引言

智能检查路径规划是变电站应用广泛的监测方法，检测覆盖面积相对较大，在实际实施过程中，路径规划效果更好，准确性更高。事实上，变电站检查路径的规划是一项非常复杂和繁琐的工作，主要由运动控制技术、嵌入式综合处理设计、ＧＰＳ定位导航和安全处理具有很强的针对性。在日常工作中，智能变电站相关设备和特殊场所可以人工检查。一旦出现异常现象，可以及时发出相应的警告信号，通过特殊信道传输到系统的不同控制位置，避免大规模相关性。

无人机配电场强度传感器测量原理

工频电场强度传感器是由三对正交平行极板和线圈组成的三维工频电场传感器。工频探头核心传感器组件示意图如图1所示。当平行极板进入电场时，可以通过测量平行极板两端的电压来测量相应的电场强度。工频电场强度传感器无线收发原理如图2所示。三对正交平行极板两端的三路电压信号通过多个开关送入放大器，然后通过A/D转换为数字信号，送入单片机进行计算处理。结果通过无线收发装置送到场强仪单片机，显示X轴和Y轴、Z轴三个方向的电场强度分量Ex、Ey、Ez及总电场强度E(3分平方和平方根)。

2平台系统设计

该平台主要由无人车身、手持遥控器、远程监控站等三个系统组成。无人车主体主要由车辆底盘、配电模块、各种传感器（避障传感器、防坠落传感器）组成、控制模块、通信模块、声源定位模块、视觉摄像头等。从系统设计、无人系统平台建设、无人检查和远程手动遥控检查操作，从系统软硬件平台建设、人机交互界面设计和实现等方面考虑。首先，对于人机交互，操作人员需要远程获取变电站现场的环境声、光、味等信息，可以控制车辆的运行、制动、油门、齿轮、制动等执行机构。此外，从智能的角度来看，无人平台需要能够在指定区域内完成特定行为的独立检查任务。操作人员可根据实际情况进行远程遥控检查和无人独立检查。从设计系统层面来看，平台可分为感知层、信息层、通信层、人机交互层。

无人机配载电场强度测量技术研究

3.1变电站离线地图构建

变电站检查地图施工步骤如下：打开机器人激光雷达传感器传输功能，完成激光雷达初始化；遥控机器人绕变电站行走，机器人自动记录所有设备和建筑物的地理信息，完成地图施工数据采集；然后打开地图生成程序，自动生成变电站检查地图。地图施工完成后，根据变电站检查设备的类型和数量设置检查点，优化检查路线，然后进行检查试验。根据标定的最佳路线对变电站设备的检查点进行测试，发现遗漏，调整检查路线，确保设备检查点的全覆盖。

3.2视觉交互规划节点布置

检查地图数据初始化预处理完成后，根据实际规划要求和标准布置视觉交互规划节点。通常，不同的变电站有不同的检查模式，有一定的差异。可以首先确定手动规划地图的规模和使用ＪＰＳ技术构建道路搜索程序。此时，对检查范围开放规划识别程序，并在区域内设置一定数量的交互规划节点。最大限度地保证变电站检查工作的维护质量。需要注意的是，交互规划节点的设置可以结合双目视觉技术，以最短路径为核心规划轴线，对异常位置进行双向侧标记，需要安装在控制系统中ＪＰＳ寻路指令。

3.3可变障碍物

可变障碍物是指变电站中能以某种方向和姿态通过的障碍物，可以表现出障碍物或非障碍物的特点。基于这一特点，变电站离线地图中不应将其视为障碍物，否则将无法获得最佳检查路径。变电站检查机器人可以在平坦开阔的道路上行驶，面对可变障碍物，需要判断是否能以特定的方向和姿态通过。当变电站检查机器人检测到周围的人或其他动态障碍物时，通过局部路径规划生成新轨迹，将新路径与变电站地图中的可变障碍物进行比较，判断新路径是否能通过可变障碍物。如果不能通过，将其放入离线地图中，重新规划局部路径。在局部路径规划过程中，随着离线地图的不断丰富，特别是可变障碍物的出现，路径规划难度加大，本文提出了面对大型复杂变电站的路径规划方法。

3.4远程无线遥控

远程遥控可通过手持式PAD近域进行无线操作；也可通过5g通信网络在5g远程驾驶舱上操作。远程软件系统主要是控制站软件，其界面由左、中、右三部分组成。监控屏的具体显示内容如下：左屏：地图视角、轨迹显示、系统设置、车辆状态显示（传感器状态、电气状态、异常声源定位信息等），分小区域显示360°全景：中屏：FPV摄像头视野、行车轨迹指示、仪表板、照明控制；右屏：任务模块视野和任务模块数据；任务模块功能控制。简而言之，在复杂环境下，无人平台不能完全实现独立检查工作，需要手动远程控制操作；当操作场景相对简单，工作相对单一时，可以开始独立检查操作。具体操作场景模式的选择由操作人员灵活确定。

3.5变电设备抗干扰缺陷检测方法

综上所述，本文提出了基于多时相巡检图像的变电站设备抗干扰缺陷检测方法，主要步骤如下：step1:收集不同天气和光照条件下的开源图像数据集，预训练风格迁移网络CycleGAN，学习不同风格域之间的映射关系；step2:采集变电站多时相检查图像，整理为参考图IN+检测图IT，用VOC格式标记缺陷区域。CycleGAN基于原始样本生成各种干扰变化的干扰样本，构建三元组样本(IT,IN,ID);step3:基于三元组样本(IT,IN,ID)协同训练三重孪生网络Triplenet，提取三种多尺度的鲁棒特征XTL，XNl,XDl,构建特征聚合网络PANet融合多尺度差异特征，在多尺度上定位变电设备缺陷。

结束语

通过对无人机载电场强度测量技术的预研究，可以看出无人机载电场强度测量技术可以从非常规角度检测变电站内的电场强度分布，检测不同电压等级和位置的电场强度。通过无人机载荷检测变电站设备的电场强度分布，可以诊断瓷瓶表面尖端、短连接等缺陷。目前使用的传感器精度和传输距离可以满足检测要求，但质量和尺寸较大，使用的无人机尺寸也较大，需要进一步开发轻量化和小型化传感器。