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无人机高精度定位和视觉自动跟踪融合技术
被引量:
9
1
作者
陈玉权
翟学锋
+3 位作者
宋煜
吴媚
张星炜
曹世鹏
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2021年第9期103-106,共4页
输电线路是电网系统的重要组成部分,是支撑国民生产和生活的运输命脉,因此通过线路巡检来保证电力传输安全至关重要。针对无人机在巡检过程中遇到障碍物集中、视线差等复杂环境时难以做到高精度合理避障的不足,研究引入位置信息融合即...
输电线路是电网系统的重要组成部分,是支撑国民生产和生活的运输命脉,因此通过线路巡检来保证电力传输安全至关重要。针对无人机在巡检过程中遇到障碍物集中、视线差等复杂环境时难以做到高精度合理避障的不足,研究引入位置信息融合即时定位与地图构建算法,使用扩展卡尔曼滤波器作为数据融合方法,采用实时动态技术,结合了高精度的定位信息与其他传感器获得的参数,在飞行控制中进行逻辑数据融合,将滤波器输出的位姿信息反馈到无人机飞行控制终端,来提高无人机的定位精度与导航能力,以此调整飞行控制方式与飞行机制,做到准确避障,实现自主飞行。
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关键词
无人机
自主巡检
SLAM
实时动态技术
扩展卡尔曼滤波器
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职称材料
基于双视卷积神经网络的输电线路自动巡检
被引量:
23
2
作者
戴永东
王茂飞
+3 位作者
唐达獒
毛锋
仲坚
倪莎
《电力科学与技术学报》
CAS
北大核心
2021年第5期201-210,共10页
卷积神经网络算法被广泛应用于输电线路自动巡检领域,但传统卷积神经网络电力缺陷识别模型的泛化能力较差。为此,提出一种融合双角度图像信息的卷积神经网络检测算法(CVR-RCNN),其利用2个视角可见光图像识别输电线路的常见缺陷。经实验...
卷积神经网络算法被广泛应用于输电线路自动巡检领域,但传统卷积神经网络电力缺陷识别模型的泛化能力较差。为此,提出一种融合双角度图像信息的卷积神经网络检测算法(CVR-RCNN),其利用2个视角可见光图像识别输电线路的常见缺陷。经实验测试,CVR-RCNN模型具有良好的鲁棒性,受试者工作特性(ROC)曲线下面积(AUC)值高达0.927,缺陷检测准确度较传统算法有显著提高。因此,CVR-RCNN能明显改善电力缺陷检测效果,可为无人机自动巡检输电线路提高准确稳定的算法架构。
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关键词
无人机巡检
输电线路缺陷
深度学习
卷积神经网络
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职称材料
基于定点化自适应选择卷积神经网络的电力缺陷识别方法
被引量:
18
3
作者
戴永东
姚建光
+3 位作者
李勇
毛锋
文志科
曹世鹏
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第11期3827-3835,共9页
无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)电力巡检时的图像数据量急剧增加,为使深度卷积神经网络(deep convolutional neural network,DCNN)在低功耗的前提下仍能准确识别出电力缺陷,将重点改进传统DCNN算法,以减少机载前端平台中DCNN模型...
无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)电力巡检时的图像数据量急剧增加,为使深度卷积神经网络(deep convolutional neural network,DCNN)在低功耗的前提下仍能准确识别出电力缺陷,将重点改进传统DCNN算法,以减少机载前端平台中DCNN模型的计算成本,有效提高电力缺陷识别的运行速度,进而延长巡检无人机的续航里程。首先将卷积网络中的浮点运算进行定点化近似,然后通过快速机器学习算法对DCNN模型的输入图像进行自适应选择,最后通过实验对所提方法进行了验证。实验结果证明,DCNN模型经8比特定点优化和自适应选择选择策略后的准确率达88.2%,推理时间缩短了65.9%,能耗减少了71.9%,查准率提高了9.8%。所设计的定点化DCNN模型自适应选择策略不仅能节约电力巡检系统的功耗,而且能提高电力缺陷识别的精度。
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关键词
无人机
电力巡检
深度卷积神经网络
定点化
自适应选择
缺陷识别
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职称材料
电力输电线路无人机巡检航线智能规划方法
被引量:
16
4
作者
戴永东
王永强
+3 位作者
高超
蔡焕青
曹世鹏
范侨
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2023年第9期253-260,共8页
针对无人机在巡检输电线路时的路径规划效率问题,提出一种能够自主进行智能路径规划来避开障碍物的无人机巡检新方法。通过采集输电线路的点云数据,选择最佳的点云分割方法对采集到的点云数据进行实时语义分割,将具有语义属性的点云数...
