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《无人机巡检技术》授课教师：XXX全套可编辑PPT课件绪论

项目1选配无人机和任务载荷项目2规划无人机巡检航线项目3开展无人机巡检作业项目4处理无人机巡检数据项目5回收与维护无人机巡检系统项目6应对无人机巡检紧急情况0.1无人机巡检系统的组成0.2无人机巡检的类型和模式0.3无人机巡检的特点和应用领域绪论

0.1无人机巡检系统的组成0.1无人机巡检系统的组成无人机巡检：指利用无人机巡检系统，对特定对象进行的巡视、检测等作业活动。你知道无人机巡检系统的组成主要包括哪些吗？任务载荷通信链路地面站综合保障设备无人机......0.1无人机巡检系统的组成0.1.1无人机无人机

定义：无人机巡检系统在空中执行巡检任务的平台。

可以自动模式按照预设航线或以手动模式在人工操控下，飞至作业人员难以接近或危险性较大的区域，并通过通信链路向地面站回传任务载荷采集的数据，从而实现非接触式远程巡检。常用的无人机固定翼无人机多旋翼无人机无人直升机动力升空器......0.1无人机巡检系统的组成0.1.2任务载荷任务载荷定义：指搭载于无人机上的用于执行巡检任务的设备或装置。任务载荷数据采集设备可见光相机红外热成像仪激光雷达多光谱相机配套的云台数据处理单元......这些设备和装置共同构成了无人机的“感官”，能够获取巡检对象的形状、尺寸、颜色、温度等信息，为故障诊断与状态评估提供原始数据。......0.1无人机巡检系统的组成0.1.3地面站地面站定义：指用于规划巡检任务、操控无人机飞行和调度任务载荷工作的设备，是无人机巡检系统的指挥与控制中枢，是无人机巡检系统实现人机交互和智能决策的核心。地面站硬件部分控制设备显示设备操纵设备通信设备保障设备......软件部分任务规划及航迹显示模块飞行监控模块数据处理模块......0.1无人机巡检系统的组成0.1.4通信链路通信链路定义：指数据终端和根据数据通信规程所建立的数据通信网络。功能：实现无人机的遥控、遥测、跟踪定位，以及任务载荷数据的传输。组成：数据终端：机载数据终端、地面数据终端数据通信规程：传输通道、通信协议、标准化的消息格式0.1无人机巡检系统的组成0.1.5综合保障设备综合保障设备定义：指支撑无人机巡检系统高效、安全运行的配套设备。组成：备用电池及充电设备备用桨叶与装卸设备专用收纳箱校准装置作用：不仅能提升无人机巡检系统的巡检作业效率，还能有效延长其使用寿命、降低故障率，从而全面保障巡检作业的安全性、稳定性与可持续性。气象监测仪起降装置......0.2无人机巡检的类型和模式0.2.1无人机巡检的类型无人机巡检的类型正常巡检故障巡检特殊巡检0.2无人机巡检的类型和模式以架空输电线路巡检为例0.2.1无人机巡检的类型0.2无人机巡检的类型和模式定义：指按既定周期，利用无人机巡检系统对线路进行的巡检，包括对线路本体、附属设备和通道环境开展的常规巡视和检测。1．正常巡检适用于周期性巡检任务，宜采用精细化自主巡检方式。0.2.1无人机巡检的类型0.2无人机巡检的类型和模式定义：指在线路发生故障后，为查明线路故障点、故障原因和故障情况，利用无人机巡检系统开展的线路巡视和检测。2．故障巡检宜采用手动巡检方式，以便在线路故障点附近进行精细化巡检。0.2.1无人机巡检的类型0.2无人机巡检的类型和模式定义：指在发生自然灾害等特殊情况下或针对某种特殊隐患，利用无人机巡检系统开展的线路巡视和检测。3．特殊巡检可根据作业环境和巡检对象，采用不同的任务载荷和巡检模式。0.2.2无人机巡检的模式0.2无人机巡检的类型和模式指无人机在巡检过程中无须人工干预，能自主识别目标、实时规划航线、独立飞行并自动完成数据采集的作业模式。1．自动模式小贴士在自动模式和半自动模式下，当无人机偏离作业路径或遭遇危险状况时，无人机应能自动与巡检对象或其他障碍物保持安全距离；同时，作业人员应将巡检模式切换至手动模式，然后中止作业并控制无人机返航。指基于预设航线，由无人机自主执行飞行任务，同时由作业人员全程监控作业状态并参与数据采集的作业模式。2．半自动模式指无人机的飞行控制与数据采集均由作业人员手动控制的作业模式。3．手动模式0.3无人机巡检的特点和应用领域0.3.1无人机巡检的特点0.3无人机巡检的特点和应用领域无人机巡检受线路跨度、地形起伏的影响较小，适用于高山、峡谷、荒漠、林区等人员难以到达或存在危险的区域。在地震、塌方、洪水等灾害发生后，无人机巡检系统可突破环境限制，快速投入巡检作业，及时获取现场信息，从而为灾情评估、应急指挥等提供可靠、准确的数据支撑，提升抢险救灾的时效性与安全性。相较于传统的人工巡检方式，无人机巡检实现了从“人巡”到“机巡”的转型升级。1．环境适应性强2．安全性高3．智能化与精准化程度高4．任务载荷配置灵活5．运维成本低无人机巡检的特点0.3.1无人机巡检的特点0.3无人机巡检的特点和应用领域无人机巡检采用“人机分离”的作业模式，作业人员可全程在地面安全区域进行远程操作与监控，无须攀爬杆塔、跨越沟壑或进入其他高危环境。