多旋翼无人机讲课稿.docx
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多旋翼无人机讲课稿
多旋翼无人机
多旋翼无人机
重庆东电通信技术有限公司
2015年12月
一、行业概况
1.1、电力巡线行业背景
截至目前，我国已形成华北、东北、华东、华中、西北和南方电网共6个跨省区电网；110KV以上输电线路已达到近51.4万KM。
根据相关数据表明，我国每年电力行业整体投资约为1000亿元，其中硬件设施为73%，说明输电设备在国家电网建设上的比重越来越大，随着电网的日益加大，100KM的巡线工作需要20个巡线人员工作一天才能完成。
因此传统的巡线方式已经满足不了现代电力系统的广泛需求。
1.2、电力巡线行业需求
针对高压输电线路的运行管理模式和常规作业方式，表明传统巡线方式面临的困难有：
劳动强度大、工作条件艰苦，而且劳动效率低，遇到电网紧急故障和异常条件下，线路维护人员不具备有利的交通优势、利用普通仪器或肉眼来巡查设施。
这种方式已经完全不能适应现代化电网建设与发展需求。
超、特高压电网急需先进、科学、高效的电力巡线方式。
1.3、电力巡线内容
巡线内容包括：
引流线（有无断股）、杆塔（有无鸟窝、损坏、变形、紧固金具松脱金具被盗）、绝缘子（有无散落迹象、破损，污秽、异物悬挂）、防震锤（有无变形、存在异物）、线夹（有无松脱）、导线（有无断股、异物悬挂）、地面环境（有无在规定范围建筑房屋和超范围生长的植物）等内容。
二、传统电力巡线方式与无人机电力巡线
2.1、传统巡线存在的问题
Ø巡线距离长，工作量大，步行巡线效率非常缓慢，无法提高巡线效率。
Ø遇到冰雪水灾、地震、滑坡等自然灾害天气时，巡线工作将无法展开。
Ø山区巡线具有高风险性，时刻威胁巡线人员生命安全。
山区林区有毒生物多，特别是夏季的“蜱虫”一定被咬，将危及性命，危险最大的是那些看不见的陷阱和捕兽夹。
2.2、无人机电力巡线的优势
Ø无人机携带方便，操作简单，反应迅速，载荷丰富，任务用途广泛，起飞降落对环境要求低，自主飞行。
Ø无人机巡线提高了电力维护和检修的速度和效率，使许多工作能够在完全带电的情况下迅速完成，确保用电安全。
根据有关数据显示：
无人机巡线效率比人工巡线效率高出40倍。
Ø采用无人机进行常规输电线路巡查，可降低劳动强度，与有人直升机巡线相比，提高巡线作业人员的安全性，并且降低成本。
Ø无人机具有巡线速度快，应急迅速的特点并及时发现缺陷，及时提供信息，避免了线路事故停电，挽回了高额的停电费用损失。
三、无人机电力巡线技术要求
3.1、功能要求
小型旋翼无人机巡检系统应满足如下功能要求：
3.1.1、飞行功能
（1）具备三维坐标程控飞行功能，能按预定三维坐标平稳飞行；
（2）支持自主、增稳、手动三种控制模式下的飞行。
不论小型旋翼无人机巡检系统当前处于何种飞行状态，自主、增稳、手动三种飞行模式可自由无缝切换，切换响应速度应小于0.1s。
切换过程中，小型旋翼无人机巡检系统的飞行状态和飞行姿态不发生明显变化；
（3）小型旋翼无人机巡检系统在自主飞行模式下执行任务时，应具有在人工干预后，选择是否继续执行任务的功能；
（4）小型旋翼无人机巡检系统自主及增稳飞行模式的优先级可预先设置，默认状态下增稳飞行模式具有更高的优先级；
（5）飞行状态和任务模式可灵活配置。
设置内容包括但不限于飞行航线、飞行高度、飞行速度、起飞和降落方式、拍照（摄像）方式、安全策略等，且应有参数设置的界面；
（6）具备机头重定向功能。
