【培训收益】
学习 电力巡检的主要方式和优劣势分析 理解 无人机技术应用巡检的基本模块 掌握 精细化巡检系统的步骤和实操案例 实操 现场进行案例分析和辅导提升
一、电力巡检方式的现状分析
1.当前主要的巡检方式
a)人工定期巡线
b)机器人定期巡线
c)直升飞机定期巡线
2.当前主要弊端
a)工作量大、巡线的效率较低
b)不及时、应对复杂天气能力不足
c)困难重重，特殊地形条件如山区、河流等
d)成本高、直升机巡检耗费人力物力
3.无人机巡检的重要优势
a)对飞行环境要求低，适用的场合多且准确率高
b)在带电情况下工作，近距离拍摄输电线路和相关设备
c)定期输电线路巡线中，可有效减少巡检的工作量
d)巡检快、无死角处理判断及时、将故障对电网的影响尽量减到最小
4.案例分析：某地区域性大暴雨，电力公司使用无人机传回图像资料，抢修快速地解决
二、无人机基础知识入门
1.三类无人机的区别与优缺点
a)固定翼(fixedwing)无人机，续航时间长，且远距离飞行效率高，有效载荷大；而其缺点在于它不能在起飞降落的时候直接提供向上的升力，对起飞降落的地形环境要求非常高，在飞行途中也不能定点悬停
b)直升无人机(helicopter)，可以定点悬停和原地垂直起降，续航时间和有效载荷中等，缺点是动力系统的机械装置复杂，维护成本高
c)多旋翼无人机(multi-rotor)，结构简单，能支持原地起降和空中悬停，缺点是控制算法复杂，续航时间相对较短，有效载荷小
2.无人机巡检系统核心：动力、机载飞控、地面遥控及电力巡检工作模块
a)动力系统是四旋翼的动力来源，是四旋翼飞行的执行机构，电池是动力来源，还包括螺旋桨、电机和电调。（四旋翼飞机的飞行原理）
b)机载飞控系统可以说是四旋翼飞行的决策器，它集成了中央处理器、MEMS传感器、数传电台和其它的一些硬件电路，其主要功能是接收来自地面的任务指令以及传感器的飞行数据
c)地面遥控系统包括手持遥控器和地面站两部分，它们都以无线通信的方式与机载飞控进行通信。
d)电力巡检系统主要分为姿态解算、位置数据融合、姿态控制器、位置控制器以及巡检图像处理这几部分。
3.无人机应用技术
a)电力线路导航技术
b)飞行状态控制技术
c)无线通迅和图片视频传输技术
d)线路故障检测技术：可见光探测、红外和紫外探测技术、激光雷达探测技术
4.案例分析：当前各地电力系统使用的无人机型号介绍；
三、巡检中无人机巡检内容
1.正常巡检
a)制定线路定期巡检计划，并按照巡检计划任务进行多项目巡检作业
b)可见光巡检是为及时发现外部存在的可见异常以及问题隐患
c)红外测温巡检是对连接部位或者焊接部位异常发热情况的检测
2.故障巡检
a)发生故障后，根据保护动作信息，划定故障点的可疑区段和位置
b)搭载相关的故障巡检设备，有目的地对可疑区段进行故障排查
c)合理扩大故障巡检范围，以加强对线路整体故障隐患的检查
3.特殊巡检
a)鸟害巡检。在鸟类筑巢前期进行无人机巡检驱逐鸟类，在筑巢后期进行鸟害巡检，加强对鸟害区段线路运行的掌控。
b)外破巡检。发生市政修路、挖取土方等外破因素，可能对线路运行造成干扰时，则需要利用无人机进行线路外破巡检
c)防山火巡检。根据当地环境特点以及森林火险等级，开展无人机全方位山区、森林区段线路的巡检工作
d)灾后巡检。发生山体滑坡、地震等灾害后，及时获取灾后线路现场的视频、图频等，从而第一时间掌握灾后线路设备受损情况
e)树竹巡检。快速排查树竹隐患，实时掌握线路运行环境
f)红外巡检。设备老化，异常发热的现象，无人机搭载红外成像仪进行红外巡检，能够有效解决线路异常发热存在的隐患问题
4.案例分析：无人机巡检快速发现危险排除重大安全隐患
四、精细化巡检的主要步骤
1.巡检拍摄
a)由经验丰富的“飞控手+任务手”操作
b)对关注线路，明确拍摄目的
c)逐基、杆、塔进行精细化巡检拍摄
2.信息分析
a)将无人机的飞行记录文件进行解析
b)提取航行过程航点、拍摄过程航点的空间三维坐标
c)分析悬停拍摄点处云台角度、相机动作等信息
3.过程复盘
a)按照操作时间先后顺序依次连接航行过程航点、拍摄过程航点以及悬停拍摄点
b)并复现云台角度和相机动作控制命令
4.轨迹上传
a)上传自主巡检航迹至无人机飞控系统
b)调整无人机至自动飞行模式