相较于传统的人工巡检方式，无人机巡检实现了从“人巡”到“机巡”的转型升级。1．环境适应性强2．安全性高3．智能化与精准化程度高4．任务载荷配置灵活5．运维成本低无人机巡检的特点这从根本上消除了高空坠落、触电、物体打击等作业风险。0.3.1无人机巡检的特点0.3无人机巡检的特点和应用领域具备高精度定位、自主飞行、智能避障等功能，可按预设航线稳定飞行，并在指定位置精准悬停。可从多种角度、多个距离对巡检对象进行检测，以便对巡检对象的不同状态进行对比分析。无人机搭载的图传系统可将影像实时回传，并通过智能算法自动识别破损、松脱、断裂等明显缺陷，以及时发出预警，从而显著提升巡检作业的精准度与可靠性。相较于传统的人工巡检方式，无人机巡检实现了从“人巡”到“机巡”的转型升级。1．环境适应性强2．安全性高3．智能化与精准化程度高4．任务载荷配置灵活5．运维成本低无人机巡检的特点0.3.1无人机巡检的特点0.3无人机巡检的特点和应用领域无人机与任务载荷的配置可根据巡检任务的具体需求灵活调整。作业人员可根据作业范围、精度要求与环境条件，选择固定翼无人机、多旋翼无人机、无人直升机、动力升空器等作为平台，并搭载可见光相机、红外热成像仪、激光雷达、光谱相机等任务载荷。相较于传统的人工巡检方式，无人机巡检实现了从“人巡”到“机巡”的转型升级。1．环境适应性强2．安全性高3．智能化与精准化程度高4．任务载荷配置灵活5．运维成本低无人机巡检的特点与传统的有人驾驶航空器相比无人机在任务载荷配置方面具有简便、快捷的优势，能够迅速适应线路巡视、部件检查等多种巡检任务。0.3.1无人机巡检的特点0.3无人机巡检的特点和应用领域相较于传统的人工巡检方式，无人机巡检实现了从“人巡”到“机巡”的转型升级。1．环境适应性强2．安全性高3．智能化与精准化程度高4．任务载荷配置灵活5．运维成本低无人机巡检的特点与传统的人工巡检相比在人力和物资投入、时间和能源消耗、设备维护和升级等方面具有显著的经济优势。与有人驾驶航空器相比作业人员的培训费用和周期远低于有人驾驶航空器驾驶员的；设备购置与维护费用也远低于有人驾驶航空器的。通过高频次作业，无人机巡检能实现对巡检对象隐患的早期干预，有助于降低巡检对象的故障率与维修成本。0.3.2无人机巡检的应用领域0.3无人机巡检的特点和应用领域1．电力领域在架空输电线路、变电站等电力设施的巡检作业中，作业人员可通过无人机巡检系统高效识别一些典型缺陷，从而显著提升巡检覆盖率、缺陷发现率与作业安全性。目前，无人机巡检已广泛应用于电力、交通、水利、通信、石油化工、应急与公共安全等多个领域，具体如下。绝缘子破损线路金具松动导线断股接头过热无人机巡检在交通领域的应用0.3.1无人机巡检的特点0.3无人机巡检的特点和应用领域2．交通领域在交通基础设施的巡检作业中，作业人员可通过无人机巡检系统对以下典型异常现象进行影像采集与三维建模，从而为结构健康监测、养护维修决策等提供精准、直观的可视化依据。结构裂缝支座位移边坡坍塌轨道异物公路、铁路、桥梁、隧道3．水利领域在水库大坝、水闸、泵站等水利设施的巡检作业中，作业人员可通过无人机巡检系统快速获取结构形变、渗漏点、设施周边隐患等关键信息并生成数字高程模型，以辅助开展防汛调度与工程安全评估，从而提升水利设施巡检的效率与精度。无人机巡检在交通领域的应用0.3.1无人机巡检的特点0.3无人机巡检的特点和应用领域4．通信领域在通信基站、线路等设施的巡检作业中，作业人员可通过无人机巡检系统对天线外观、接头锈蚀、接地装置等进行近距离拍摄。尤其在偏远山区、高海拔地区或建筑物密集城区的站点不仅能消除极端环境给作业人员带来的安全风险，还可实现对信号盲区与隐蔽缺陷的高效覆盖，从而全面提升通信设施的维护质量与运行稳定性。0.3.1无人机巡检的特点0.3无人机巡检的特点和应用领域5．石油化工领域在高风险区域的巡检作业中，作业人员可通过无人机巡检系统安全、高效地完成以下隐患的远程检测。油气管道、炼化厂区、储罐区气体泄漏温升异常密封破损结构性腐蚀不仅能避免作业人员直接进入危险区域，还可实现对隐蔽区域与高危设施的常态化监测。无人机巡检在石油化工领域的应用0.3.1无人机巡检的特点0.3无人机巡检的特点和应用领域6．应急与公共安全领域在突发事件中，作业人员可操控无人机快速抵达现场，通过任务载荷和通信链路实时回传灾情影像、红外热像图及激光点云数据，自动识别受困人员位置与次生灾害风险，从而提升救援调度的科学性。地震、洪涝、山火同时，无人机巡检系统采集的数据可形成灾害档案，为灾后评估、责任认定与重建规划提供客观、精准的依据。无人机巡检在应急与公共安全领域的应用课堂小结绪论无人机巡检系统的组成无人机任务载荷地面站通信链路综合保障设备无人机巡检的类型和模式无人机巡检的类型无人机巡检的模式无人机巡检的特点和应用领域无人机巡检的特点无人机巡检的应用领域谢谢大家《无人机巡检技术》授课教师：XXX绪论