当启动该功能时，无论无人机机头指向何方，均能按手柄或按键的操控方向飞行；
（7）具备自主、增稳、手动三种起飞和降落方式；
（8）具备定点悬停功能；
（9）飞行平台上有航向指示灯，晴好天气下在100m以外，地面操作人员可清晰分辨机头方向。
3.1.2、通讯与测控功能
（1）可对巡检系统的飞行状态和机载设备的工作状态进行遥控，在飞行高度40m时遥控距离不小于2km；
（2）可对巡检系统飞行参数和机载设备工作状态参数进行遥测，在飞行高度40m时遥测距离不小于2km；
（3）具备视频全向、实时传输功能，在飞行高度40m时传输距离不小于2km；
（4）图传时延≤300ms；
（5）数传误码率≤10-6，时延≤20ms；
（6）具有较强的电磁兼容性能和抗无线电干扰能力。
3.1.3、任务功能
（1）支持手动拍照、定点自动拍照；
（2）任务设备宜为单一可见光和单一红外传感器，在巡检时根据任务需要通过配套云台分别搭载；
（3）可见光传感器的成像照片应满足在距离不小于10m处清晰分辨销钉级目标的要求。
有效像素不少于1400万像素。
具备遥控变焦功能，且连续可调。
具备自动对焦功能；
（4）红外传感器的影像应满足在距离10m处清晰识别故障发热点。
分辨率不低于640×480像元；红外传感器热灵敏度（即噪声等效温差（NETD））：
环境温度在23℃±5℃,50mm焦距，相对孔径1时，NETD宜小于0.05K；测温精度应不超过±2℃或测量值乘以±2%（℃）（取绝对值大者）；测温范围-20℃～+150℃。
红外传感器具备自动对焦功能；
（5）红外影像为伪彩显示，可实时显示影像中温度最高点位置及温度值。
热图数据可在地面站保存、导出；
（6）可视范围应保证水平-180°～+180°，同时俯仰角度范围不小于-60°～+30°。
3.1.4、监控显示功能
（1）地面显示设备应采用高亮屏，在强光下能清晰显示；
（2）具备任务规划功能，支持通过地面站在飞行过程中实时修改航路点的功能。
可编辑航路点不少于50个；
（3）可实时记录、下传并在地面站上显示各分系统的工作状态、飞行航迹等信息，并可回放和导出；
（4）摄录图像信息和红外影像可在机载设备和地面站进行存储；
（5）具有对无人机飞行航迹和遥测参数的综合处理、显示和记录功能；
（6）具有飞行日志数据下载和分析工具。
具有飞行数据在线记录功能；
（7）地面站应能清晰明显地显示机头指向；
（8）具备地图下载显示功能，并能通过网络进行更新；
（9）预设航线、飞行航迹和机头指向等应能在地图中显示。
3.1.5、飞行控制精度
（1）地理坐标水平精度小于1.5m；
（2）地理坐标垂直精度小于3m；
（3）正常飞行状态下，小型旋翼无人机巡检系统飞行控制精度水平小于3m；
（4）正常飞行状态下，小型旋翼无人机巡检系统飞行控制精度垂直小于5m。
3.1.6、安全保护功能
（1）具备自检功能。
自检项目应至少包括：
飞行控制模块、电池电压、电机、遥控遥测信号（数传）等。
以上任一部件（模块）故障，均能在地面控制站和（或）手柄上以明显的声（光）进行报警提示，并且系统锁死，无法放飞。
根据报警提示，能直接确定故障的部件（或模块）；
（2）支持一键返航。
不论小型旋翼无人机巡检系统处于何种飞行状态，只要操作人员通过地面控制站或遥控手柄上的特定功能键（按钮）启动一键返航功能，小型旋翼无人机巡检系统应中止当前任务，按预先设定的策略返航；
（3）具备失去链路信号后的自动返航功能。
不论小型旋翼无人机巡检系统处于何种飞行状态，只要遥测遥控信号出现中断，小型旋翼无人机巡检系统应按预先设定的策略返航；
