电力巡线无人机智能地面监控系统分析

黄晓胤

摘 要：地面监控系统是电力巡线无人机的控制中心，可以有效的满足电力巡检任务对无人机系统提出的相关要求，并利用当前先进技术，建立完善的智能地面监控系统，促使无人机实现自主巡检，满足当前时代的需求。基于此，作者结合自身工作经验，对电力巡线无人机智能地面监控系统进行详细的分析研究，以供相关工作人员参考。

关键词：电力巡线；无人机；智能地面监控系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）05-0027-02

随着时代不断发展，先进的信息技术逐渐创新，从根本上促进了无人机技术在电力行业中的应用，并对相关的监控系统提出更高的要求，以满足当前时代的需求。现阶段，我国相关科研人员积极对地面监控系统进行设计研究，灵活应用当前的先进技术，从而实现监控系统的智能化，提升其系统的工作效率。

1 电力巡检无人机智能地面监控系统研究现状与关键技术

1.1 现状

先阶段，我国电力巡检无人机智能地面监控系统研究逐渐处于成熟阶段，以无人机地面站为基础，实现了对输电线路的智能化巡检以及巡线无人机的智能监控。例如，当前在我国的军事领域、电力领域、气象领域、农业领域以及勘测领域中，均利用了相关的巡检无人机技术，从根本上提升工作效率，因此，提升无人机自身安全稳定性对于当前的各行业发展来说至关重要。经过不断的研究发展，我国已经研制出以状态检测与数据为基础核心的无人机地面站系统，以帮助相关的无人机进行有效的监测。例如，当前美国研制出的“捕食者”无人机地面站，主要由数据终端、规划控制台、雷达控制台以及相关的操控台组成，能有效的控制无人机进行目标攻击与数据监测，满足当前时代发展的需求，提升监控效率。

1.2 关键技术

当前，电力巡检无人机智能地面监控系统设计的关键技术较为广泛，以保证该系统具有良好的智能化水平，具体来说，其关键技术主要内包括以下几种：第一种，分析功能需求，结合当前的实际情况，针对现有的需求，设计出整体的系统方案，明确各部分系统的功能；第二种，对规划任务进行合理的计算，针对实际的任务需求，利用有效的跟踪控制算法；第三种，建立完整的巡检环境模型，为后续的相关任务规划奠定良好的基础[1]。

2 电力巡检无人机智能地面监控系统总体设计方案分析

在电力巡检无人机地面监控系统进行总体方案设计时，相关设计人员应结合当前电力实际需求，并针对现阶段的电路巡检系统检测方案进行合理的系统检测，以满足当前需求，具体来说，主要包括以下两方面：

2.1 硬件设计

当前，无人机地面站相关的硬件平台主要包括相关的视频接收、无线数据传输、计算机、观测站以及地面站箱体等部分。

2.1.1 地面站系统操作台分析

地面监控系统的操作平台主要包括PC机与箱体，在实际工作运行过程中，受工作的外部环境影响，整体的操控平台必须具备以下几方面性能：首先，该平台需要具备良好的耐碰撞能力，例如，在相关的设备设施安装过程与运输过程中，不可避免的会发生碰撞、摔落等情况，如，相关的无线传输电台、PC机等相关的配套设备在电力巡检野外工作环境中，经常受外力影响，因此，相关的系统防护设备必须具备良好的耐碰撞能力，以此来保证其正常运行，提升运行效率；其次，要求其具备良好的耐温能力，受电力线路自身的性质影响，导致相关的操控台需要在不同的区域环境中工作，容易受外界环境影响，如，高温天气、暴雪天气、低温天气等，致使相关的设备设施容易快速发生老化，降低自身的使用寿命，易发生安全事故，因此，应使其具备良好的耐温性能，从根本上提升系统的使用年限；最后，具有良好的防水功能，由于相关的设备设施属于电子设备，如，计算机、PC机等，如果受到雨水侵袭，则容易发生安全故障，因此，应保证其具有良好的防水功能，促使其相关的设备设施不受雨水、灰尘等侵害，在恶劣的野外环境中正常运行。例如，现阶段部分施工人员利用内置有效的泡沫减震包装箱进行相关的设备运输，可以有效的对设备进行保护，防止设备在运输过程中受到损伤。同时，在地面站系统操作台建设时，相关的PC机选择军用的计算机作为地面监控设备，该设备具有良好的防水功能，可抵抗较强的压力，并且，该设备的所有接口均进行合理的处理，利用相关的防水橡胶盖板进行有效的密封，可以从根本上避免灰尘、水汽以及其他微小的异物进入到设备中，提升设备在野外运行的能力。

