1无人机控制技术

对于飞控系统而言，其是无人机平台的一个非常重要的分系统，是由飞控计算机组成的核心组件。对于飞控计算机而言，其性能的好坏与整个飞控系统的性能之间存在直接联系，只有飞控计算机拥有较高的性能，才能保障无人机能够安全稳定的飞行。此外，飞控系统主要承担着信息采集和无人机飞行参数传输的功能，对无人机的飞行速率进行有序的控制，对飞行的路线进行解算，还需要根据工作人员设定的路线向相关模块发送指令，完成任务管理和调度工作，提高无人机飞行过程的稳定性。

1.1多余度飞控系统

对于飞控计算机硬件而言，其主要是由电子器件构成，同时，飞控领域在发展过程中也有效地应用了集成电路。然而，由于当下元器件制造行业内工艺制造水平不高，降低了元器件的制造质量和可靠性，同时，如果依然采用传统的设计方法，那么就无法满足当下系统的要求，会降低飞控系统使用的可靠性。因此，行业内工作人员在不断探究中研发出了余度技术，该项技术主要能够提高飞控系统的可靠性，提升系统的故障容限，满足当下无人机的飞行需求，主要利用两个或两个以上的同样部件或者系统，将部件与系统进行正确的协调，在协调过程中就能良好地完成同一个任务。此外，对于余度结构而言，其主要涉及二余度和三余度这两个方面，而且，余度技术主要是对硬件结构进行改进，从而提高飞控计算机系统的稳定性。

随着科学技术的不断进步，飞控计算机性能和单机可靠性也在逐渐提高，同时，对于双余度结构而言，其在无人机小型化设计工作中得到了广泛的应用，降低了传统余度设计结构的体积，简化了结构的复杂性。同时，双余度结构主要基于主从机制，降低了系统故障的覆盖率，从而产生权限分配不明、仲裁流程缺乏合理、公平性等缺点。因此，在设计无人机双余度飞控计算机时，要提高故障的覆盖率，才能加强飞控系统的稳定性和可靠性，发挥小型无人机设计工作的应用价值。

1.2飞行控制方式

多对于无人机飞行控制方式而言，其主要涉及人工控制方式和自主控制方式两个方面。员工控制方式是最基本的无人机控制方式，主要通过地面站来对无人机的飞行过程进行远程操控和管理，而自主控制方式是通过机载飞控计算机来完成，计算机与无人机之间通过通信链建立信号连接，通过传输相关的信号来对无人机的飞行荷载任务进行控制。此外，人工控制方式主要依赖无人机操控手，如果需要检测区域的环境较为复杂，那么系统一旦失去人工决策，或者无人机控制人员产生误判、误操作的情况，就会降低无人机飞行过程的安全性，容易引发飞行事故。利用自主控制方式来操控无人机会存在一些不确定性，主要涉及参数不确定、未动态建模、随机扰动、传感器测量装置噪声多、代理信息模式复杂等方面。

2架空输电线路无人机巡检关键技术研究进展

2.1自主巡检技术

自主巡检技术是架空输电线路无人机巡检技术研究中的重点课题，该项技术在理论上能够让无人机自主飞行、运作，基本可以摆脱人工。根据现有研究成果可知，可以使用激光雷达、实时动态高精度定位技术来实现无人机自主巡检，其中激光雷达技术能够自动获取飞行线路的高精度三维点云数据，由此能对飞行线路进行规划，而实时动态高精度定位技术能够对无人机实际飞行路线进行控制，确保无人机飞行路线与规划路线吻合。

现实情况中自主巡检技术尚处于研究阶段，因为该项技术的实施涉及到无人机飞行时的航高、坐标、惯性等多种不确定的因素，所以该项技术在目前研究中的成本会比较高。同时，无人机在对架空输电线路进行巡检时要考虑到杆塔巡检的精细程度，而激光雷达技术在这方面还不够成熟，无法投入实际运用，这是该项技术未来的研究方向。此外，自主巡检技术还有很多待研究的点，如无人机续航问题、地面工作站巡检任务采集功能等，这些问题不但尚未解决，也没有产生对应的技术，这也是后续需要研究的重点。

