無人機電力線路安全巡檢系統及關鍵技術

無人機電力線路安全巡檢系統及關鍵技術

彭向陽1，劉正軍2，麥曉明1，羅智斌2，王柯1，謝小偉2

(1.廣東電網公司電力科學研究院，廣州 510080；2.中國測繪科學研究院，北京 100830)

摘要：近年來架空輸電線路架設規模日益擴大，由于其覆蓋范圍區域廣、穿越區域地形復雜并且自然環境惡劣，采用人工定期巡檢的方式越來越不能滿足現代電力系統安全穩定運行的需要。無人機技術的發展為架空輸電線路巡檢工作提供了新的平臺，借助無人直升機，通過遙感技術應用，采用多傳感器集成的方法，可實現電力線路安全巡檢工作的高效和全自動化開展。本文介紹了基于遙感技術的電力線路安全巡檢系統的基本概念和組成部分，重點分析了主要的關鍵技術，包括無人機飛行姿態控制、多傳感器間高精度時間同步、缺陷探測和智能診斷、機載傳感器檢校、無線通訊、地面數據處理等，將無人直升機用于電力線路巡檢工作的技術要點進行了較為全面的闡述。

關鍵詞：電力線路巡檢；多傳感器集成；無人機；線路缺陷；智能診斷

doi:10.3969/j.issn.1000-3177.2015.01.009

中圖分類號：TM755文獻標識碼：A

收稿日期：2014-02-26

基金項目：高分辨率對地觀測重大專項(民用部分)(02-Y30B06-9001-13115);北京市自然科學基金項目(8144052)。

作者簡介：李天祺(1990～)，男，碩士研究生，研究方向為遙感植被分類研究。

A Transmission Line Inspection System Based on Remote Sensing：

System and Its Key Technologies

PENG Xiang-yang1，LIU Zheng-jun2，MAI Xiao-ming1，LUO Zhi-bin2，WANG Ke1，XIE Xiao-wei2

(1.ElectricPowerResearchInstituteofGuangdongPowerGridCorporation，Guangzhou510080；

2.ChineseAcademyofSurveyingandMapping，Beijing100830)

Abstract：In recent years，with the fast expanding of the scale of overhead transmission lines，coverage of the power transmission system has being greatly increasing，more and more lines spread into the area of complicated terrain and harsh natural environment.Traditional manual inspection work does not meet the demands of increasing safety and stability of the modern power grid.The newly developed unmanned aerial vehicle (UVA) technoloy provides a neoteric platfrorm to carry out this inspection in addition to the artificial means.With the help of unmanned helicopters，remote sensing applications and multi-sensor integration，it is made achievable that the trasmission line inspection can be carried out more efficiently and fully automated.In this paper，the basic concepts and components of a transmission line inspection system based on remote sensing were introduced.The key technologies in this inspection system，mainly including UAV flight attitude control，precise time synchronization between multiple sensors，defect detection and intelligent diagnostic，airborne sensor calibration，wireless communications，massive data processing and etc.，were also detailed to present a more comprehensive exposition on how to perform transmission line inspteciton work using unmanned helicopters.

Key words：transmission line inspection system；multi-sensor integration；unmanned aerial vehicle (UAV)；line defect；intelligent diagnosis

1引言

架空電力線路覆蓋范圍廣、穿越區域地形復雜并且自然環境惡劣。由于電力線路、桿塔長期在野外暴露，加上機械張力、材料老化、雷擊、污穢等外界因素影響，容易發生導地線斷股及腐蝕、絕緣子破損及發熱、桿塔傾斜、線路走廊安全距離不足等設備缺陷或通道安全隱患，如不及時發現并處理，可能會導致嚴重事故，嚴重威脅電力系統的安全和穩定。電力部門每年都要花費巨大的人力和物力資源進行巡線工作，以便掌握線路的運行狀況，及時排除線路的潛在隱患。