项目1选配无人机和任务载荷项目2规划无人机巡检航线项目3开展无人机巡检作业项目4处理无人机巡检数据项目5回收与维护无人机巡检系统项目6应对无人机巡检紧急情况选配无人机和任务载荷项目11.1无人机的分类和选配1.2任务载荷的分类和选配1.3典型无人机巡检系统的配置要求项目1选配无人机和任务载荷项目导读无人机巡检任务的高效执行有赖于无人机和任务载荷的合理选配。在选配无人机和任务载荷时，要综合考虑无人机和任务载荷的类型、性能指标和适用范围，确保无人机巡检系统能够满足巡检任务对数据类型和精度、作业效率和安全性等的要求，并与作业环境和内容有效匹配。本项目主要介绍无人机的分类和选配方法、任务载荷的分类和选配方法，以及典型无人机巡检系统的配置要求。知识目标技能目标素质目标掌握无人机的分类和选配方法。掌握任务载荷的分类和选配方法。了解典型无人机巡检系统的配置要求。树立技能成才、技能报国的人生理想。树立奋发有为、昂扬向上的精神风貌。能根据巡检任务选配合适的无人机。能根据巡检任务选配合适的任务载荷。学习目标情景引入在某项穿越山区的高压输电线路巡检任务中，小刘作为作业组的核心成员，正协助团队攻克复杂环境下的巡检难题。该线路全长约