针对无人机在巡检输电线路时的路径规划效率问题,提出一种能够自主进行智能路径规划来避开障碍物的无人机巡检新方法。通过采集输电线路的点云数据,选择最佳的点云分割方法对采集到的点云数据进行实时语义分割,将具有语义属性的点云数据合并为体素。使用欧几里德符号距离场实时重建障碍物表面与周围障碍物之间的距离和角度,利用二维图像识别技术精确拍摄目标照片,识别输电通道中的绝缘子来调整无人机的框架角度和焦距。将所提方法与一些先进的方法进行实验对比,发现利用无人机自动巡检方法得到的位置误差小于10 cm;与人工巡检相比,采用所提出方法时效率提高57.98%~62.88%,可应用于输电线路的大规模巡检任务。
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关键词
输电线
无人机
巡检
航线规划
3D点云分割
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职称材料
输电线路无人机巡检自主导航算法研究
被引量:
11
5
作者
戴永东
姚建光
+3 位作者
李勇
毛锋
文志科
倪莎
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2023年第11期221-228,共8页
利用无人机与传统导航设备对架空输电线路进行检测,存在传感器价格昂贵、数据处理困难、易受天气和环境因素影响等局限性,不能保证无人机和电力系统的安全性。为了提升输电线路智能巡检效果,提出了一种利用单摄像头实现无人机在输电线...
利用无人机与传统导航设备对架空输电线路进行检测,存在传感器价格昂贵、数据处理困难、易受天气和环境因素影响等局限性,不能保证无人机和电力系统的安全性。为了提升输电线路智能巡检效果,提出了一种利用单摄像头实现无人机在输电线路自主导航的新方法。由于单目视觉不能提供深度信息,又训练了一种机器学习模型Faster R-CNN,用于障碍物检测。该检测模型利用被检测输电线路的图像高度来表示与无人机的距离,利用输电线路之间的图像宽度来寻找最宽的无障碍空间。实验结果表明:定位检测算法的效果明显,定位误差在使用误差范围内,具有良好的可用性和应用价值。
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关键词
架空输电线路
无人机
定位和导航
电力线路检查
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职称材料
题名
无人机高精度定位和视觉自动跟踪融合技术
被引量:
9
1
作者
陈玉权
翟学锋
宋煜
吴媚
张星炜
曹世鹏
机构
江苏方天电力技术
有限公司
众
芯
汉
创
(
北京
)
科技
有限公司
出处
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2021年第9期103-106,共4页
文摘
输电线路是电网系统的重要组成部分,是支撑国民生产和生活的运输命脉,因此通过线路巡检来保证电力传输安全至关重要。针对无人机在巡检过程中遇到障碍物集中、视线差等复杂环境时难以做到高精度合理避障的不足,研究引入位置信息融合即时定位与地图构建算法,使用扩展卡尔曼滤波器作为数据融合方法,采用实时动态技术,结合了高精度的定位信息与其他传感器获得的参数,在飞行控制中进行逻辑数据融合,将滤波器输出的位姿信息反馈到无人机飞行控制终端,来提高无人机的定位精度与导航能力,以此调整飞行控制方式与飞行机制,做到准确避障,实现自主飞行。
关键词
无人机
自主巡检
SLAM
实时动态技术
扩展卡尔曼滤波器
Keywords
UAV
autonomous inspection
SLAM
real-time dynamic technology
extended Kalman filter
分类号
TH165 [机械工程—机械制造及自动化]
TG659 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
基于双视卷积神经网络的输电线路自动巡检
被引量:
23
2
作者
戴永东
王茂飞
唐达獒
毛锋
仲坚
倪莎
机构
国网泰州供电
公司
众
芯
汉
创
(
北京
)
科技
有限公司
出处
《电力科学与技术学报》
CAS
北大核心
2021年第5期201-210,共10页
基金
国网江苏省电力有限公司科技项目(5500-202018082A-0-0-00)。
文摘
卷积神经网络算法被广泛应用于输电线路自动巡检领域,但传统卷积神经网络电力缺陷识别模型的泛化能力较差。为此,提出一种融合双角度图像信息的卷积神经网络检测算法(CVR-RCNN),其利用2个视角可见光图像识别输电线路的常见缺陷。经实验测试,CVR-RCNN模型具有良好的鲁棒性,受试者工作特性(ROC)曲线下面积(AUC)值高达0.927,缺陷检测准确度较传统算法有显著提高。因此,CVR-RCNN能明显改善电力缺陷检测效果,可为无人机自动巡检输电线路提高准确稳定的算法架构。
关键词
无人机巡检
输电线路缺陷
深度学习
卷积神经网络
Keywords
Unmanned aerial vehicle inspection
transmission line defects
deep learning
convolutional neural n etworks
分类号
TM712 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
基于定点化自适应选择卷积神经网络的电力缺陷识别方法
被引量:
18
3
作者
戴永东
姚建光
李勇
毛锋
文志科
曹世鹏
机构
国网江苏省电力
有限公司
泰州供电
公司
中国电力科学研究院
有限公司
众
芯
汉
创
(
北京
)
科技
有限公司
出处
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第11期3827-3835,共9页
基金
国家电网公司科技指南项目(输电移动终端的前端实时智能巡检关键技术研究与应用)(5500-202018082A-0-0-00)。
文摘