人工定期巡線是現階段運用最廣泛的巡線方法，這種方法不但勞動強度大、耗時多，而且效率低下。受制于地形因素，有些線路段無法人工巡檢。直升機技術發展至今已有20多年，這種方法有著不受地理條件限制、巡線速度快的優勢，但是直升機電力巡線的飛行技術屬于精確飛行的范疇，它要求直升機必須沿著輸電線路的走向隨著導線弧垂的起伏保持相對穩定的間距進行飛行。這對飛行員來說無論是在心理上還是在技術上都帶來不小的壓力，沒有經過專門訓練的飛行員很難從事這項飛行業務[1]。

無人機技術的發展為架空電力線路巡檢提供了新的移動平臺。利用無人機搭載巡檢設備進行巡線，有著傳統巡線方式無法比擬的優勢：①無人駕駛，不會造成人員傷亡，安全性高；②不受地理條件的限制，即使遇到地震、洪澇等自然災害，依然能夠對受災區域的電力線路進行巡檢；③巡線速度快，每小時可達幾十公里。雖然無人機巡線會受到機體載重、天氣以及空域申請等條件的限制，但隨著無人機技術的高速發展和空域管理水平的提高，這些問題都能夠得到解決。將無人機這項技術應用于電力線路巡檢，在無人機平臺上集成電子、通信、圖像識別等多個領域的先進技術，形成一整套無人機巡檢系統，可以彌補人工巡檢的不足，實現對輸電線路的快速、安全巡檢，具有重要的研究價值和良好應用前景。

無人機巡檢技術是最近十年才開始發展的一門新興技術，融合了航空、遙感、電子、電力、飛行控制、通信、圖像識別等多個高尖技術領域，實現起來難度比較大，世界范圍內專門研究無人機用于巡線技術的并不多。國內關于無人機巡線研究的報道比較少，國家電網公司和南方電網公司進行過無人直升機的巡線研究，取得了階段性的成果。研究人員通過對飛行姿態控制系統等硬件平臺開發和多傳感器軟硬件集成研究，利用無人機搭載高清相機和紅外熱成像儀對線路進行拍攝，并通過人工分析視頻和照片，甄別出主要的缺陷和隱患。而在國外，依托已有的先進無人機技術，相關研究的重點已經轉向關注后續的圖像識別和數據處理等方面[2-3]，相比之下國內的研究水平還較低。

本文在分析無人機電力巡檢系統研究任務的基礎上，提出基于遙感技術的電力線路安全巡檢系統基本框架，重點介紹巡檢系統結構、功能及系統實現關鍵技術，分析巡檢系統軟、硬件集成機理與可行性[4-5]，并對無人機電力巡檢技術發展趨勢和電網應用前景進行展望。

2巡檢系統研究的主要任務

基于遙感技術的電力線路安全巡檢系統研究是針對我國高壓、特高壓電力線路日常安全維護和應急處置等業務需求，是開展復雜地形條件下超視距無人機電力線路安全巡檢系統關鍵技術研究，研制無人機多傳感器集成的電力線路安全巡檢系統裝備，完成現場性能測試和適應性巡檢，實現典型省級電網的電力行業示范應用，促進我國電網線路安全、高效巡檢和應急保障技術的發展進步[6]。

基于遙感技術的電力線路安全巡檢系統研究的主要任務包括：

(1)研發用于復雜地形條件下的超視距無人機電力線路安全巡檢系統裝置，集成光學、紅外、紫外、激光掃描等傳感器，解決電力線路走廊無人機平臺安全飛行控制和實時高效數據傳輸的問題，獲取線路設施、桿塔及走廊地物的空間位置、幾何及多種影像資料；

(2)構建無人機攝影測量與遙感數據處理平臺，以及多傳感器信息融合處理、信息提取與安全診斷的技術方法、算法和實用軟件，實現輸電線路和通道安全隱患和異常的快速識別、定位和診斷；