（4）电池电压告警值应能预先设置。
在地面控制站和（或）手柄上应始终有电池电压显示，电压低于预设值时应有明显的声和光提示；
（5）具备异常报警功能。
当卫星颗数、电机工作状态、飞行高度和速度等异常时，在地面控制站和（或）手柄上以明显的声（光）进行报警提示。
3.1.7、电池
（1）飞控电池、任务设备电池、舵机电池以及地面站电池等的单次使用时间应大于该机型的续航时间。
电池充放电次数不小于300次；
（2）电池充电温度：
0℃～+45℃；
（3）电池接头应具有较高的外绝缘强度、各触点间导通性良好，接头连接牢固、可靠，满足长时间连续使用的需要；
（4）电池安装应有防振动、防淋雨措施；
（5）电池在充电及储运状态下应有防爆、阻燃等安全措施，携带便捷；
（6）电池充电操作方便。
3.2、性能要求
Ø抗风能力不小于10m/s（距地面2m高，瞬时风速）；
Ø正常作业环境条件并搭载有效荷载时，悬停时间不小于20min。
Ø环境适应性要求
Ø工作温度范围：
-20℃～+55℃；
Ø湿度：
≤95%（+25℃）；
Ø存储温度范围：
-20℃～+65℃；
Ø在小雨（雪）环境下可短时飞行。
3.3、操作性要求
Ø小型旋翼无人机巡检系统配置简单，操作人员不超过两个，使用灵活，维护简单,可靠性高；
Ø系统展开时间小于5min，系统撤收时间小于5min；
Ø平均无故障间隔时间大于50h；
Ø系统使用寿命大于500飞行小时或1000个架次（以先到者为准）。
四、重庆东电无人机电力巡线系统
Ø飞行平台：
DODEM飞行控制平台
Ø遥控半径：
2KM~10KM
Ø最大飞行高度：
3000M
Ø最大抗风能力：
6级
Ø最大续航时间：
50min
Ø定位精度：
水平＜±1m，垂直＜±0.5m
Ø飞行模式：
手动模式、自动模式（GPS）、航线规划模式
Ø摄像系统：
采用专业级机载设备，三轴稳定云台，1080P/10倍光学变焦/热成像系统
Ø飞行记录功能：
具备飞行记录器
Ø失控保护：
失控自动保护、自动返航降落，可增加降落伞功能
Ø定位：
提供精确的GPS定位，高度锁定和机头方向锁定
5、附件
5.1、附件1（电力巡线无人机组成）
5.1.1、电力巡线无人机飞行平台
5.1.2、可见光设备
5.1.3、红外热成像设备
5.2、附件2（配置清单）
配置清单
配置
配件名称
性能
数量
标配
DODEM飞行平台
专业级电力巡线多旋翼飞行器；机身采用进口碳纤维一体模具成型,具有防火防雨防尘功能，领先于目前国内市场其它多轴产品；整机抗电磁干扰设计，适应能力强；机臂采用插拔式快拆结构，方便使用和维护；轻量化的机身和任务载荷设计；高效率动力系统；
1
标配
电池
标配：
6V22000MAH
1
标配
遥控器电池
2200MAH遥控器专用锂电
1
标配
标配遥控器
专配9通道遥控器
1
标配
标配充电器
A6平衡大功率充电器4倍功率于普通B6
1
标配
IOSD
数据叠加系统
1
标配
地面监视系统
一体化地面监视系统
1
标配
工具
全套拆卸工具
1
标配
备用螺丝包
整机备用螺丝包
1
标配
设备铝箱
飞行器运输铝箱
1
标配
地面站
规划航线，指定飞行，飞行计划
选配
云台+可见光设备
适配自稳云台+高清相机
云台+热成像仪
适配自稳云台+热成像仪
5.3、附件3（服务外包）
无人机巡线服务外包
多旋翼无人机：
序号
线路类型
杆塔类型
数量（基）
单价（元）
备注
1
单回路
直线杆塔
1
900
2
单回路
耐张杆塔
1
1200
3
双回路
直线杆塔
1
1200
4
双回路
耐张杆塔
1
1500
升级会员 