电力无人机巡线方案Word格式文档下载.doc
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l低空、低速、长航行距离、长航行时间的先进无人机平台系统
l包含红外、可见光至紫外的全谱段的实时遥感系统
l微型气象数据采集平台
l陀螺稳定平台
l信息处理系统
2.1无人机平台
该方案的无人机平台包括1架KYD-70型长航时无人机、2架KYD-65型多用途无人机。
其中无人机的组成如图1所示：
主要包括无人机机体、机载导航飞控系统、机载油源、机载通讯设备等。
图2
KYD-70型无人机实拍图
图3
KYD-65型无人机实拍图
2.1.1无人机技术参数：
无人机主要技术参数（按需方要求，可调整）
KYD-65
KYD-70
起飞重量：
55Kg
280Kg
最大飞行速度：
230km/h
220km/h
巡航速度：
160km～200km/h
140km～180km/h
飞行高度：
100-5000m
100-6600m
航行距离：
200km
航行时间：
≥3h
≥10h
翼展：
3.15m
7.8m
机长：
2.4m
5.3m
控制半径：
150m
任务载荷能力：
≤15kg
≤70kg
2.1.2无人机巡线的主要性能
（1）飞行控制距离
由于高压输电线路长度一般在100KM，距离公路30KM内，因此要求飞行控制距离在100KM以上。
KYD-65与KYD-70型无人机的航行范围均在200KM，而测控范围在高度大于2km，无地物遮挡的情况下，可以达到180km以上。
在控制距离范围内，地面控制系统可以通过数据链对无人进行遥控，传递监测数据、气象数据和视频。
（2）起飞条件
当起降的风速在每秒10米以下，风向夹角小于30°
，环境温度在－40℃～+50℃范围内均能起飞。
KYD-65型无人机采用弹射方式起飞，伞降回收。
KYD-70型无人机采用滑跑方式，可全自主起飞和降落，要求有40╳1200米的跑道。
（3）飞行高度
飞行高度高于导线100M，KYD-65型升限为5000M海高，KYD-70型升限为6600M海高。
（4）飞行导航
无人机根据输电线路的地理信息（GIS），具备GPS自主线路导航控制功能，使一条线路的巡线作业小于4个小时。
（5）机体稳定飞行控制
无人机飞行稳定，采用自稳定能力的摄像云台，可以选择安装CCD彩色摄像机、红外热像仪、紫外成像仪等摄像设备，具备摄像设备的自动控制摄像功能，便于拍摄地面线路杆塔的高分辨率航空图像。
（6）自动驾驶系统
飞机以程控方式飞行为主；
地面站并能够实时接收无人机飞行信息，发出飞控指令，能对无人机实施安全可靠的实时操作控制。
（6）线路杆塔自动跟踪识别及快速对焦成像技术
采用线路杆塔自动跟踪识别技术和快速对焦拍摄技术，可生成高清晰的地面杆塔、线路、绝缘子、金具、树林等可见、红外图像。
2.2全谱段的实时遥测遥感系统
2.2.1可见光成像设备
可见光摄像机工作在白天，在搜索状态下，可见光摄像机工作在短焦距状态，此时，可见光摄像机具有大的观测视场，低的空间分辨率，实现对大型目标和场景的监控，一旦发现状况，需要详细分析可疑目标时，对光学系统进行变焦，缩小观测视场，放大可疑目标，对目标的细节进行进一步分析。
其主要性能指标如下所示：
1.有效像素：
1628（H）
1236（V）
2.帧率：
30fps；
3.视场：
小视场：
0.8°
×
0.6°
；
大视场：
2.86°
2.15°
4.靶面尺寸：
7.16mm×
5.44mm
5.像素尺寸：
4.40
6.接口：
CameraLink
规格（PlCL）
2.2.2红外热成像仪
红外巡检的方法和步骤：
测定全部输电线路的温度显示，判断有无异常过热，如有异常过热区域，要进行温度测定，实施其他判断方法，对异常作最终确认肯定，对异常部位进行分解检测。