(3)開展多批次的無人機平臺飛行試驗，對無人機電力線路安全巡檢系統性能進行驗證、改良，并逐漸實現無人機大規模電力線路巡檢作業。

3巡檢系統主要組成

基于遙感技術的電力線路安全巡檢系統組成結構分為4個部分：無人機平臺及數據獲取系統、地面測控站、數據通信鏈路系統，以及地面數據處理系統。無人機巡檢系統主要組成框圖如圖1所示。

3.1無人機平臺及多傳感器數據獲取系統

該子系統是電力線路巡檢數據采集獲取的主要平臺，包括無人機飛行平臺、多傳感器數據獲取系統、穩定平臺(伺服系統)、定位定姿系統(下簡稱POS)、自主預警與避障系統、數據編解碼系統等設備。主要設備的組成和功能如下：

無人機飛行平臺可分為固定翼和旋翼兩類，無人機飛行平臺負責搭載傳感器系統、穩定平臺、POS、自主預警與避障系統以及其他必要的機載設備。根據巡檢任務、飛行距離、飛行速度等具體要求的不同，應選擇不同的飛行平臺，例如開展可見光拍攝的快速巡檢，可選擇小型固定翼無人機平臺；又如對每一基桿塔進行包括紅外、紫外、可見光等在內的精細巡檢，且同時需要具有足夠的飛行距離，則應當選擇大型的旋翼無人機平臺。

圖1　無人機巡檢系統主要組成框圖

多傳感器數據獲取系統的傳感器通常可包括光學數碼相機、熱紅外成像儀、紫外成像儀、激光掃描儀等。其中，①光學數碼相機用于獲取桿塔、電力線、電力線走廊的光學影像，用于銷釘缺失、絕緣子爆裂、導地線斷股、金具銹蝕缺失等缺陷、隱患的診斷；②熱紅外成像儀用于輸電線路設備紅外視頻采集，獲取金具、電力線以及絕緣子等設備的發熱狀況；③紫外成像儀用于輸電線路設備紫外視頻信息采集，用于金具和電力線的異常放電檢測；④激光掃描儀用于獲取電力線走廊地物的高精度點云數據，可實現電力線與地面障礙物之間距離以及電力線弧垂等數據的檢測，生成線路走廊真實三維模型。

穩定平臺用于隔離無人機飛行作業時飛機的振動和外界環境對平臺飛行姿態的擾動，部分穩定平臺還具有目標跟蹤功能。采用穩定平臺能夠極大提高目標成像質量，確保獲得想要、可用的信息，降低無人機平臺控制的技術要求。

POS主要用于無人機的位置和姿態信息的實時測定，在基于遙感技術的電力線路安全巡檢系統中，還用于對無人機獲得的數據進行定位標記，使得多種傳感器數據可以統一到同一個空間坐標系統中，便于開展缺陷、隱患的多源數據協同識別和診斷，提高識別的準確性和自動化程度。多次巡檢獲得的數據通過空間坐標的匹配能夠形成時間線，便于開展與歷史數據的對比分析。

自主預警與避障系統通過毫米波雷達傳感器，對無人機飛行前方障礙物目標進行探測，并向無人機控制系統進行預警以規避飛行風險。

3.2地面測控站

地面測控站子系統主要用于無人機飛行過程中飛行狀態的監測和控制、飛行的領航、傳感器數據獲取方式的控制等功能，此外還能對飛行獲得的數據進行初步處理。該子系統包括無人機平臺地面控制系統、多傳感器地面控制系統、數據編解碼系統，以及實時數據分析系統等設備。

3.3數據通信鏈路系統

該子系統是整個系統通信連接的關鍵設備，包括機載和地面測控站的信號接收/發射設備以及無人機通信中繼設備(包括小型無人機載體)等。該子系統主要負責保障地面測控站與無人機飛行平臺之間的數據通訊，特別是在地形復雜的山區等通訊條件惡劣的環境下保障無人機與地面之間的可靠通訊。

