[1]曹 凯,李 波,马玉慧,等.基于三维建模技术的交流变电站无人机飞行安全策略[J].机械与电子,2024,42(12):55-60.
　CAO Kai,LI Bo,MA Yuhui,et al.Unmanned Aerial Vehicle Flight Safety Strategy for AC Substations Based on 3D Modeling Technology[J].Machinery & Electronics,2024,42(12):55-60.
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基于三维建模技术的交流变电站无人机飞行安全策略()
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《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
42
期数:
2024年12期
页码:
55-60
栏目:
机电一体化
出版日期:
2024-12-24

文章信息/Info

Title:
Unmanned Aerial Vehicle Flight Safety Strategy for AC Substations Based on 3D Modeling Technology
文章编号:
1001-2257 ( 2024 ) 12-0055-06
作者:
曹 凯; 李 波; 马玉慧; 罗宏洋; 白 陆; 张 亮
国网宁夏电力有限公司超高压公司,宁夏 银川 750011
Author(s):
CAO Kai ;  LI Bo ;  MA Yuhui ;  LUO Hongyang ;  BAI Lu ;  ZHANG Liang
( Ultra High Voltage Company , State Grid Ningxia Electric Power Company , Yinchuan 750011 , China )
关键词:
三维建模技术; 交流变电站; 飞行策略; 点云数据
Keywords:
3D modeling technology ;  AC substations ;  flight strategy ;  point cloud data
分类号:
TM63 ; TP391.9
文献标志码:
A
摘要:
为解决交流变电站中无人机飞行的安全问题,提出了基于三维建模技术的交流变电站无人机飞行安全策略。分析了变电站三维建模技术的主要内容,针对变电站激光点云数据获取、变电站点云数据处理进行分析,提出了基于图论的自适应拓扑保持点云精简算法。针对精简后的点云数据分析了可视化展示。针对无人机航线规划、航线验证以及飞行安全预警进行策略分析。提出了考虑变电站电场影响的无人机安全飞行策略,分析了电场及测量模型,论述了无人机飞行策略安全传感器的部署方式和测量流程。针对所提策略进行实例验证,说明了所提三维建模、无人机安全飞行策略的有效性。
Abstract:
To solve the safety issues of unmanned aerial vehicle ( UAV ) flights in AC substations , a flight safety strategy based on 3D modeling technology is proposed.The main content of substation 3D modeling technology is analyzed , and an analysis is conducted on the acquisition of laser point cloud data in substations and the processing of substation point cloud data , leading to the proposal of an adaptive topology preserving point cloud simplification algorithm based on graph theory.The visualization display of the simplified point cloud data is analyzed.Strategies are analyzed for UAV flight path planning , route verification , and flight safety early warning.A safe UAV flight strategy considering the influence of the substation ’ s electric field is proposed , the electric field and measurement model are analyzed and the deployment method and measurement process of the flight strategy ’ s safety sensors are discussed.An instance verification of the strategies proposed demonstrates the effectiveness of the 3D modeling and UAV safe flight strategy.

参考文献/References:

[ 1 ] DENG G H , HUANG T B , LIN B H, et al.Automatic meter reading from UAV inspection photos in the substation by combining YOLOv5s and Deep Labv3+ [ J ] .Sensors , 2022 , 22 ( 18 ): 7090.

[ 2 ] 李游,吴水锋,周云雅,等 . 变电站无人机巡检图像边缘识别方法设计 [ J ] . 机械设计与制造工程,2023 , 52 ( 10 ): 89-92.
[ 3 ] 成林,马骁腾,任双赞,等 . 智慧变电站多物理场数字化建模关键技术及应用研究[ J ] . 山东电力技术, 2023 , 50( 12 ): 11-19.
[ 4 ] 赵勇军,廖圣,杨万锐,等 . 一起基于声学及红外成像检测技术的配电网架空绝缘导线缺陷案例分析[ J ] . 电气技术,2022 , 23 ( 12 ): 95-99.
[ 5 ] 陈焕捷,李加羽,张亚辉,等 . 基于倾斜摄影的变电站实景模型导线矢量生成方法[ J ] . 中国设备工程, 2023 (增刊 2 ): 221-222.
[ 6 ] 潘国清,陈延秋,钟昀昊,等 . 小型多旋翼无人机在变电站的应用[ J ] . 科技与创新, 2023 ( 23 ): 169-171.
[ 7 ] 叶采萍,陈炯,马显龙,等 . 改进 YOLOv5 的变电站反无人机目标检测算法[ J ] . 南方电网技术, 2024 , 18 ( 2 ): 89-97.
[ 8 ] LANG?KER H A , KJERKREIT H , SYVERSEN C L , et al.An autonomous drone-based system for inspection of electrical substations [ J ] .International journal of advanced robotic systems , 2021 , 18 ( 2 ): 1-15.
[ 9 ] 郑文杰,乔木,杨袆,等 . 基于点云数据的变电站三维建模方法研究[ J ] . 山东电力技术, 2024 , 51 ( 3 ): 65-72.
[ 10 ] 范子恺,王菲,任佳依,等 . 基于数字孪生技术的变电站快速建模点云分割方法[ J ] . 微型电脑应用, 2024 ,40 ( 3 ): 117-120.
[ 11 ] 张柯,李金旗 . 数字站建设方案及技术探究[ J ] . 电气技术, 2023 , 24 ( 12 ): 68-74.
[ 12 ] 薛江,郭建龙,冯伟夏,等 . 基于改进 SSD 神经网络和点云配准算法的变电站三维模型快速建立方法[ J ] .武汉大学学报(工学版),2024 , 57 ( 3 ): 356-362.
[ 13 ] 袁灼光 . 基于激光点云的智能变电站三维实景地图构建方法[ J ] . 长江信息通信, 2023 , 36 ( 3 ): 96-98.
[ 14 ] 刘洋,高磊,吴学群,等 . 点云特征保留的精简方法研究[ J ] . 应用激光, 2024 , 44 ( 1 ): 144-154.
[ 15 ] 刘庆达,刘雪冬,郭铁滨,等 . 变电站无人机巡检安全距离实验与试验[ J ] . 科技与创新,2023 ( 22 ): 131-132 , 139.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2024-04-24
基金项目:国网宁夏电力有限公司科技项目( 5229CG22000M )
作者简介:曹 凯 ( 1986- ),男,陕西横山人,硕士,高级工程师,研究方向为超特高压输变电设备运检;李 波 ( 1989- ),男,宁夏银川人,学士,工程师,研究方向为无人机电力设备巡检;马玉慧 ( 1994- ),男,宁夏银川人,学士,工程师,研究方向为输电线路智能;罗宏洋 ( 1995- ),男,宁夏固原人,学士,工程师,研究方向为无人机电力设备智能巡检,通信作者。
更新日期/Last Update: 2025-01-13