電力巡線無人機智能地面監(jiān)控系統(tǒng)分析

黃曉胤

摘 要：地面監(jiān)控系統(tǒng)是電力巡線無人機的控制中心，可以有效的滿足電力巡檢任務對無人機系統(tǒng)提出的相關要求，并利用當前先進技術，建立完善的智能地面監(jiān)控系統(tǒng)，促使無人機實現(xiàn)自主巡檢，滿足當前時代的需求?；诖?，作者結(jié)合自身工作經(jīng)驗，對電力巡線無人機智能地面監(jiān)控系統(tǒng)進行詳細的分析研究，以供相關工作人員參考。

關鍵詞：電力巡線；無人機；智能地面監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）05-0027-02

隨著時代不斷發(fā)展，先進的信息技術逐漸創(chuàng)新，從根本上促進了無人機技術在電力行業(yè)中的應用，并對相關的監(jiān)控系統(tǒng)提出更高的要求，以滿足當前時代的需求?，F(xiàn)階段，我國相關科研人員積極對地面監(jiān)控系統(tǒng)進行設計研究，靈活應用當前的先進技術，從而實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的智能化，提升其系統(tǒng)的工作效率。

1 電力巡檢無人機智能地面監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與關鍵技術

1.1 現(xiàn)狀

先階段，我國電力巡檢無人機智能地面監(jiān)控系統(tǒng)研究逐漸處于成熟階段，以無人機地面站為基礎，實現(xiàn)了對輸電線路的智能化巡檢以及巡線無人機的智能監(jiān)控。例如，當前在我國的軍事領域、電力領域、氣象領域、農(nóng)業(yè)領域以及勘測領域中，均利用了相關的巡檢無人機技術，從根本上提升工作效率，因此，提升無人機自身安全穩(wěn)定性對于當前的各行業(yè)發(fā)展來說至關重要。經(jīng)過不斷的研究發(fā)展，我國已經(jīng)研制出以狀態(tài)檢測與數(shù)據(jù)為基礎核心的無人機地面站系統(tǒng)，以幫助相關的無人機進行有效的監(jiān)測。例如，當前美國研制出的“捕食者”無人機地面站，主要由數(shù)據(jù)終端、規(guī)劃控制臺、雷達控制臺以及相關的操控臺組成，能有效的控制無人機進行目標攻擊與數(shù)據(jù)監(jiān)測，滿足當前時代發(fā)展的需求，提升監(jiān)控效率。

1.2 關鍵技術

當前，電力巡檢無人機智能地面監(jiān)控系統(tǒng)設計的關鍵技術較為廣泛，以保證該系統(tǒng)具有良好的智能化水平，具體來說，其關鍵技術主要內(nèi)包括以下幾種：第一種，分析功能需求，結(jié)合當前的實際情況，針對現(xiàn)有的需求，設計出整體的系統(tǒng)方案，明確各部分系統(tǒng)的功能；第二種，對規(guī)劃任務進行合理的計算，針對實際的任務需求，利用有效的跟蹤控制算法；第三種，建立完整的巡檢環(huán)境模型，為后續(xù)的相關任務規(guī)劃奠定良好的基礎[1]。

2 電力巡檢無人機智能地面監(jiān)控系統(tǒng)總體設計方案分析

在電力巡檢無人機地面監(jiān)控系統(tǒng)進行總體方案設計時，相關設計人員應結(jié)合當前電力實際需求，并針對現(xiàn)階段的電路巡檢系統(tǒng)檢測方案進行合理的系統(tǒng)檢測，以滿足當前需求，具體來說，主要包括以下兩方面：

2.1 硬件設計

當前，無人機地面站相關的硬件平臺主要包括相關的視頻接收、無線數(shù)據(jù)傳輸、計算機、觀測站以及地面站箱體等部分。

2.1.1 地面站系統(tǒng)操作臺分析

地面監(jiān)控系統(tǒng)的操作平臺主要包括PC機與箱體，在實際工作運行過程中，受工作的外部環(huán)境影響，整體的操控平臺必須具備以下幾方面性能：首先，該平臺需要具備良好的耐碰撞能力，例如，在相關的設備設施安裝過程與運輸過程中，不可避免的會發(fā)生碰撞、摔落等情況，如，相關的無線傳輸電臺、PC機等相關的配套設備在電力巡檢野外工作環(huán)境中，經(jīng)常受外力影響，因此，相關的系統(tǒng)防護設備必須具備良好的耐碰撞能力，以此來保證其正常運行，提升運行效率；其次，要求其具備良好的耐溫能力，受電力線路自身的性質(zhì)影響，導致相關的操控臺需要在不同的區(qū)域環(huán)境中工作，容易受外界環(huán)境影響，如，高溫天氣、暴雪天氣、低溫天氣等，致使相關的設備設施容易快速發(fā)生老化，降低自身的使用壽命，易發(fā)生安全事故，因此，應使其具備良好的耐溫性能，從根本上提升系統(tǒng)的使用年限；最后，具有良好的防水功能，由于相關的設備設施屬于電子設備，如，計算機、PC機等，如果受到雨水侵襲，則容易發(fā)生安全故障，因此，應保證其具有良好的防水功能，促使其相關的設備設施不受雨水、灰塵等侵害，在惡劣的野外環(huán)境中正常運行。例如，現(xiàn)階段部分施工人員利用內(nèi)置有效的泡沫減震包裝箱進行相關的設備運輸，可以有效的對設備進行保護，防止設備在運輸過程中受到損傷。同時，在地面站系統(tǒng)操作臺建設時，相關的PC機選擇軍用的計算機作為地面監(jiān)控設備，該設備具有良好的防水功能，可抵抗較強的壓力，并且，該設備的所有接口均進行合理的處理，利用相關的防水橡膠蓋板進行有效的密封，可以從根本上避免灰塵、水汽以及其他微小的異物進入到設備中，提升設備在野外運行的能力。