數據鏈路應首先保證無人機定位定姿數據的實時下傳和控制命令的上傳，以便完成對無人機工作狀態進行跟蹤和控制。數據鏈路的傳輸速率根據實際需求進行定制，一般在4Mbps～8Mbps的速率下，即可實現視頻數據的實時下傳，使地面測控人員直觀了解飛行現場情況。

3.4地面數據處理系統

該子系統是后期數據處理、存儲與應用系統，包括多傳感器數據預處理和幾何處理系統，基于激光、光學、紅外、紫外等多種傳感器的電力線路安全巡檢智能專家系統以及線路走廊的三維可視化系統等。

地面數據處理系統采用攝影測量、遙感的數據處理方法和技術流程，對各種影像、點云、視頻、坐標、姿態數據進行高精度幾何處理。在此基礎上，針對電力線、電塔、走廊地物等及其附屬物的特點，通過專家系統的人工智能、模式識別及多種可視化技術，實現輸電線路和通道缺陷、隱患的判識、確認，快速定位輸電線事故點，實現線路安全狀況的及時診斷和故障排查。

3.5各子系統研發要求

各系統的軟硬件研發過程中，需遵循相關行業標準規范制定有關技術方案，各子系統間的數據接口采用業界通用的接口規范和文件格式，保證系統的開放性和可擴展性。

為保證整體系統的可靠性，各子系統在研發中將根據需要安排充分的分系統測試和試驗。在系統集成過程中，需要對系統進行包括車載、有人機載、無人機載在內的模擬試驗，盡早發現各類子系統配合缺陷和隱患。系統集成完成后，還要選定多種典型地形條件開展適應性巡檢測試，驗證系統整體工作能力。

4巡檢系統關鍵技術

基于遙感技術的電力線路安全巡檢系統中，無人機平臺(含避障系統)、地面測控站、數據通訊鏈路等技術已經較為成熟，無人機平臺等子系統已經可以進行商業化生產。但是在巡檢系統中應用遙感技術，特別是多種傳感器集成和后期數據處理方面，國內的研究還處于摸索階段，下面將就研究中應著重關注的若干關鍵技術進行闡述。

4.1飛行姿態控制技術

無人機巡線時離輸電線路較近，又常常受強風、降雨等氣候因素的影響。為了保證無人機和線路的安全，飛行姿態的控制就顯得尤其重要。文獻[7]介紹了一種無人機飛行姿態控制系統。該系統利用LQG控制器實現飛機俯仰翻轉姿態的控制，利用PID控制器進行偏行控制。系統的高魯棒性已經得到驗證，當無人機空中懸停時，用繩索強行拉動機體，控制系統仍然可以正常工作。

4.2多傳感器高精度時間同步

多傳感器集成聯合應用，需要將同一時刻各傳感器獲得的測量數據關聯起來，特別是在利用CCD影像進行立體測圖時，必須知道CCD曝光采集時刻攝站點的位置及姿態。關聯應用的關鍵是建立一種統一的時間坐標，實現傳感器的高精度時間同步[8]。

GPS接收機最普遍的功能是輸出定位數據(含UTC時間)和1PPS脈沖，脈沖邊沿和輸出定位數據時刻對應，據此可以設計授時型GPS和時間同步控制器，實現各傳感器數據的同步記錄。方法如下：①將GPS輸出的時間信號和PPS信號引入至時間同步控制器，對時間同步控制器進行對時。②同步控制器先給激光掃描儀授時，掃描儀在接收到PPS信號后，將秒計數清零，從而獲得精確至微秒的時間。③同步控制器同時觸發各相機曝光，并將曝光時刻發送至計算機記錄下來。通過這種方法可將POS、CCD相機、激光掃描儀數據的時間都為統一到GPS時間，達到多數據源時間基準統一的目的[9]。