2.1.2 观测站与视频接收站分析

在无人机运行过程中，对相关的输电线路进行巡检时，需要相关的无人机对画面进行有效的拍摄，并保证画面的时效性，以此来对线路进行有效的检测。因此，应加强对相关的观测机载影像设备的应用，高效进行相关的画面传输与监测，并将相关的数据输送至视频接收站，满足当前的工作需求。

2.1.3 无线数据传输电台分析

无线数据传输电台主要是指，地面站与无人机进行相关数据传输交流的相关媒介，通过利用该媒介，实现相关的遥控指令、数据交互以及相关的遥测数据等，提升数据通信效率。例如，当前被普遍应用9XTend无线数据传输电台，可以有效地进行超远距离传输，据相关数据显示，其电台设备室内的传输距离最远约为九百米，而室外的传输距离最远约为六十四公里，该数据电视台具有标准的数据接口RS232/485，具有操作简单、快捷等优点，能有效的满足当前时代的需求。在该电台的实际运行过程中，相关工作人员只需要利用相关的标准接口，将数据进行有效的传输，传输至电台，在电台接收相关的数据后，会自动将相关的数据进行传输，发送至与其匹配的远程接收电台，该接收电台利用USB进行转换后，直接利用相关的PC机进行数据读取，提升数据传输效率。

2.2 软件设计

2.2.1 软件方向分析

结合当前的实际工作与各功能需求，需要相关工作人员明确软件的总体方案设计，利用当前的软件需求原则，对现有的地面监控系统进行整体规划，具体来说，主要分为以下几方面：首先，利用当前先进的横向分解方式，对其进行模块分解，分为数据显示、通信链路、控制飞行、任务合理规划以及地图五部分，同时利用先进的纵向分解方式进行分系统设计，满足当前的需求；其次，结合实际，继续进行划分，并将通信链路模块继续划分，划分为数据传输与通信控制，利用有效的控制对数据的通信参数进行合理的调节，利用相关的数据传输电台向无人机进行数据发送，并在地图中显示无人机的飞行路径，从而实现输电线路的智能巡检。[2]。

2.2.2 软件需求分析

软件需求分析是当前系统软件设计环节的重要内容，也是系统的重要组成部分。对软件进行有效的分析，可以从根本上提升无人机地面监控的系统性与高效性，具体来说，主要包括以下几方面：首先，明确信息域原则，对相关的数据结构进行合理的定义，以满足当前的需求；其次，明细问题原则，对于系统内部涉及的相关复杂逻辑进行有效的逐层分解，从而形成完整的地面监控系统；最后，明确逻辑模型与物理模型的原则，在实际的模型应用过程中，逻辑模型的主要工作任务是明确数据项与系统之间的主要关联，确定工作任务，而物理模型则主要以数据项与系统之间的关系为基础，形成完善的表现形式。

3 结语

综上所述，在电力巡线无人機智能地面监控系统研究过程中，相关工作人员应顺应当前时代的发展，明确无人机电力巡检未来的发展趋势，加强对相关技术的研究与应用，通过不断的创新，实现对巡检无人机的完全智能监控，以满足当前时代的需求。但在实际的研究过程中，还存在一些不足之处，需要工作人员不断创新，提升巡线无人机的智能水平。

参考文献

[1]梁焜.电力巡线无人机地面监控技术研究[D].南京航空航天大学，2014.

[2]邴丽媛，刘智，蒋余成.基于模糊神经网络的电力巡线无人机避障技术研究[N].长春理工大学学报（自然科学版），2017，4003：98-102+107.