无人机技术在工程检测中的应用

无人机技术在工程检测中的应用

谢国妹

江苏量为石科技股份有限公司 江苏南京 210000

摘要：随着国内安全巡检和安全检测相关工作进展越来越顺利，现代科技的运用也成为检测全过程中需要应对的新挑战。在新能源行业中，无人机技术在工程检测中的使用频次增多，为更好提高工作效率，检测人员在利用这种技术构建科学的检测系统时，可以相应地提高安全巡检的自动化水平。无人机等先进技术在新领域的智能运用，可以让安全巡检检测工作在新的领域内进一步合理发展。

关键词：无人机技术；工程检测；安全巡检；开发与应用

引言：由于现代人日常生活的不断提高，对各行各业的发展质量提出了明确新要求，基于这样的发展形势，我国的新领域在发展的全过程中已经慢慢开始选择使用现代新技术，如无人值守巡检系统。无人机检测新系统在巡检工作中的比例越来越高，为现代新领域赋予更强的安全性，借助安全无人机巡检技术，使巡检系统更加可靠，大大节省了当今能源行业的人员劳动成本。无人机技术的灵活性和易用性，使现代电网系统的科学化和智能化发展成为可能。

一、无人机技术应用的意义

中国幅员辽阔，拥有丰富多样的地质、生态景观和自然风光。在整个运行过程中，电力系统会经历各种环境条件，大部分设备路没有长期的维护和保养，长期在风吹日晒和各种地质灾害的影响下，我国电力系统经常会出现各种一般性故障。在传统流程中，对安全巡检系统的人工检查往往会在具体操作中出现系统漏洞，不恰当的人为因素给电力系统带来安全隐患。在极端环境标准的影响下，完整的安全巡检人工检查过程效率低下，造成一定的经济损失。电力部门没有采用人工检查的方法，多样化的极端地质环境条件会对人员造成一定的损害，应用无人机检测系统可以合理地防止人员的损害，具有较高的安全性。无人机检测新系统可以随时随地进行巡检工作，对配电系统可能出现的各种困难有很强的巡检便利性。无人机巡检技术的速度，最高可达10km/h，远远优于传统的人工巡检。目前，无人机技术还处于应用的初级阶段，存在较多的弊端，随着现代科技的不断发展进步，智能科学与智能技术的融合，使现代电子技术和雷达定位系统更加先进，使无人机在现代电力系统运行中的应用变得越来越出色。

二、无人机技术在工程检测中安全巡检关键技术需求

无人机无法达到新领域需求检测时，设计者必须根据新领域的具体需求，操作无人机进行目标设计，充分关注新领域运行中的各种现实需求和环境因素，对无人机的系统和情况进行设计。例如，在设计的全过程中，当然要素在崎岖不平的地形中，当然要素在温度转变中对无人机的影响，要保证受操纵要素的影响，无人机能很好地进行信息传递，保证无人机技术合理地融入现代能源检测系统，促进无人机技术和能源检测系统的合理发展。由于现代互联网技术的不断自主创新，大家在现代化发展的全过程中长期离不开智能开发技术，通过智能开发技术和合适的互联网平台的提升和基础信息数据的建设，可以使无人机技术在信息反馈意见的全过程中实现准确验收和准确反馈意见。在对基础数据进行统计分析时，对数据进行有效的处理，汇总开发的数据进行转换，区分电力系统的具体情况，将基础数据合并成文档进行对比分析，对常见的故障部位进行精准的定位，为后面的检修工作做好基础铺垫，减少工作量，降低经济成本。无人机动力电路认证系统的非合理检查，可以管理整个无人机动力电路认证过程，发现无人机是否发生常见故障，确定无人机是否处于工作状态，是否符合电源电路验证的相关规范。

例如在配合整个检查过程中，将可能出现的难题和数据进行记录和存档，便于今后对无人机进行更新和改进，也有利于各自行业的高效快速运行。无人机以及辅助设备是整个路面检测过程中的关键检测设备，是检测以及数据采集、传感器等的关键，进行数据采集和积累，并将相关信息传输到路面。路面数据采集系统与传统的工作数据采集设备相比，现代能源系统中的无人机数据采集设备具有更强大的信息处理和采集能力，可以准确接收极端条件下的微弱信息数据信号。路面数据剖析系统也是无人驾驶能源系统检测中的关键系统，采集音频数字信息，然后进行归纳分析，及时展示给相关人员，优化进一步处理和工作方案，使检修和检测任务更加高效。

三、无人机技术在工程检测中安全巡检关键技术开发与应用分析

（一）线路隐患探测技术

在使用无人机对设备进行安全检查时，为了准确无误地发现设备路上的缺陷，防患于未然，无人机涉及的关键检查技术包括三个层面：视觉检查、激光雷达检查和红外、紫外检查技术。利用无人机配置的高清摄像头、激光雷达探测器和红外、紫外成像等设备对沿线进行巡查和跟踪检查，并将采集到的信息通过数据处理平台方法传输到路面，路政人员通过图像和数据采集信息分辨出该线路是否存在安全隐患或重大一般故障。