4.3線路缺陷、隱患探測技術

為查找電力線路缺陷和隱患，主要的探測技術主要有以下三個方面。

4.3.1視覺探測

視覺探測即可見光探測。利用無人機搭載高清相機和高清攝像機，拍攝巡線圖片和視頻，實時傳輸到地面基站或存儲下來，再由地面數據處理中心的智能專家系統或者基站工作人員根據圖像和視頻中線路的外觀確定是否發生故障。視覺探測能有效發現線路表面的顯性故障，例如導線的斷股、異物懸掛；桿塔的變形、金具松脫；絕緣子的破損、閃絡等故障。探測識別的精度和判斷準確度取決于圖像的質量。

4.3.2紅外和紫外探測技術

紅外熱成像儀能夠攝取表面溫度超過周圍環境溫度的異常溫升點的紅外光譜圖像，從圖像上可以判斷出線路、接頭、線夾、絕緣子等設備是否存在故障所導致的發熱點[10]。在無人機巡檢應用中，需要重點進行復雜背景下紅外圖像中設備熱點識別與熱點溫度測試準確度提升的研究工作。

紫外成像儀能夠接收線路設備因放電產生的紫外光訊號，并形成圖像顯示在屏幕上，從圖像上可以確定電暈的位置和強度。通過紫外成像，能夠有效探測出導線外傷、絕緣子放電、污染等存在放電現象的線路故障[11]，但仍然需要解決太陽光和人造光源干擾的問題，并設計恰當的運動中放電位置跟蹤和放電強度定量分析方法。

4.3.3激光雷達探測技術

由于激光的單色性和相干性好，方向性較強，可以用激光對角度、距離、長度等度量實行精確地檢測和計量。在激光測距方面，主要分為連續波相位式測距和脈沖式測距，其中脈沖式激光測距通過激光脈沖的發射和接收時間精確測定出目標距離。將激光雷達應用到巡線工作中，通過掃描線路走廊，可獲得大量的高精度的激光點云數據，再配合高分辨率的航空數碼影像，可以對線路走廊地形進行高精度三維建模[12]。此外，通過激光雷達點云數據還能精確計算出輸電線路與樹木、建筑物等的距離，實現樹障等安全距離不足缺陷的快速定位。在無人機電力線路巡檢工作中，需要重點關注無人機平臺的任務載荷以及GPS數據準確性問題。

4.4基于多源控制信息的機載激光掃描儀各項系統參數檢校

測量系統會受到多種誤差源的影響，其測距精度與激光掃描儀單機測距精度、系統集成與組合導航精度、系統間的相對關系精度等因素有關。因此，機載激光掃描儀的檢校分為單機檢校和綜合檢校，其中最重要的是單機檢校。單機檢校主要包括：①統計單機自身參數對測距的影響；②統計不同灰度的測距離散度；③不同距離的測距乘常數和加常數的試驗測定三個方面，具體闡述如下。

(1)單機自身參數對測距的影響

(1)

其中，d(單位：cm)為點云密度，D(單位：cm)為掃描光斑直徑，W(單位：m)為掃描帶寬，L(單位：m)為掃描距離，θ(單位：rad)為掃描半角，f(單位：kHz)為掃描頻率，P為角分辨率(單位：rad)。試驗時分別設置不同的激光器參數，包括掃描頻率、重復頻率、掃描半角、二級管電流、最大回波等。改變激光的掃描參數，比較測距結果，并將測距結果與全站儀測距結果比較，可得出激光自身不同參數的設置對激光測距的影響，從而找到最佳的參數組合。

(2)不同灰度的測距離散度

由于激光測距原理不是相位測量，而是根據發射與接收時間差來進行距離計算，這導致不同灰度下測距離散度不同。此測試項目分別統計在不同灰度下激光器所有返回點的距離平均值，采用距離中誤差分析不同灰度值的測距離散度，通過分析不同灰度對距離測量的影響，得到與灰度相關的距離修正系數。一般情況下，對于不同的灰度值，距離中誤差越小，也就意味著激光掃描儀的測距離散度越小，精度越高。