5

km，起降场地受限且存在风力干扰。小刘除了要看清杆塔螺栓是否缺失，还要捕捉导线接头的过热隐患，并精确测算树木与导线之间的距离是否在安全距离内。

情景引入面对这些挑战，小刘意识到，要想在受限环境中确保巡检数据的准确性，就要先对无人机与任务载荷进行科学选配。1.1无人机的分类和选配1.1无人机的分类和选配1.1.1无人机的分类无人机可按飞行平台构型和质量进行分类。下面咱们具体说说。1.1无人机的分类和选配1.1.1无人机的分类>>1．按飞行平台构型分类固定翼无人机多旋翼无人机无人直升机动力升空器定义：由动力装置提供前进的推力或拉力，通过固定于机身上的机翼产生升力，在大气层内飞行的无人机。优点：飞行速度快、续航时间长，适用于大范围和远距离巡检任务。固定翼无人机1.1无人机的分类和选配1.1.1无人机的分类>>1．按飞行平台构型分类固定翼无人机多旋翼无人机无人直升机动力升空器定义：由动力装置驱动，通过3个及以上旋翼产生升力，能垂直起降、自由悬停并通过改变旋翼的转速来改变飞行状态的无人机。优点：结构简单、操控灵活，适用于小范围和近距离精细化巡检任务。多旋翼无人机常见的类型四旋翼无人机六旋翼无人机八旋翼无人机1.1无人机的分类和选配1.1.1无人机的分类>>1．按飞行平台构型分类固定翼无人机多旋翼无人机无人直升机动力升空器定义：由动力装置驱动，通过垂直轴上的单个或多个旋翼产生升力，能垂直起降、自由悬停并通过改变旋翼桨叶角来改变飞行状态的无人机。优点：具备较强的机动性和载荷能力，常用于需要搭载重型设备的巡检任务。无人直升机常见的类型单旋翼带尾桨式无人直升机共轴双旋翼式无人直升机1.1无人机的分类和选配1.1.1无人机的分类>>1．按飞行平台构型分类固定翼无人机多旋翼无人机无人直升机动力升空器定义：又称垂直起降固定翼无人机，是一种在起飞、降落和悬停时由旋翼提供升力，在前飞时由推进装置提供前进的推力或拉力并通过机翼产生升力的无人机。优点（兼具固定翼无人机和多旋翼无人机的优点）：既能垂直起降，又具有较快的飞行速度和较长的续航时间，适用于起降场地受限的大范围和远距离巡检任务。动力升空器1.1无人机的分类和选配1.1.1无人机的分类>>2．按质量分类无人机微型无人机轻型无人机小型无人机中型无人机大型无人机

轻型无人机：指空机重量≤

4kg且最大起飞重量≤

7kg，最大平飞速度≤

100km/h，具备符合空域管理要求的空域保持能力和可靠被监视能力，全程可以随时人工介入操控的无人机，但不包括微型无人机。1.1无人机的分类和选配1.1.1无人机的分类>>2．按质量分类无人机微型无人机轻型无人机小型无人机中型无人机大型无人机小型无人机：指空机重量≤