无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)电力巡检时的图像数据量急剧增加,为使深度卷积神经网络(deep convolutional neural network,DCNN)在低功耗的前提下仍能准确识别出电力缺陷,将重点改进传统DCNN算法,以减少机载前端平台中DCNN模型的计算成本,有效提高电力缺陷识别的运行速度,进而延长巡检无人机的续航里程。首先将卷积网络中的浮点运算进行定点化近似,然后通过快速机器学习算法对DCNN模型的输入图像进行自适应选择,最后通过实验对所提方法进行了验证。实验结果证明,DCNN模型经8比特定点优化和自适应选择选择策略后的准确率达88.2%,推理时间缩短了65.9%,能耗减少了71.9%,查准率提高了9.8%。所设计的定点化DCNN模型自适应选择策略不仅能节约电力巡检系统的功耗,而且能提高电力缺陷识别的精度。
关键词
无人机
电力巡检
深度卷积神经网络
定点化
自适应选择
缺陷识别
Keywords
UAV
power inspection
deep convolution neural network
fixed-point
adaptive selection
defect identification
分类号
TP183 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
TM73 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
电力输电线路无人机巡检航线智能规划方法
被引量:
16
4
作者
戴永东
王永强
高超
蔡焕青
曹世鹏
范侨
机构
国网江苏省电力
有限公司
泰州供电分
公司
中国电力科学研究院
有限公司
众
芯
汉
创
(
北京
)
科技
有限公司
出处
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2023年第9期253-260,共8页
基金
国家自然科学基金项目(62106030)
国网科技项目(J2020099)
国网科技项目(5500-202018082A-0-0-00)。
文摘
针对无人机在巡检输电线路时的路径规划效率问题,提出一种能够自主进行智能路径规划来避开障碍物的无人机巡检新方法。通过采集输电线路的点云数据,选择最佳的点云分割方法对采集到的点云数据进行实时语义分割,将具有语义属性的点云数据合并为体素。使用欧几里德符号距离场实时重建障碍物表面与周围障碍物之间的距离和角度,利用二维图像识别技术精确拍摄目标照片,识别输电通道中的绝缘子来调整无人机的框架角度和焦距。将所提方法与一些先进的方法进行实验对比,发现利用无人机自动巡检方法得到的位置误差小于10 cm;与人工巡检相比,采用所提出方法时效率提高57.98%~62.88%,可应用于输电线路的大规模巡检任务。
关键词
输电线
无人机
巡检
航线规划
3D点云分割
Keywords
transmission line
UAV
inspection
path planning
3D point cloud segmentation
分类号
TM755 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
输电线路无人机巡检自主导航算法研究
被引量:
11
5
作者
戴永东
姚建光
李勇
毛锋
文志科
倪莎
机构
国网江苏省电力
有限公司
泰州供电分
公司
众
芯
汉
创
(
北京
)
科技
有限公司
出处
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2023年第11期221-228,共8页
文摘
利用无人机与传统导航设备对架空输电线路进行检测,存在传感器价格昂贵、数据处理困难、易受天气和环境因素影响等局限性,不能保证无人机和电力系统的安全性。为了提升输电线路智能巡检效果,提出了一种利用单摄像头实现无人机在输电线路自主导航的新方法。由于单目视觉不能提供深度信息,又训练了一种机器学习模型Faster R-CNN,用于障碍物检测。该检测模型利用被检测输电线路的图像高度来表示与无人机的距离,利用输电线路之间的图像宽度来寻找最宽的无障碍空间。实验结果表明:定位检测算法的效果明显,定位误差在使用误差范围内,具有良好的可用性和应用价值。
关键词
架空输电线路
无人机
定位和导航
电力线路检查
Keywords
overhead transmission line
UAVs
positioning and navigation
power line inspection
分类号
TM755 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
无人机高精度定位和视觉自动跟踪融合技术
陈玉权
翟学锋
宋煜
吴媚
张星炜
曹世鹏
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2021
9
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职称材料
2
基于双视卷积神经网络的输电线路自动巡检
戴永东
王茂飞
唐达獒
毛锋
仲坚
倪莎
《电力科学与技术学报》
CAS
北大核心
2021
23
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职称材料
3
基于定点化自适应选择卷积神经网络的电力缺陷识别方法
戴永东
姚建光
李勇
毛锋
文志科
曹世鹏
《高电压技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
18
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职称材料
4
电力输电线路无人机巡检航线智能规划方法
戴永东
王永强
高超
蔡焕青
曹世鹏
范侨
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2023
16
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职称材料
5
输电线路无人机巡检自主导航算法研究
戴永东
姚建光
李勇
毛锋
文志科
倪莎
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2023
11
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职称材料
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引证文献
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