(3)不同距離的測距乘常數和加常數

加常數來自于電路的固定延遲時間所造成。乘常數值比較小，誤差來源還有待于驗證，可能也會與灰度的原因有關。加常數是與距離無關的一個數值，而乘常數只與距離大小有關。因此布置不同距離的控制點，用全站儀測定其坐標，利用掃描頭坐標來計算掃描頭到各控制點的距離。對激光測得的距離和全站儀測得的距離用最小二乘來擬合，求取加、乘常數。其中測距加常數、乘常數所采用的計算公式如下：

LQ=LL+ΔL

ΔL=K0+KSL

(2)

其中，LQ為全站儀測得的標志點到掃描頭中心的距離，LL為掃描儀測得的標志點到掃描頭中心的距離，ΔL為距離改正數，K0為加常數，KS為乘常數。利用標測出的測距加常數、乘常數可以進行系統優化工作。

4.5無線通訊技術

無線通訊技術(又稱無人機測控技術)是指對無人機進行遙控、遙測、跟蹤定位和信息傳輸的技術。其中，遙控是指對無人機飛行狀態和設備狀態的控制，遙測是指對無人機飛行狀態和設備狀態參數的測量，跟蹤定位是指對無人機實時連續的位置測量，信息傳輸是指無人機任務載荷傳感器信息的傳輸[13]。

無線通訊系統由機載模塊、中繼模塊(可選)和地面站模塊三部分組成[14]。其中各部分接收發送天線和通訊模塊宜采用定制或自主研發的方式實現。中繼模塊可以固定裝設在線路桿塔附近，也可以通過中繼無人機搭載，其中中繼無人機可通過購置和改裝成熟飛行平臺實現。中繼設備的安裝方式將直接影響無人機的任務規劃設計。

4.6地面數據處理技術

地面數據處理中心采用攝影測量、遙感的數據處理方法和技術流程，自主研發激光、相機、紅外成像儀、紫外成像儀、POS系統等多種傳感器獲取的影像、點云、視頻、坐標、姿態數據處理系統，實現多種數據的高精度幾何處理。在此基礎上，針對電力線、電塔、走廊地物等及其附屬物的特點，開發無人機多傳感器電力線路安全巡檢智能專家系統，通過專家系統、人工智能、模式識別及多種可視化技術，實現輸電線路和通道安全隱患和異常的判識、確認，快速定位輸電線事故點，實現線路安全狀況的及時診斷和故障排查。

其中，飛行控制技術將設計的飛行路線地理位置、相機曝光點位置、傳感器的最佳參數等存為無人機平臺、多傳感器數據獲取系統可以讀取的文件格式，以便飛行控制系統軟件和多傳感器控制軟件能讀取相關數據進行工作[15]。

多傳感器控制技術將多種傳感器獲取的相機、紅外成像儀、紫外成像儀、激光、POS系統數據存儲為業界通用的圖像、視頻、點云、坐標序列和傳感器工作狀態及參數文件格式，實現光學影像、紅外視頻、紫外視頻、點云的快速存檔。

多傳感器數據幾何處理技術需要讀取存儲的多種傳感器獲取的影像、點云、視頻、坐標、姿態數據，處理系統，采用攝影測量、遙感的數據處理算法和技術流程，實現多種數據的高精度幾何處理和時間、空間配準[16-18]。

在此基礎上，多傳感器電力線路安全巡檢智能專家技術將針對經空間配準的多種傳感器數據產品，針對電力線、電塔、走廊地物等及其附屬物的特點，通過專家系統、人工智能、模式識別及多種可視化技術，實現輸電線路和通道安全隱患和異常的判識、確認，快速定位輸電線事故點，輸出線路安全狀況診斷和故障排查報告，并以報表文件格式存儲[19-20]。

