机器人的逆运动学求解.这种迭代算法对于有运动约束系统的逆运动学求解具有较强的适用性,而且它具有较好的收敛性和有效性,适合于在线计算,便于巡线机器人的实时运动控制. 展开更多

关键词 巡线机器人 逆运动学求解 约束条件 悬挂系统 CCD算法

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基于机器视觉的注塑齿轮缺陷检测系统研究 被引量：10

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作者 陈硕 林洪毅 +2 位作者 卞抱元 赵紫阳 唐旭晟 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第9期1243-1249,共7页

在对齿轮缺陷进行人工检测的过程中,存在检测效率低、人为因素影响大等诸多问题,为此,提出了一种基于机器视觉技术的水表齿轮缺陷检测方法。首先,提出了一种水表齿轮的视觉检测系统的总体方案,并据此构建了检测系统的三维模型;其次,采... 在对齿轮缺陷进行人工检测的过程中,存在检测效率低、人为因素影响大等诸多问题,为此,提出了一种基于机器视觉技术的水表齿轮缺陷检测方法。首先,提出了一种水表齿轮的视觉检测系统的总体方案,并据此构建了检测系统的三维模型;其次,采用中值滤波方式对采集到的图像进行了图像平滑处理,并运用Canny算子完成了对齿轮边缘轮廓的提取;然后,采用图像金字塔与形状匹配相结合的模板匹配算法,找到了齿轮边缘轮廓和模板的位置关系,利用放射变换算法将两者重心变换重合;最后,通过计算两者的Hausdorff距离,提取了模板和待检测齿轮外轮廓间的最大误差以判别次品;并通过搭建测试平台对实际生产的齿轮进行了测试实验,结合实验结果对齿轮缺陷检测系统进行了验证。研究结果表明:该齿轮缺陷检测系统能有效检测出齿轮存在的缺陷,且其误检率低于2%,漏检率低于1%,检测时间不超过40 ms,可满足齿轮缺陷的在线检测要求。 展开更多

关键词 齿轮传动 中值滤波技术 CANNY算子 齿轮边缘轮廓提取 齿轮缺陷在线检测 模板匹配算法 HAUSDORFF距离 图像平滑处理

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基于改进鸽群层级的无人机集群视觉巡检模型 被引量：5

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作者 陈麒 崔昊杨 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1275-1285,共11页

为解决无人机在执行输电线路巡检工作过程中易受环境干扰,以及传统单人单机工作模式巡检效率低下等问题,提出基于改进鸽群层级算法的无人机集群视觉巡检模型。根据载机车辆与待检塔位的GPS坐标计算出启航无人机的初始地标点,并规划运动... 为解决无人机在执行输电线路巡检工作过程中易受环境干扰,以及传统单人单机工作模式巡检效率低下等问题,提出基于改进鸽群层级算法的无人机集群视觉巡检模型。根据载机车辆与待检塔位的GPS坐标计算出启航无人机的初始地标点,并规划运动轨迹;根据当前在巡无人机结束巡检点的位置更新待起飞无人机初始地标,实现启航与在巡无人机巡检地标的动态衔接,完成对地图指南针算子的改进;利用改进的自适应模板匹配算法优化在巡无人机的Adaboost视觉识别系统,通过自适应比对线路间距实现无人机与输电线路间相对位置的自主调整,在动态调节姿态的基础上提高检测质量。实验结果表明:相比于传统鸽群方法,该模型在巡检效率方面的在空巡检时间提高了12%、巡检距离提高了27.5%,风吹、地形变化的情况下巡线质量相比于常规识别模型分别提高了21%和15%。 展开更多

关键词 无人机输电线路巡检 改进鸽群层级算法 改进Adaboost 视觉识别

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输电线路多旋翼无人机精细化自主巡检航迹优化方法 被引量：45

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作者 梁文勇 吴大伟 +3 位作者 谷山强 王海涛 严碧武 刘辉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3054-3061,共8页

