Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование бортовых сенсоров и методов обработки данных для удалённого зондирования воздушных линий электропередачи с помощью беспилотных летательных аппаратов

Докладчик: Кошелев Виталий Иванович

Должность: заведующий кафедрой РТС, заведующий кафедрой, профессор

Цель проекта:
1. Цель прикладного научного исследования и экспериментальной разработки: создание специализированного программного обеспечения для диагностики воздушных линий электропередачи (ЛЭП), предотвращения и локализации аварий на них при помощи беспилотных летательных аппаратов (БПЛА); разработка экспериментального образца бортового программно-аппаратного комплекса, способного путём наблюдений в видимом и инфракрасном диапазонах длин электромагнитных волн, а также анализа магнитного поля с борта беспилотного летательного аппарата (БПЛА) оценивать такие характеристики воздушной линии электропередачи (ЛЭП), как: провисание проводов, состояние опор, аномальный нагрев изоляторов и проводов, высоту растительности на просеках через лесные массивы, локализацию однофазных замыканий путём анализа магнитного поля.

Основные планируемые результаты проекта:
2. Основные планируемые результаты проекта, пути и способы их достижения
2.1 Отчет о ПНИ, содержащий в т.ч.:
1) анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме;
2) обоснование выбора направления исследований;
3) теоретическое исследование путей создания систем диагностики воздушных линий электропередач;
4) сравнительная оценка вариантов возможных решений исследуемой проблемы с учетом результатов прогнозных исследований, проводившихся по аналогичной тематике;
5) результаты теоретических и экспериментальных исследований;
6) описание разработки алгоритмов обработки и комплексирования фотоизображений линии электропередачи и растительности под ней, полученных в различных (видимом и инфракрасном) диапазонах электромагнитных волн;
7) описание разработки эскизной конструкторской документации на экспериментальный образец бортового программно-аппаратного комплекса БПЛА для оценки состояния воздушных линий электропередачи;
8) описание создания экспериментального образца бортового программно-аппаратного комплекса БПЛА для оценки состояния воздушных линий электропередачи;
9) описание разработки программной документации на программное обеспечение рабочей станции оператора, которое предназначено для обработки и комплексирования фотоизображений линии электропередачи и растительности под ней, полученных в различных (видимом и инфракрасном) диапазонах длин электромагнитных волн;
10) описание создания программного обеспечения рабочей станции оператора, которое предназначено для обработки и комплексирования фотоизображений линии электропередачи и растительности под ней, полученных в различных (видимом и инфракрасном) диапазонах длин электромагнитных волн;
11) описание разработки программы и методик проведения испытаний экспериментального образца бортового программно-аппаратного комплекса БПЛА для оценки состояния воздушных линий электропередач;
12) описание разработки программы и методик проведения испытаний программного обеспечения рабочей станции оператора для обработки и комплексирования фотоизображений линии электропередачи и растительности под ней, полученных в различных (видимом и инфракрасном) диапазонах длин электромагнитных волн;
13) результаты испытаний программного обеспечения рабочей станции оператора для обработки и комплексирования фотоизображений линии электропередачи и растительности под ней, полученных в различных (видимом и инфракрасном) диапазонах длин электромагнитных волн;
14) результаты испытаний экспериментального образца бортового программно-аппаратного комплекса БПЛА для оценки состояния воздушных линий электропередачи;
15) описание разработки алгоритмов рабочей станции оператора для дистанционного зондирования параметров линии электропередач;
16) описание разработки проекта ТЗ на ОКР по теме: «Создание бортового программно-аппаратного комплекса БПЛА для оценки состояния воздушных линий электропередачи»;
17) технико-экономическая оценка полученных результатов;
18) обобщение и выводы по результатам ПНИ;
19) рекомендации и предложения по использованию результатов ПНИ в реальном секторе экономики.
2.2 Отчет о патентных исследованиях по ГОСТ 15.011-96.
2.3 Алгоритмы обработки и комплексирования фотоизображений линии электропередачи и растительности под ней, полученных в различных (видимом и инфракрасном) диапазонах электромагнитных волн
2.3 Алгоритмы дистанционного зондирования параметров линии электропередач.
2.4 Программное обеспечение для обработки и комплексирования фотоизображений, полученных в различных (видимом и инфракрасном) диапазонах длин электромагнитных волн.
2.5 Программная документация на программное обеспечение рабочей станции оператора для обработки и комплексирования фотоизображений, полученных в различных (видимом и инфракрасном) диапазонах длин электромагнитных волн.
2.6 Экспериментальный образец бортового программно-аппаратного комплекса БПЛА для оценки состояния воздушных линий электропередачи.
2.7 Эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец бортового программно-аппаратного комплекса БПЛА.
2.8 Программа и методика проведения испытаний экспериментального образца бортового программно-аппаратного комплекса БПЛА для оценки состояния воздушных линий электропередачи.
2.9 Программа и методика проведения испытаний программного обеспечения рабочей станции оператора для обработки и комплексирования фотоизображений, полученных в различных (видимом и инфракрасном) диапазонах длин электромагнитных волн.
2.10 Проект ТЗ на проведение ОКР по теме: «Создание бортового программно-аппаратного комплекса БПЛА для оценки состояния воздушных линий электропередачи».

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
3. Разрабатываемый экспериментальный образец бортового программно-аппаратного комплекса БПЛА предназначен для обеспечения получения фотоизображений линии электропередачи и растительности под ней в различных (видимом и инфракрасном) диапазонах длин электромагнитных волн, данных о географическом положении от спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS и пространственной ориентации БПЛА от автономной бесплатформенной инерциальной системы, а также для оценки таких характеристик воздушной линии электропередачи, как: провисание проводов, состояние опор, аномальный нагрев изоляторов и проводов, высоту растительности на просеках через лесные массивы, локализацию однофазных замыканий путём анализа магнитного поля.
Прогнозируется широкое внедрение систем автоматического дистанционного мониторнига состояния ЛЭП с помощью аппаратуры, установленной на БПЛА, что позволит повысить надёжность работы электросетевых предприятий.

Текущие результаты проекта:
Обоснован состав экспериментального образца бортового программно-аппаратного комплекса БПЛА:
- тепловые и оптические камеры;
- магнетометр;
- ресивер спутниковых навигационных систем Глонасс/GPS (допускается использование ресивера, входящего в состав автопилота БПЛА);
- управляющее и вычислительное устройство;
- носитель информации (память);
- лидар (целесообразность включение лидара в состав комплекса производится по результатам испытаний).
Подобрана и проводится закупки аппаратной базы для обеспечения следующих характеристик:
- получение фотоизображений линии электропередачи и растительности под ней в различных (видимом и инфракрасном) диапазонах длин электромагнитных волн;
- получение данных о географическом положении от спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS;
- получение данных о пространственной ориентации БПЛА от автономной бесплатформенной инерциальной системы;
- энергонезависимая память, достаточную для хранения результатов наблюдений не менее чем за 2 часа непрерывных измерений во всех анализируемых диапазонах длин электромагнитных волн;
- вес – не более 1 кг;
- потребление энергии не более 25 Вт.
Разработана модель изображений ЛЭП в различных диапазонах длин электромагнитных волн и внешних условиях наблюдения.