c)开展精细化自主巡检拍摄
5.案例分析：国网电力科学研究院的自主巡航案例
五、精细化巡检的航迹优化方法
1.航行过程航点处理
a)起点到第1拍摄点和最后拍摄点到返回的轨迹
b)确保安全飞行即可
c)保留关键拐点
2.拍摄过程航点处理
a)第1拍摄点到最后拍摄点的轨迹
b)采用球体单元限制的方式预处理
c)冗余航点删除处理
3.航迹平滑处理
a)围绕最小转弯半径
b)采用相切方式链接相邻航迹段
4.航迹安全性校验
a)全面检查线路
b)确保飞行安全
c)形成标准化的自主航线
5.案例分析：某电力公司开展无人机精细化自主巡检航迹优化处理
六、精细化自主巡检连续航迹拼接方法
1.拼接原因
a)多旋翼无人机的续航时间短
b)提升工作效率需要拼接
c)一条线路的自主巡检航迹通常由多段航迹组成
2.线路特点
a)拼接需要确定固定位置
b)无人机在完成第1基杆塔巡检作业后，会根据拼接航迹自动进入第2基杆塔的中心接入点开展自主巡检
c)每次巡检须在航迹中对应的固定位置才能开展，灵活性较差且使用率较低
3.案例分析：如何通过航迹拼接完成无人机的长途跋涉
七、无人机巡检系统
1.无人机巡检系统结构和功能
a)整体方案主要分为5个部分，包括无人机本体、导航、跟踪、云平台及地面信息平台
b)四旋翼无人机本体设计四旋翼无人机是无人机电力巡检最关键的设备，其飞机本体上搭载有通信设备和飞行控制系统
c)定位设计无人机巡检系统的定位设计主要是通过测量飞行器所处位置，利用组合定位技术对多种物体进行测量
2.系统软硬件环境搭建
a)系统由传感、计算及通信等设备组成，
b)硬件环境定位基站的发送信号与接收信号分布在不同的模块，其通过串口与云平台进行数据传输，然后通过信息传送设备将图像、视频等传输至地面信息站
3.多旋翼无人机控制算法及改进
a)航线控制算法
b)图像识别处理
c)遥控距离增程
d)电池续航
4.案例分析：大疆公司精灵Phantom4RTK，北斗导航系统，测试对象为23km的同塔双回110kV线路
八、行业重点相关课题介绍
1.基于人工势场的无人机航迹规划避障的改进算法
2.高压输电线路多无人机自主协同巡线设计与测试
a)双无人机协同巡检输电线路作业方案
b)高压线路无人机自主巡检飞行控制
c)一站多机协同巡线系统测试
3.巡检路径优化
a)无人机理想巡检路径的优化目标
b)路径投影点的引力场
4.无人机避障技术
a)对U型障碍物
b)缩小无人机的探测范围
5.仿真实验：验证无人机航迹规划的有效性
6.学员答疑和课程交流
钟理勇（James Zhong）
中国管理科学院新媒体方向客座教授
美国项目管理协会 项目管理师/PMP
ISAGA国际模拟培训学会 沙盘设计师
高级新媒体运营培训师 主播培训师
国家二级心理/心猫App 咨询师/签约作家
政府机关公务员10年工作经历
中国管理科学院新媒体方向客座教授
现任职位：上海方连实业企业战略顾问
上海电影学院、交大等多家知名院校和培训机构的特邀讲师
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2019年中国银行内蒙古分行行动学习项目
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《新闻写作》 《铁路大亨沙盘推演》
《互联网+融媒体运营模式与策略》 《企业管理创新》
《职场心理健康与心理舒缓》 《突发事件应对与舆情管理》
《企业经营管理》沙盘》 《《战国风云-管理决策和团队沟通》沙盘》
《创新思维与问题分析解决》 《新媒体时代的电力新闻写作》
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【背景介绍】大疆无人机，英文DJI-Innovations，简称DJI，成立于2006年，是全球领先的无人飞行器控制系统及无人机解决方案的研发和生产商，客户遍布全球100多个国家。通过持续的创新，大疆致力于为无人机工业、行业用户以及专业航拍应用提供性能最强、体验最佳的革命性智能飞控产品和解决方案。作为全球较为顶尖的无人机飞行平台和影像系统自主研发..
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