为了进一步提高输电线路多旋翼无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)精细化巡检的工作效率,提出了一种基于Douglas-Peucker(DP)算法的单基杆塔无人机巡检航迹优化方法,分别对航行和拍摄阶段的航迹进行冗余航点剔除、航迹平滑处理以及飞... 为了进一步提高输电线路多旋翼无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)精细化巡检的工作效率,提出了一种基于Douglas-Peucker(DP)算法的单基杆塔无人机巡检航迹优化方法,分别对航行和拍摄阶段的航迹进行冗余航点剔除、航迹平滑处理以及飞行安全校验,制定标准化的无人机自主巡检航迹。在此基础上,以杆塔为独立巡检单元,通过设置中心接入点自动拼接相邻杆塔的巡检航迹,实现多基杆塔无人机的连续自主巡检。最后,以某220kV直线塔为例,开展自主巡检航迹优化处理,结果表明:处理后的航点相比原始航点减少了97.03%,且巡检拍摄关键部位重合率高达92.4%,满足线路精细化巡检的要求。研究结果可为输电线路巡检提供参考。 展开更多

关键词 输电线路 多旋翼无人机 精细化自主巡检 航迹优化 DOUGLAS-PEUCKER算法 中心接入点

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考虑时变故障率的架空输电线路最优巡检策略研究 被引量：28

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作者 胡志鹏 李忠魁 +3 位作者 高峰 赵明 陈柳宁 刘剑 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期9-17,共9页

目前输电线路的巡检周期多为固定性周期,不能根据线路的运行状态和环境状况进行及时调整,影响线路的供电可靠性和经济性运行。针对这一问题,给出了一种考虑时变故障率的架空输电线路最优巡检策略。以包括巡检成本、故障电量损失成本和... 目前输电线路的巡检周期多为固定性周期,不能根据线路的运行状态和环境状况进行及时调整,影响线路的供电可靠性和经济性运行。针对这一问题,给出了一种考虑时变故障率的架空输电线路最优巡检策略。以包括巡检成本、故障电量损失成本和维持可靠性的成本在内的综合目标效益函数最大作为指标,建立了基于遗传算法的线路巡检策略模型。为了得到更精确的效益函数,建立了非时齐马尔可夫时变停运模型,并结合蒙特卡罗可靠性仿真模型得到了可靠性指标,最后通过遗传算法求解出一个动态、周期可变的输电线路巡检计划。通过中部和东部两个故障率特征不同地区的实例计算,表明算法能根据输电线路的实际故障率大小进行巡检策略制定,并得到一个经济、合理、区域性、分季节性、动态可变的巡检周期计划。这避免了传统巡检过度和巡检不足的问题,能在获得较大经济效益的条件下,保证输电线路以较好的状态运行。 展开更多

关键词 架空输电线路 巡检策略 时变故障率 遗传算法 蒙特卡罗算法

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考虑杆塔风险概率的输电线路巡检路径优化方法 被引量：12

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作者 李铭钧 甘团杰 +4 位作者 赖奎 黄耀升 郑海 李锦焙 何瑞文 《电网与清洁能源》 北大核心 2016年第10期61-67,78,共8页

针对实际输电线路的结构,同时考虑巡检距离和杆塔风险等级为目标函数,提出一种差分纵横交叉算法(DECSO),用于解决输电线路巡检路径优化问题。该算法通过对巡检路径进行寻优,同时兼顾杆塔风险概率,形成一条最优路径,使得在巡检距离最短... 针对实际输电线路的结构,同时考虑巡检距离和杆塔风险等级为目标函数,提出一种差分纵横交叉算法(DECSO),用于解决输电线路巡检路径优化问题。该算法通过对巡检路径进行寻优,同时兼顾杆塔风险概率,形成一条最优路径,使得在巡检距离最短的同时,保证了输电线路可以安全稳定运行。基于DECSO算法,采用Matlab仿真软件对一个具有20个杆塔的输电线路网络进行了仿真研究。将仿真结果和其他算法的结果进行比较,结果表明了算法在解决输电线路巡检路径的可行性和优越性。 展开更多

关键词 输电线路 巡检 差分纵横交叉算法 风险概率

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基于小世界纵横交叉算法在输电线路巡视路径中的应用 被引量：2

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作者 欧郁强 闻建中 +5 位作者 王利国 杨玺 梁海蓬 孟安波 李德强 洪俊杰 《电网与清洁能源》 北大核心 2016年第6期46-52,共7页