遥感技术是一项复杂的技术，它利用无线电波的基本原理，将各种传感设备的无线电波数据信号发射到辐射源和反辐射源的远处物体上，同时根据无线电波反射的数据信号进行分析处理（不同的物体发射和反辐射源有不同的信息），最后生成图像进行地面探测和识别。根据电磁波谱的不同，遥感技术可分为可见光遥感、红外遥感和紫外遥感。可见光遥感技术以波长在0.4至0.7微米之间的可见光为目标，根据光的波长，红外遥感技术可分为近红外遥感技术、中红外遥感技术和远红外遥感技术。近红外遥感技术侧重于波长在0.7至1.5微米之间的红外光，中红外遥感技术侧重于波长在1.5至5.5微米之间的红外光，远红外遥感技术侧重于波长在5.5至1000微米的红外光。红外线遥感技术是与时间无关的，可以在夜间运行。多波段遥感技术基本上是利用光谱仪的大量不同波段，同时在一定区域内进行遥感测量，获得各波段的信息，将不同波段的遥感信息组合在一起后，可以获得比较完整的物体信息。

（二）飞行姿势控制技术

在整个无人机检测过程中，由于受到温度标准的影响，无人机的导航视角往往会产生偏移，为了更好地保证无人机的安全和动力路径，对无人机导航视角的操控显得尤为关键。小型无人机重量轻，在整个导航过程中非常容易受到风的影响，导致航线偏航，使检查任务无法进行。因此，无人机的机动能力需要改进：即使在整个行程中偏离了路线，无人机的自动控制系统也可以根据设定的路线和航向进行调整，以使无人机返回到原来的位置。目前，无人机操纵技术还不足以提供完全的自动修正和操纵。无人机操纵技术是目前无人机检测技术的一个关键研究点和趋势。例如，该技术的基本原理是利用LQG控制板在整个俯仰和滚转过程中实现无人机的状态操纵，当无人机在空中悬停时，可以通过线缆增加一个外力，进而使无人机正常工作。

（三）无线通讯技术

该技术是无人机远程控制测量、信息传递和跟踪服务以及精准定位的关键。遥控测量是指对无人机导航和设备关键参数的测量，贯穿于无人机设备的导航和控制，信息传递是指无人机任务载荷传感器的信息传递，跟踪和精确定位是指对无人机部件的实时监控，保证无人机的顺利运行。在无人机动力路线安全验证系统中，无人机检测和操控最为重要。例如，在这种情况下，无线网络通信技术是最重要和最相关的。无线网络通信技术，可以进行无人机操控、精确定位跟踪、信息传递、无人机飞行技术和相关设备，可以控制无人机更好地检查能源路线，促进路线的顺利运行和维护。目前中国的移动通信技术早已进入5G时代，移动通信的质量和速度有了明显的提高。这3种通信方式各具特色，互为补充。在用无人机检查电力设施线路安全的整个过程中，无人机的导航间距在一定程度上影响了通信的质量。目前，在无人机通信系统中，关键是选择波段-视距情况下的空对地直接通信，Ku波段和Ka波段的选择，导航到一定高度后，再进行Ka波段的选择，数据信息的损伤降低。目前，无人机通信技术尚不能实现规定的远距离导航任务，因此，无人机线性检测技术也应加大通信技术的科研力度。

（四）地面数据处理技术

路面数据处理方法技术的关键点在于，路面数据处理方法的核心是利用自主研发的机关块、红外、紫外图像、POS系统等传感器获得的信息，进行高精度的几何图形处理，进行设备路安全隐患识别和线路异常区分，及时发现设备路中的困难，消除常见的n 多传感器数据的几何处理需要对大量的数据进行处理和读取，要实现大量数据的高精度几何处理，必须采用遥感数据处理技术和优秀的技术处理方法。

（五）正射影像采集技术

正射影像的采集是采用串行通信处理器对采集的图像进行转换和修改，传感器技术的发展需要处理的图像数据越来越多，所以传统的串行通信处理器早已不能满足正射影像的采集需求。在设备路安全监控系统中，无人机可以利用自己安装的基于GPGPU模型的远程传感器，通过一些技术处理获取大量的正射影像，并将其传输到支持GPU的图形生产流水线上，实现航空图像的快速变化，大幅提高正射影像的获取速度。

例如，激光雷达探测技术向物体发送激光数据信号，对物体反射回来的数据信号进行处理，并与最初发送的数据信号进行比较，获得物体的部位、距离、方向、速度和外观等数据。激光雷达技术使用激光束进行探测，在跟踪多个目标时，分辨率非常高，速度分辨率可达10米/秒。激光雷达探测技术是不可见的，而且耐冲击。激光发射器的孔径相对较小，可放置的总面积也相对较小，因此其他冲击数据信号很难到达接收器。激光雷达检测器可以在零高度工作，即使在相对较近的距离也能检测到物体。激光雷达检测系统使用的设备体积小、重量轻，适合用于无人机轨道检测规定。

结论：无人机技术融合了模式识别、电子通讯等诸多技术领域，呈现出一个详细的无人机检测系统，它不仅可以降低检查成本，减少检查时间，提高检查效率，而且对我国航测技术和现代新型应用技术的发展具有很高的价值和意义，值得大力推广。

参考文献

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