受电网数字化转型和智能运维需求驱动，近年来输变电设备智能巡检技术迅速发展，并在电网中得到规模化应用。本书重点阐述输电线路无人机巡检、变电站机器人巡检、电缆隧道机器人巡检和电力人工智能图像识别等方面的研究成果，并介绍国网辽宁省电力有限公司在无人机、电缆隧道机器人和变电站机器人智能巡检作业技术的应用实践经验。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 电网设备巡检模式 1
1.2 电网设备智能巡检需求 2
1.2.1 变电站智能巡检需求 2
1.2.2 架空输电线路智能巡检需求 3
1.2.3 无人机智能巡检需求 5
1.2.4 电缆隧道智能巡检需求 6
1.3 智能巡检手段发展现状 6
1.3.1 变电站智能巡检发展现状 6
1.3.2 架空输电线路智能巡检发展现状 11
1.3.3 架空输电线路无人机智能巡检发展现状 17
1.3.4 输电线路精细化巡检发展现状 20
1.3.5 电缆隧道精细化巡检发展现状 22
1.4 智能化巡检机器人在变电站中的应用 25
第2章 架空输电线路无人机巡检系统 28
2.1 无人机巡检系统概述 28
2.2 无人直升机巡检系统概述 30
2.3 固定翼无人机巡检系统概述 33
2.4 无人机巡检系统关键技术 36
2.4.1 飞行控制技术 36
2.4.2 巡检通信技术 37
2.4.3 避障技术 39
2.5 架空输电线路巡检现状与巡检方式 40
2.5.1 巡检现状 40
2.5.2 巡检方式 41
第3章 架空输电线路无人机巡检作业技术 44
3.1 架空输电线路的构成与分类 44
3.1.1 架空输电线路构成 44
3.1.2 架空输电线路分类 45
3.2 架空输电线路典型缺陷及特征 47
3.2.1 架空输电线路本体缺陷 47
3.2.2 架空输电线路附属设施缺陷 49
3.2.3 架空输电线路外部隐患 49
3.2.4 典型缺陷示例及分析 50
3.3 无人机巡检作业流程 58
3.3.1 空域的申报 58
3.3.2 飞行巡检工作流程 58
3.4 无人直升机巡检作业技术 60
3.4.1 巡检内容 60
3.4.2 巡检方式 61
3.4.3 巡检前准备 62
3.4.4 巡检作业 65
3.4.5 巡检数据处理 68
3.4.6 应急措施 68
3.5 固定翼无人机巡检作业技术 69
3.5.1 巡检内容 69
3.5.2 巡检前准备 70
3.5.3 巡检作业 72
3.5.4 巡检数据处理 74
3.5.5 作业注意事项 74
3.6 无人机巡检作业技术典型应用 75
3.6.1 小型无人直升机的巡检作业 75
3.6.2 固定翼无人机的巡检作业 77
第4章 输电线路无人机巡检技能培训 78
4.1 无人机驾驶员资质管理与培训 78
4.1.1 无人机驾驶员资质管理 78
4.1.2 培训流程及内容 79
4.1.3 培训方法 84
4.2 输电线路无人机巡检能力培训 86
4.2.1 输电线路无人机巡检能力培训现状 86
4.2.2 无人机系统特性培训 87
4.2.3 实际应用培训 88
4.2.4 应急飞行培训 92
第5章 架空输电线路无人机自主巡检作业技术 94
5.1 基于巡检分离的架空输电线路无人机全自主巡检作业 95
5.2 架空输电线路无人机自主巡检作业技术瓶颈 101
第6章 电缆隧道机器人巡检系统 103
6.1 轨道式机器人巡检系统 103
6.1.1 系统架构 103
6.1.2 机器人系统 105
6.1.3 软件控制系统 108
6.1.4 运动平台 108
6.1.5 系统运行模式 108
6.2 功能设计 111
6.2.1 检测功能 111
6.2.2 其他基础功能 116
6.3 系统软件设计 118
6.3.1 实时监控主界面 118
6.3.2 机器人设备控制 119
6.3.3 巡检任务管理 121
6.3.4 数据处理功能 123
6.3.5 移动端 125
第7章 电缆隧道机器人全自主巡检技术 126
7.1 视觉精细定位技术 126
7.1.1 技术原理 126
7.1.2 实现方法 128
7.2 基于视觉融合的电缆缺陷检测技术 130
7.2.1 技术原理 131
7.2.2 实现方法 132
7.3 基于机器学习的高鲁棒性视觉导航技术 134
7.3.1 技术原理 134
7.3.2 实现方法 137
第8章 电缆隧道巡检机器人工程实施与应用实践 143
8.1 轨道安装设计 143
8.2 机器人充电及控制系统 144
8.3 附属设施安装与改造 144
8.4 防火门自动穿越安装改造 145
8.5 人工路标安装 147
第9章 变电站智能机器人巡检系统 149
9.1 系统架构 149
9.2 系统组成 150
9.2.1 机器人 150
9.2.2 自动充电室 153
9.2.3 导航定位设施 156
9.2.4 辅助固定监控系统 156
9.2.5 本地后台监控系统 156
9.2.6 远程集控中心 157
9.3 系统主要功能 157
9.3.1 常规巡检 157
9.3.2 集控管理 158
9.3.3 设备缺陷管理 158
9.4 人机交互 159
9.4.1 运行模式切换 159
9.4.2 视频录制、回放 161
9.4.3 雨刷控制 162
9.4.4 语音对话 162
9.4.5 充电操作 164
9.5 巡检模型配置 164
9.5.1 温升设置 164
9.5.2 定时巡检设置 165
9.6 查询操作 165
9.6.1 巡检数据查询 165
9.6.2 报表查询 166
9.6.3 历史曲线的查询 166
第10章 变电站巡检机器人工程实施与应用实践 168
10.1 基础环境搭建 168
10.1.1 充电室组成 168
10.1.2 充电室施工安装 169
10.1.3 辅助道路修筑 171
10.1.4 导航标志物布置 172
10.2 无线网桥及微环境监测系统 172
10.2.1 基站无线网桥连接 172
10.2.2 微环境监测系统连接 172
10.3 上位机系统安装 173
10.3.1 主机配置 174
10.3.2 安装软件 174
10.3.3 电气安装 174
10.4 基于分布式无线充电的变电站智能机器人巡检系统 175
10.4.1 变电站机器人充电方式概述 175
10.4.2 设计方案 175
10.4.3 配电方式及道路施工方案 179
第11章 人工智能技术在巡检中的应用 181
11.1 人工智能巡检应用的背景及意义 181
11.2 人工智能巡检相关技术概念 182
11.2.1 相关基础技术发展现状 182
11.2.2 图像与视频处理技术发展现状 184
11.2.3 技术分析与总结 189
11.3 人工智能巡检基础理论与支撑技术 190
11.3.1 基础理论 190
11.3.2 支撑技术 203
11.4 人工智能巡检视频图像处理技术 205
11.4.1 视频图像智能分析规则及框架 206
11.4.2 视频图像智能理解算法研究 209
11.5 人工智能巡检应用落地 216
11.5.1 无人机巡检场景应用 217
11.5.2 智能机器人巡检场景应用 217
第12章 总结与展望 220
12.1 智能巡检需求分析 220
12.2 智能巡检技术发展趋势 221
12.3 智能巡检关键技术发展方向 221
参考文献 223
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