输电线路在电力系统正常运行过程中起到重要作用,其安全运行对整体网络起到保障作用。输电线路巡视是输电系统的一项基础工作,有效的巡视可以使输电线路设备安全性和可靠性达到最大化。基于小世界纵横交叉算法(SWCSO)对输电线路巡视路... 输电线路在电力系统正常运行过程中起到重要作用,其安全运行对整体网络起到保障作用。输电线路巡视是输电系统的一项基础工作,有效的巡视可以使输电线路设备安全性和可靠性达到最大化。基于小世界纵横交叉算法(SWCSO)对输电线路巡视路径进行规划,同时利用贝叶斯及其推理机制对输电线路杆塔风险等级进行分类,在考虑每个杆塔的杆塔距离、风险等级的条件下,制定最优巡视方案。仿真部分是拥有30个杆塔的输电网络,在通过贝叶斯及其推理机制获得杆塔风险运行概率的条件下,对巡视路径搜索用几种不同的算法进行对比。仿真结果证明了SW-CSO算法在收敛精度和算法稳定上都有一定的优势。 展开更多

关键词 输电线路巡视 小世界纵横交叉算法 贝叶斯网络 杆塔风险运行概率

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无人机线路自主巡检的动态轨迹规划方法 被引量：24

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作者 徐其春 郭晨晨 +3 位作者 刘志明 马亚运 潘卓 李建辉 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2022年第10期24-31,共8页

为提高无人机巡检航迹精度,本文提出一种基于动态航迹优化规划的无人机输电线路自主巡检方法。首先,通过单目视觉测距确定无人机巡线安全距离;然后,基于全局静态航迹中的静、动态突发威胁,建立动态航迹规划模型,通过改进双向快速扩展随... 为提高无人机巡检航迹精度,本文提出一种基于动态航迹优化规划的无人机输电线路自主巡检方法。首先,通过单目视觉测距确定无人机巡线安全距离;然后,基于全局静态航迹中的静、动态突发威胁,建立动态航迹规划模型,通过改进双向快速扩展随机树算法对航迹实现动态优化规划;最后,设计无人机自主巡检系统流程,完成自主巡检的全路程作业。实际应用表明,该系统可以提高无人机巡检精度、效率并降低巡检成本。 展开更多

关键词 无人机 航迹规划 输电线路 电力巡检 安全距离

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基于地图信息的电力三维轨迹巡线系统的算法研究（英文）

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作者 彭炼 何晓琴 谢俐 《机床与液压》 北大核心 2016年第24期161-164,共4页

根据最新电力巡线管理的要求,研发出一种基于压缩映射原理的BP神经网络建模方法的三维电力轨迹巡线算法,该算法能够有效提高三维电力轨迹巡线管理系统的部分功能效率,降低系统运行中的错误几率以及系统运行所需要的硬件配置性能,减少系... 根据最新电力巡线管理的要求,研发出一种基于压缩映射原理的BP神经网络建模方法的三维电力轨迹巡线算法,该算法能够有效提高三维电力轨迹巡线管理系统的部分功能效率,降低系统运行中的错误几率以及系统运行所需要的硬件配置性能,减少系统运行所需的等待时间。 展开更多

关键词 电力巡线 三维轨迹 算法

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基于无人机采集图像的输电线路异常检测方法研究 被引量：11

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作者 陈杰 唐占元 +1 位作者 安之焕 卢志超 《电测与仪表》 北大核心 2023年第7期122-127,共6页

针对现有无人机航拍输电线路图像异常检测方法效率低、精度差等问题,在无人机航拍输电线路图像预处理的基础上,提出改进的相位编组算法用于导线提取和滑动像素块模型用于输电线路的异常检测。根据输电线路的最佳相位划分方式和伪导线判... 针对现有无人机航拍输电线路图像异常检测方法效率低、精度差等问题,在无人机航拍输电线路图像预处理的基础上,提出改进的相位编组算法用于导线提取和滑动像素块模型用于输电线路的异常检测。根据输电线路的最佳相位划分方式和伪导线判断基准优化相位编组算法,通过改变滑动像素块的旋转梯度角,确定传输线异常的准确位置,并完成导线断股和悬挂异物检测。通过实验对所提方法的可行性进行验证。结果表明,与常规方法相比,所提导线提取方法具有更高的精度、防误检和运行效率,在导线断股和悬挂异物检测中具有更高的准确度和运行效率,所提出的研究可以大幅提高巡检的安全性和效率。 展开更多

关键词 无人机 输电线路 异常检测 相位编组算法 滑动像素块模型 巡检

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