其性能参数如下表1所示：
图像性能
传感器类型
320×
240像素，非制冷焦平面阵列，微热量型
波长范围
7.5-13μm
视场角（FOV）
小视场2°
1.5°
大视场8°
6°
接口特性
油源
12VDC
功耗
3W
视频输出
PAL复合视频信号
环境参数
操作温度
-32℃到+55℃
存储温度
-50℃到+65℃
湿度
0%-95%
封装
IP66（包含镜头密封组件）
抗沙/尘
Mil-Std-810E
抗冲击
Mil-Std-810E
抗震动
物理特性
重量（kg）
0.3kg（不含镜头），0.5kg（含50mm镜头）
尺寸（mm）
116×
62×
62（不含镜头），166×
62（含50mm镜头）
表1
红外热成像仪性能参数
2.2.3高分辨率航空数码相机
高分辨率航空数码相机是获得高清晰输电网线影像的主要遥感设备，按不同的需求，可以获得彩色/全色、立体（三维）/二维的地面影像。
数码航空相机的主要性能规格如下表2所示：
序号
名称
性能指标与参数
单位
1
光学参数a.焦距f’
50
mm
b.相对孔径
f/4.5
c.视场角FOV
76
（°
）
d.最大畸变
＜15μm
2
光谱段范围
0.485-1.10
μm
3
CCD器件象元数
7216*5412
4
CCD器件象元大小
6.8*6.8
5
感光面积
49*36.8
6
积分时间
最大30秒最小由快门速度决定
mS
7
信噪比SNR
dB
8
彩色采样深度
16
BIT
最大采样速率
24M
Hz/channel
9
读出时间
约1.8
秒
10
调制传递函数MTF
（在55LP/mm空间频率处）
光学系统:
0.58
相机系统:
0.3
11
地面幅宽
（见表3）
m
12
地面象元分辨率δL
13
地面（摄影）分辨率
14
摄影间隔
（见表4）
15
无故障时间
>
2
年
表2航空数码相机性能参数
摄影高度（m）
比例尺
地面幅宽（m×
m）
地面象元分辨率（m）
地面（摄影）分辨率（m）*
500
1/10000
490*368
0.068
0.15
1000
1/20000
980*736
0.136
0.25
表3航空数码测量相机摄影的地面效果
*：
中对比K=2时
飞行速度（km/h）
像移速度（mm/s）
摄影间隔（s）*
120
3.33
12.16
250
6.94
5.84
600
16.66
2.43
27.78
1.46**
1300
36.11
1.12**
1.67
24.32
3.47
11.68
8.33
4.86
13.89
2.92
18.06
2.24
表4航空数码测量相机摄影的像移与摄影间隔
摄影间隔指在重迭率为10%时；
**：
摄影间隔小于1.8秒时，不能连续摄影。
2.2.4紫外成像仪器
在高压油网放油时，根据油场强度的不同，会产生油晕、闪络或油弧。
在放油过程中，空气中的油子不断获得和释放能量，而当油子释放能量（即放油），便会放出紫外线。
紫外成像技术就是利用这个原理，接收设备放油时产生的紫外讯号，经处理后与可见光影像重叠，显示在仪器的屏幕上，达到确定油晕的位置和强度的目的，从而为进一步评估油网的运行情况提供更可靠的依据。
在日光下，远距离检测油晕及油气放油现象，为尽早发现、监控运行油网的潜在故障提供了一种有效的检测手段，得到世界各国的广泛应用。
紫外成像仪性能特点
可以在白天、日光下（包括在强烈的阳光下）操作
含油池的重量亦只有2.3公斤，携带极为方便
手持式外型设计，单手可完成操作
具有两种操作模式，集成模式可更准确的找出放油位置
油晕光子活动的数量显示
手动或全自动紫外图像及可见光图像聚焦功能
紫外图像及可见光图像同步变焦功能
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