2.1.2 觀測站與視頻接收站分析

在無人機運行過程中，對相關的輸電線路進行巡檢時，需要相關的無人機對畫面進行有效的拍攝，并保證畫面的時效性，以此來對線路進行有效的檢測。因此，應加強對相關的觀測機載影像設備的應用，高效進行相關的畫面?zhèn)鬏斉c監(jiān)測，并將相關的數(shù)據(jù)輸送至視頻接收站，滿足當前的工作需求。

2.1.3 無線數(shù)據(jù)傳輸電臺分析

無線數(shù)據(jù)傳輸電臺主要是指，地面站與無人機進行相關數(shù)據(jù)傳輸交流的相關媒介，通過利用該媒介，實現(xiàn)相關的遙控指令、數(shù)據(jù)交互以及相關的遙測數(shù)據(jù)等，提升數(shù)據(jù)通信效率。例如，當前被普遍應用9XTend無線數(shù)據(jù)傳輸電臺，可以有效地進行超遠距離傳輸，據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，其電臺設備室內(nèi)的傳輸距離最遠約為九百米，而室外的傳輸距離最遠約為六十四公里，該數(shù)據(jù)電視臺具有標準的數(shù)據(jù)接口RS232/485，具有操作簡單、快捷等優(yōu)點，能有效的滿足當前時代的需求。在該電臺的實際運行過程中，相關工作人員只需要利用相關的標準接口，將數(shù)據(jù)進行有效的傳輸，傳輸至電臺，在電臺接收相關的數(shù)據(jù)后，會自動將相關的數(shù)據(jù)進行傳輸，發(fā)送至與其匹配的遠程接收電臺，該接收電臺利用USB進行轉(zhuǎn)換后，直接利用相關的PC機進行數(shù)據(jù)讀取，提升數(shù)據(jù)傳輸效率。

2.2 軟件設計

2.2.1 軟件方向分析

結(jié)合當前的實際工作與各功能需求，需要相關工作人員明確軟件的總體方案設計，利用當前的軟件需求原則，對現(xiàn)有的地面監(jiān)控系統(tǒng)進行整體規(guī)劃，具體來說，主要分為以下幾方面：首先，利用當前先進的橫向分解方式，對其進行模塊分解，分為數(shù)據(jù)顯示、通信鏈路、控制飛行、任務合理規(guī)劃以及地圖五部分，同時利用先進的縱向分解方式進行分系統(tǒng)設計，滿足當前的需求；其次，結(jié)合實際，繼續(xù)進行劃分，并將通信鏈路模塊繼續(xù)劃分，劃分為數(shù)據(jù)傳輸與通信控制，利用有效的控制對數(shù)據(jù)的通信參數(shù)進行合理的調(diào)節(jié)，利用相關的數(shù)據(jù)傳輸電臺向無人機進行數(shù)據(jù)發(fā)送，并在地圖中顯示無人機的飛行路徑，從而實現(xiàn)輸電線路的智能巡檢。[2]。

2.2.2 軟件需求分析

軟件需求分析是當前系統(tǒng)軟件設計環(huán)節(jié)的重要內(nèi)容，也是系統(tǒng)的重要組成部分。對軟件進行有效的分析，可以從根本上提升無人機地面監(jiān)控的系統(tǒng)性與高效性，具體來說，主要包括以下幾方面：首先，明確信息域原則，對相關的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行合理的定義，以滿足當前的需求；其次，明細問題原則，對于系統(tǒng)內(nèi)部涉及的相關復雜邏輯進行有效的逐層分解，從而形成完整的地面監(jiān)控系統(tǒng)；最后，明確邏輯模型與物理模型的原則，在實際的模型應用過程中，邏輯模型的主要工作任務是明確數(shù)據(jù)項與系統(tǒng)之間的主要關聯(lián)，確定工作任務，而物理模型則主要以數(shù)據(jù)項與系統(tǒng)之間的關系為基礎，形成完善的表現(xiàn)形式。

3 結(jié)語

綜上所述，在電力巡線無人機智能地面監(jiān)控系統(tǒng)研究過程中，相關工作人員應順應當前時代的發(fā)展，明確無人機電力巡檢未來的發(fā)展趨勢，加強對相關技術的研究與應用，通過不斷的創(chuàng)新，實現(xiàn)對巡檢無人機的完全智能監(jiān)控，以滿足當前時代的需求。但在實際的研究過程中，還存在一些不足之處，需要工作人員不斷創(chuàng)新，提升巡線無人機的智能水平。

參考文獻

[1]梁焜.電力巡線無人機地面監(jiān)控技術研究[D].南京航空航天大學，2014.

[2]邴麗媛，劉智，蔣余成.基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的電力巡線無人機避障技術研究[N].長春理工大學學報（自然科學版），2017，4003：98-102+107.