15kg且最大起飞重量≤

25kg，具备符合空域管理要求的空域保持能力和可靠被监视能力，全程可以随时人工介入操控的无人机，但不包括微型、轻型无人机。中型无人机：指最大起飞重量≤

150kg的无人机，但不包括微型、轻型和小型无人机。大型无人机：指最大起飞重量＞150kg的无人机。1.1无人机的分类和选配1.1.1无人机的分类>>2．按质量分类知识加油站（1）空机质量是指无人机为满足基本使用要求而设计的机体、动力装置（不含动力能源）和各机载系统，以及为满足特殊使用要求而预留的不可拆卸部分的质量总和。（2）起飞质量是指无人机在起飞前的质量。（3）飞行真高是指无人机与其正下方地形表面之间的垂直距离。（4）平飞速度是指在给定构型、质量和飞行高度条件下，无人机的水平飞行速度。集思广益除了以上分类，你还能想到按哪些维度对无人机进行分类？1.1无人机的分类和选配1.1.2无人机的选配在巡检任务中，通常根据无人机的性能指标和适用范围来选配无人机。性能指标续航时间巡航速度作业航程载荷质量抗风能力......下面分别介绍固定翼无人机、多旋翼无人机、无人直升机、动力升空器的选配。1.1无人机的分类和选配1.1.2无人机的选配>>1．固定翼无人机的选配性能指标取值范围大中型轻小型续航时间1～6h45～120min巡航速度50～150km/h60～100km/h作业航程50～300km20～80km载荷质量5～10kg0.5～3kg抗风能力6～8级4～6级注：1．续航时间是指无人机耗尽其可用燃料所能持续飞行的时间。2．巡航速度是指无人机在执行任务过程中保持稳定、高效飞行的水平速度。3．作业航程是指无人机在完成1次完整任务的前提下，所能覆盖的最大水平距离，通常是指单程最远作业半径。4．载荷质量是指无人机在保证稳定飞行的前提下能够安全携带的任务设备总质量。5．抗风能力是指无人机在保证稳定飞行的前提下，所能承受的最大持续风速，通常用风速或风力等级表示。1）性能指标固定翼无人机的性能指标及其取值范围1.1无人机的分类和选配1.1.2无人机的选配>>1．固定翼无人机的选配2）适用范围固定翼无人机的适用范围如下。（1）大中型固定翼无人机具有作业航程远、飞行速度快、覆盖面广的优势。适用于大范围、远距离巡检任务，如主干电力线路通道隐患排查、重大自然灾害后的灾情快速监测，以及林业、农业、水利等领域大型设施的周期性巡检。（2）轻小型固定翼无人机可兼顾便携性与作业效率。适合较大区域的常态化信息采集与基础设施巡检，如中小型水库、河道堤防、灌区等水利设施的定期巡检。1.1无人机的分类和选配1.1.2无人机的选配>>2．多旋翼无人机的选配1）性能指标性能指标取值范围大中型轻小型微型续航时间30～120min30～50min10～30min巡航速度20～60km/h15～40km/h10～30km/h作业航程5～15km3～10km1～5km载荷质量5～20kg1～2kg0.1～0.3kg抗风能力5～7级4～6级3～4级2）适用范围多旋翼无人机的适用范围如下。（1）大中型固定翼无人机具有较大的载荷质量、较长的续航时间和较强的环境适应能力。适用于对精度、稳定性要求较高的专业巡检任务，如强电磁环境下的设备检测，以及山区、河谷、高原等高风险区域的特高压通道、风电叶片等大型基础设施的常态化巡检。电力线路精细化巡检、变电站及换流站多旋翼无人机的性能指标及其取值范围1.1无人机的分类和选配1.1.2无人机的选配>>2．多旋翼无人机的选配（2）轻小型多旋翼无人机具有动作灵活、部署便捷、操作门槛低等特点。不但适用于配电线路局部检查、杆塔快速巡视等任务，而且可在公共安全事件响应、灾害现场评估以及山区、林区等通信盲区的临时通信中继保障中发挥作用，是基层作业单元较常用的巡检平台。（3）微型多旋翼无人机体积小、质量小，可在狭小空间和高危环境中进行近距离检测。主要用于辅助人工巡检，如对登高困难部位和空间受限区域进行低空影像采集，对设备中存在的异物、损伤等局部缺陷进行快速识别，从而显著提升巡检作业的安全性和效率。2）适用范围多旋翼无人机的适用范围如下。1.1无人机的分类和选配1.1.2无人机的选配>>3．无人直升机的选配1）性能指标与固定翼无人机相比无人直升机能定点起飞、降落、悬停。与多旋翼无人机相比无人直升机载荷能力更强，在巡检时可搭载质量更大的任务载荷，但成本较高。性能指标取值范围大中型轻小型续航时间3～4h1～2h巡航速度80～150km/h60～100km/h作业航程100～200km30～80km载荷质量10～50kg2～5kg抗风能力6～8级4～6级无人直升机的性能指标及其取值范围1.1无人机的分类和选配1.1.2无人机的选配>>3．无人直升机的选配（1）大中型无人直升机具备较强的抗风能力，可在较小的起降场地起降，并在高海拔、严寒等极端环境中稳定悬停。它能搭载多种任务载荷（如光电吊舱、激光雷达等），适用于重要输电通道或关键电力设施的精细化、多维巡检。（2）轻小型无人直升机通常采用油电混合动力装置，续航时间长且补能便捷，适合在无充电条件的野外环境中连续执行多个分散点位的巡检任务。在高海拔地区能保持较好的悬停稳定性，适用于偏远山区杆塔等多个孤立设施的巡检。2）适用范围无人直升机的适用范围如下。尽管结构复杂、运维成本较高，在常规场景中应用较少，但大中型无人直升机在特殊环境中的应用具有不可替代性。1.1无人机的分类和选配1.1.2无人机的选配>>4．动力升空器的选配1）性能指标性能指标取值范围大中型轻小型续航时间4～8h30～90min巡航速度120～150km/h80～120km/h作业航程50～150km10～30km载荷质量3～10kg1～5kg抗风能力5～6级4～5级动力升空器的性能指标及其取值范围1.1无人机的分类和选配1.1.2无人机的选配>>4．动力升空器的选配（1）适用于作业范围较大、作业航程较长且需要兼顾广域快速巡查与局部精细化检查的复合型任务。例如，在大面积区域电力线路巡检中，动力升空器可先采用固定翼无人机模式快速检查整条线路走廊，再切换至多旋翼无人机模式对存在异常的部件进行精细化检查。（2）在山区、海岛、林区等缺乏平整起降场地且地形复杂的区域，动力升空器可采用多旋翼无人机模式垂直起降，并采用固定翼无人机模式进行高升限和长航时巡检，从而高效完成电力线路、通信基站等基础设施的常态化巡检。2）适用范围动力升空器的适用范围如下。1.2任务载荷的分类和选配1.2任务载荷的分类和选配在无人机巡检任务中，只有针对巡检对象需要采集的数据类型与所处的环境条件，选配类型和性能指标均符合要求的任务载荷，才能确保巡检任务圆满完成。1.2任务载荷的分类和选配1.2.1任务载荷的分类1．可见光相机可见光相机是一种通过镜头和图像传感器将巡检对象的可见光影像记录于存储单元中的