4.7多條帶點云數據高精度配準與拼接

在不考慮單條帶內部變形前提下，可采用7參數空間相似變換模型進行條帶間系統偏差擬合。在無人機輸電線路巡檢系統中，采用重疊區域共軛點間歐氏距離作為條帶平差數學模型，通過定義不同共軛點對應規則，從而實現相鄰條帶間正形變換參數的最似然估計。中國測繪科學研究院LidarStation系統的條帶平差模塊是一個全自動數據處理模塊，通過設定合理閾值參數，便可獲得相應的平差配準參數。具體技術路線如圖2所示。

圖2　條帶配準拼接技術路線

4.8海量點云全自動DSM、DEM生成技術

機載激光點云濾波分類是將激光雷達掃描儀掃描出的點云分為地面點和非地面點的過程，即將地面點從整個點云數據中分離出來的過程。高精度地分離地面點與非地面點是DEM生成的關鍵，是相關學術領域關注的前沿問題。目前，具有代表性的濾波算法大概可以分為以下幾類：①以形態學為基礎的濾波算法；②以坡度為基礎的濾波算法；③迭代最小二乘線性內插濾波算法；④基于三角網加密的點云濾波算法；⑤以掃描線為基礎的濾波算法；⑥基于移動曲面擬合的濾波算法等。

在無人機輸電線路巡檢系統中，飛行中采集的激光點云數據經過粗差剔除、條帶配準拼接、數據分塊與條帶消冗等過程即可生成高質量DSM，以為后續處理中的電線、電塔等的提取與建模提供可靠的源數據。對上述數據進行濾波分類、格網插值和進一步柵格化，即可生成高質量DEM。

4.9基于GPGPU模型與百核級集群技術的正射影像采集

目前航空航天影像的正射糾正過程都是利用CPU以串行方式對影像進行投影變換和重采樣(如線性內插)。近年來傳感器技術的進步帶來的是海量數據的處理需求，傳統的基于CPU串式影像正射糾正不能夠滿足目前對快速正射影像的生產的要求。目前解決快速正射影像糾正多采用分布式集群的方式利用多機器CPU進行處理，這樣雖然可以提高系統處理正射影像的速度，但由于受多機I/O的限制，分布式正射影像生產能夠提高的速度有限，同時也提高了單位正射影像生產成本。

在基于遙感技術的電力線路安全巡檢系統中，通過一定的處理方法，將傳統正射糾正過程中影像投影變換以及影像采樣這類的任務映射到GPU支持的圖形繪制流水線上，充分利用GPU強大的并行處理能力和高帶寬的數據傳輸能力實現航空航天遙感影像的快速正射糾正。利用本方法，可以使得正射糾正速度比在傳統CPU上進行處理要快10倍以上，從而可以實現航空航天遙感影像準實時正射糾正[22-23]。

5結束語

將無人機技術應用于電力線路巡檢，包括融合電子、通信、圖像識別等多個技術領域，形成一整套的無人機巡線系統，可以大大減輕電力巡線的人力投入，同時又能快速、安全地對線路實施巡檢，是一個很有前途的研究方向，并且具有重要的實用價值[21-23]。

無人機機身輕巧，并裝載有先進的航測系統，和有人機相比，受陰、雨、霧等天氣的限制較小[19]。這些優越的性能使無人機成為電力巡檢更為有效的工具。無人機巡線還可以通過系統的任務規劃和智能診斷等軟件系統提高巡檢作業質量和科技水平，增強電力生產自動化綜合能力，創造更高的經濟效益和社會效益[24]。

目前雖然采用無人機巡線受到航空申請、機體載重和天氣惡劣等條件限制，但隨著我國低空空域開放和管理進步，以及無人機技術的持續、高速發展，這些問題都能夠得到有效解決[25-26]。

無人機巡線有兩個值得關注的發展趨勢：①采用多傳感器集成的巡線無人機，同時實現多種巡檢方式。這要求無人機具有更大的載重，但不可避免地會帶來體積較大及控制過于復雜的缺點。②采用微型單傳感器的巡線無人機。通過多個攜帶不同故障探測儀器的微型無人機協調配合，也能完成巡線工作。由于機體很小，可以更加接近線路，獲取更清晰的巡線圖像。

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