2.2作业安全管控

无人机巡检技术在任何应用领域中都需要得到安全管控，这一点在架空输电线路巡检中更加重要，稍有不慎是可能损害电路的，甚至会引起一些灾害。针对安全管控问题，现代无人机巡检技术都是严格依照国家提出的安全作业标准来实施的，此举确实大幅提升了技术实施的安全性，但也导致无人机巡检技术的功效未能充分发挥。

这一条件下，为了同时兼顾作业安全管控与无人机应用价值的充分发挥，国内相关组织通过研发得出了无人机可视化综合管理系统，该系统具备无人机视频实时回传、无人机实时管理、远程操控等功能，能让无人机在巡检中保持良好的安全性。但该系统提出的时间比较短，只适用于型号特定的无人机上，且此类无人机一般不满足架空输电线路巡检要求。同时，国内电网公司还在2017年研发提出过无人机巡检作业飞行数据记录器、无人机巡检业务模块，借助记录器与业务模块能实现无人机巡检作业全过程监管、且没有明显的缺陷，因此记录器与业务模块至今仍在沿用，其主要研发方向是完善两者功能。

2.3问题识别技术

在相对较早的无人机巡检技术应用中可知，架空输电线路巡检人员一般是操作无人机，利用无人机搭载的摄像设备对线路局部进行拍摄，随后人工对拍摄图像进行分析，最终得出判断结果，确认问题位置、类型、规模等。这种方式确实行之有效，但依旧依赖人工，在人工不稳定性的影响下有可能作出错误判断，同时无人机拍摄图像存在清晰度等方面的缺陷，人工不一定能作出判断。因此，在现代无人机巡检技术研发中提出了问题识别技术概念，该项技术主要就是让无人机系统具备自主判断问题的能力，根据当前研究成果可知，该项技术已初具雏形，即近些年国家电网公司在物联网技术支撑下，结合深度神经网络算法、大数据和图像识别技术等实现了问题识别技术，使得无人机系统能够自动分析架空输电线路上的问题，并生成巡检报告，免去了人工分析的环节。

该项技术的研发时间很短，目前还存在很多缺陷：问题识别中，有相当一部分问题还无法被量化判定，现在使用的深度神经网络算法在识别问题时容易受问题类型相似性干扰，最终出现误判，如绝缘子问题识别中，假设绝缘子上有明显污迹，算法就会根据污迹是否存在、污迹存在位置特征来进行判断，这时绝缘子附近的污迹也可能被列入算法范围，受非绝缘子上的污迹影响，算法可能会认为绝缘子上存在污迹，需要进行清理，此类现象还有很多，说明该项技术有待完善；问题分类。即为了保障问题识别技术能顺利实施，电科院对架空输电线路的常见问题进行了分类，大体包括杆塔、导地线、绝缘子、大尺寸金具、小尺寸金具、基础、通道环境、接地装置、附属设施，这是问题识别技术的实施基础，技术系统可借助缺陷算法来进行分类判断。但在相关实践测试中发现，现有的缺陷算法还不够完善，尤其在效率与准确性上不达标，这也说明问题识别技术还有待研究。

3结论

综上所述，无人机巡检安全技术能够适用于结构复杂的输电线路，效率较高且检测结果较为精确，因而在架空输电线路安全巡检工作中得到了广泛的应用。然而，无人机在飞行过程中依然存在一些安全问题，需要工作人员针对巡检区域的地形环境状况以及架空输电线路的结构，选择合适的无人机飞控系统、控制方式以及避障技术，才能在保障无人机安全飞行的基础上，准确地检测出输电线路的实时运行状况，确保线路能够安全稳定的运行。

参考文献

[1]贾咏.架空输电线路相关技术问题分析[J].黑龙江科技信息,2016(26):59.

[2]张元刚,彭继国,张波,等.无人机探测系统研究[J].电子元器件与信息技术,2020,4(01):45-46,61.