光电类任务载荷。2．红外热成像仪3．紫外检测相机4．激光雷达按巡检对象和内容的不同存储卡磁盘它能够准确获取巡检对象的形状、轮廓及色彩信息。可见光相机1.2任务载荷的分类和选配1.2.1任务载荷的分类1．可见光相机红外热成像仪是一种利用红外热成像技术，将巡检对象发出的红外辐射转化为热像图的光电类任务载荷。2．红外热成像仪3．紫外检测相机4．激光雷达按巡检对象和内容的不同其中，热像图可呈现巡检对象表面温度的分布情况。红外热成像仪1.2任务载荷的分类和选配1.2.1任务载荷的分类1．可见光相机紫外检测相机是一种通过高灵敏度紫外光传感器，捕捉巡检对象因电晕放电或局部放电所产生的微弱紫外光信号，并将其与可见光图像融合，进而生成可显示放电位置与强度的图像的光电类任务载荷。2．红外热成像仪3．紫外检测相机4．激光雷达按巡检对象和内容的不同紫外检测相机1.2任务载荷的分类和选配1.2.1任务载荷的分类1．可见光相机2．红外热成像仪3．紫外检测相机4．激光雷达按巡检对象和内容的不同激光雷达是一种通过发射激光束并接收回波来获取巡检对象三维空间信息的光电类任务载荷。高速扫描密集采样激光雷达可生成高精度三维点云数据，从而精确还原巡检对象的空间几何形状与表面细节。激光雷达关于任务载荷，下列说法中错误的是（）。A．可见光相机能够准确获取巡检对象的形状、轮廓及色彩信息B．热像图可呈现巡检对象表面温度的分布情况C．紫外检测相机可捕捉巡检对象因电晕放电或局部放电所产生的微弱紫外光信号D．激光雷达可接收巡检对象发出的红外辐射D1.2任务载荷的分类和选配1.2.2任务载荷的选配>>1．可见光相机的选配1）性能指标可见光相机的性能指标主要有波长范围、有效像素数、焦距、感光度、曝光时间、帧频等。性能指标取值范围波长范围400～760nm有效像素数通常大于2000万焦距30～600mm感光度100～6400曝光时间1/8000～30s帧频通常为30帧每秒注：1．波长范围是指可见光相机传感器能够响应的光辐射的波长范围。2．有效像素数是指在镜头接收到光信号时，图像传感器捕捉到的光信号被可见光相机最终输出为静态图像数据的最大像素数。3．焦距是指在平行光入射时从透镜中心到焦点的距离。4．感光度是衡量感光体对光照灵敏程度的参数。5．曝光时间是指图像区域曝光的有效时间。6．帧频是指单位时间内采集完整图像的画面数。可见光相机的性能指标及其取值范围1.2任务载荷的分类和选配1.2.2任务载荷的选配>>1．可见光相机的选配2）适用范围可见光相机是目前应用较为广泛的任务载荷之一。你知道可见光相机的特点主要包括哪些吗？影像易解析成像直观成本较低1.2任务载荷的分类和选配1.2.2任务载荷的选配>>1．可见光相机的选配2）适用范围思考：那它主要适用于哪些场合呢？1.2任务载荷的分类和选配1.2.2任务载荷的选配>>1．可见光相机的选配2）适用范围（1）电力线路巡检。在电力线路巡检任务中，可见光相机可对大多数线路的杆塔、金具、绝缘子、导线及其他附属部件进行高清拍摄，从而帮助人们有效识别破损、锈蚀、松脱等缺陷。（2）变电站、换流站及新能源场站的巡检。在这种巡检任务中，可见光相机能够清晰呈现变压器套管、断路器、光伏组件、风机叶片等关键部件的表面状态，从而帮助人们有效识别断裂、变形等缺陷。（3）灾害监测与基础设施巡检。在这种巡检任务中，可见光相机可迅速获取灾害或事故现场电力设施、桥梁、隧道等的直观影像，从而帮助人们及时发现异常。可见光相机拍摄的绝缘子自爆图像1.2任务载荷的分类和选配1.2.2任务载荷的选配>>2．红外热成像仪的选配1）性能指标红外热成像仪的性能指标主要包括波长范围、噪声等效温差、测温范围、测温精度等。性能指标取值范围波长范围3～5μm和8～14μm噪声等效温差通常不大于0.15

℃测温范围通常为－20

℃～＋150

℃测温精度通常不超过±2

℃或被测温度的±2%（取绝对值大者）注：1．噪声等效温差是指在热红外波长范围内检测时，红外热成像仪能分辨的目标温度最小变化量。2．测温范围是指红外热成像仪在满足准确度要求时的可测量温度范围。红外热成像仪的性能指标及其取值范围1.2任务载荷的分类和选配1.2.2任务载荷的选配>>2．红外热成像仪的选配2）适用范围在电力线路巡检任务中，红外热成像仪可精准识别导线接头、变压器套管、开关设备等因接触不良、氧化或过载而出现的异常发热点，从而帮助人们有效预防断线、跳闸等电力故障。（1)电力线路巡检在这种巡检任务中，红外热成像仪可用于检测光伏组件的热斑，以及发电机和变流器中温升异常的部件。（2)新能源场站巡检红外热成像仪拍摄的光伏组件热像图1.2任务载荷的分类和选配1.2.2任务载荷的选配>>2．红外热成像仪的选配2）适用范围在这种巡检任务中，红外热成像仪可在夜间、烟雾或薄雾环境中查找火点、余烬，并帮助人们判断山火蔓延趋势，为森林防火和灾后搜救提供有力支持。（3)灾害监测在其他巡检任务中，红外热成像仪可用于建筑外墙保温缺陷、热力管道泄漏等的诊断和检测。（4)其他巡检1.2任务载荷的分类和选配1.2.2任务载荷的选配>>3．紫外检测相机的选配1）性能指标紫外检测相机的性能指标主要有波长范围、放电灵敏度、紫外光灵敏度等。性能指标取值范围波长范围240～280nm放电灵敏度1～5pC@10m紫外光灵敏度（1～10）×10-18W/cm²注：1．放电灵敏度是指紫外检测相机所能识别的最小放电量或等效紫外光子辐射强度。2．紫外光灵敏度是指紫外检测相机在日盲紫外波长范围内可探测的最小辐射强度。小贴士高压设备出现电晕放电时会辐射出波长为

240～280

nm

的紫外光。紫外检测相机通过对该紫外光信号进行处理，可有效避开太阳光干扰，从而在白天也能准确识别电晕放电现象。通常，紫外检测相机与可见光相机集成于同一吊舱，所得到的紫外图像可与可见光图像融合，这样既保留了放电位置信息，又提供了周围背景信息，以便人们精准识别放电设备。紫外检测相机的性能指标及其取值范围1.2任务载荷的分类和选配1.2.2任务载荷的选配>>3．紫外检测相机的选配2）适用范围（1）在这种巡检任务中，紫外检测相机可有效识别因导线毛刺、金具锐边等引起的电晕放电现象，以帮助人们评估绝缘系统的运行状态。110

kV

及以上高压电力线路的巡检（2）在这种巡检任务中，紫外检测相机可用于检测隔离开关触头、断路器端子、母线连接点等高电位部位的放电活性，以帮助人们及时发现可能由导体接触不良或电场集中引发的故障。变电站及换流站的巡检（3）在这种巡检任务中，紫外检测相机能快速识别因施工工艺缺陷或环境损伤而引起的异常放电，为质量检测和应急处置提供有力支撑。电力线路在新建或大修时以及在经历极端天气后的巡检1.2任务载荷的分类和选配1.2.2任务载荷的选配>>4．激光雷达的选配1）性能指标激光雷达的性能指标主要有探测距离、点频、角分辨率、视场角、测量精度、功率等。性能指标取值范围探测距离50～300m点频0.5～1MHz角分辨率0.1°～0.4°视场角水平视场角为70°～120°，垂直视场角为20°～40°测量精度±2cm～±5cm功率10～50W注：1．探测距离是指在规定的大气条件和反射率下，激光雷达能探测的最远距离。2．点频是指激光雷达每秒发射并接收的激光点数量。3．角分辨率是指激光雷达在水平或垂直方向上探测时，能区分两个相邻巡检对象的最小角度范围。4．视场角是指激光雷达能有效探测和扫描的空间范围，包括水平视场角和垂直视场角。5．测量精度是指在标准测试条件下，单点测距的误差范围。6．功率是指激光雷达正常运行时单位时间内可转移或转换的能量。激光雷达的性能指标及其取值范围1.2任务载荷的分类和选配1.2.2任务载荷的选配>>4．激光雷达的选配2）适用范围（1）电力线路巡检在这种巡检任务中，激光雷达可快速构建电力线路的高精度三维激光点云模型，以帮助人们准确获取导线、杆塔与周围树木、建筑物的位置关系。（2）复杂地形区域的巡检线路信息获取在地形复杂的区域，借助激光雷达可获取巡检线路走廊地形、线路走向及周边环境信息，为线路优化设计、风险评估和常态化监测提供可靠数据。电力线路的高精度三维激光点云模型1.2任务载荷的分类和选配1.2.2任务载荷的选配>>4．激光雷达的选配2）适用范围（3）灾后设施评估在灾后设施评估中，通过对比设施受灾前后的激光点云数据，可精准识别杆塔倾斜、基础沉降、边坡位移等结构异常，为抢修和重建提供科学依据。小贴士除上述任务载荷外，无人机巡检系统常用的任务载荷还有光电吊舱。凭借结构紧凑、环境适应性强等特点，光电吊舱可显著提升无人机巡检的范围与作业效率。是一种将可见光相机、红外热成像仪、激光雷达等融于一体的集成式任务载荷。1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求下面分别以架空输电线路、变电站、光伏电站、风电场、通信网的无人机巡检系统为例，介绍无人机巡检系统的配置要求。1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求>>1．通用配置要求该飞控系统应支持全自主、增稳和手动三种飞行控制模式，具有任务规划和三维坐标程控飞行功能。无人机巡检系统应配置机载飞行控制系统（以下简称飞控系统）(1)该任务载荷应具有减振、增稳功能，替换操作应便捷。应根据任务类型选配可见光相机、红外热成像仪、紫外检测相机、激光雷达等任务载荷。无人机巡检系统应配置任务载荷(2)该测控与通信系统应能对无人机和机载设备工作状态进行遥测和遥控，具有对视频影像的全向、实时传输功能。无人机巡检系统应配置测控与通信系统(3)该地面站系统应至少包括1个独立的遥控手柄和1个显示与控制系统。无人机应配置地面站系统(4)无人机应具有自检功能和安全保护功能，具有飞行区域限制、一键返航、链路中断返航和异常报警等功能。无人机巡检系统应采用电池作为任务载荷和地面站的动力来源，各类电池在充电及储运状态下应具有防爆、阻燃等安全性能。无人机巡检系统应配置存储空间足够的插拔式存储设备。(5)(6)(7)1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求>>1．通用配置要求无人机应支持北斗卫星导航系统、全球定位系统（globalpositioningsystem,GPS），具有避障或防撞功能。无人机的机身应配置航行灯和卫星导航定位模块(8)电动型无人机应具有电量（电压）显示和异常报警功能；配套充电设备应方便快捷，并支持多组电池同时充电。油动型无人机宜采用常用民用燃料，如煤油、0

号柴油、92

号或

95

号汽油等，其存储、使用应符合国家相关安全规定；油箱应具有抗冲击性和防腐蚀性。两种无人机的能源配置要求(9)1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求>>1．通用配置要求1）多旋翼无人机的配置要求（1）应根据应用场景和技术要求，配置高配、中配或标配多旋翼无人机。用于远距离（通常为1000m及以上）巡检作业高配多旋翼无人机用于中近距离（通常为

500～1

000

m）巡检作业中配多旋翼无人机用于近距离（通常为

500

m

以下）巡检作业低配多旋翼无人机1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求>>2．专用配置要求在架空输电线路无人机巡检系统中，多旋翼无人机的配置要求如下。1）多旋翼无人机的配置要求项目性能要求高配多旋翼无人机中配多旋翼无人机标配多旋翼无人机空机质量不大于10kg不大于7kg不大于2kg适用环境温度－40

℃～±65

℃－40

℃～±65

℃－20

℃～±65

℃适用最高海拔5000m5000m3000m续航时间不小于35min不小于30min不小于25min抗风能力不小于10m/s不小于10m/s不小于8m/s测控距离4km2km1km销钉级目标拍摄能力距离20m处拍摄销钉清晰可见距离10m处拍摄销钉清晰可见距离10m处拍摄销钉清晰可见（2）应配置可满足6个架次正常作业的电池。任务载荷电池及地面站电池等的单次使用时间应不低于该机型最大续航时间（满载工作状态）的

6

倍。充电设备应能同时对所有电池进行充电。架空输电线路无人机巡检系统多旋翼无人机的性能要求（1）1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求>>2．专用配置要求（3）高配与中配多旋翼无人机应配置高精度实时动态测量（realtimekinematic,RTK）模块，标配多旋翼无人机宜配置RTK模块。小贴士RTK是一种全球卫星导航定位技术与数据通信技术相结合的载波相位实时动态差分定位技术，该技术能够实时提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果，在野外的实时定位精度可达厘米级。（4）多旋翼无人机应具有定时、定点拍照功能。1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求>>2．专用配置要求1）多旋翼无人机的配置要求小贴士若具有RTK功能，则多旋翼无人机水平定位精度应不大于10cm，垂直定位精度应不大于20cm；在自动模式下，与预设航线的飞行控制偏差应不大于lm，标准差应不大于0.5m。若具有

RTK

功能，则多旋翼无人机应配置数据接口，具有航线下载功能，应能将无人机飞行数据及巡检数据导出。地面站应能存储、检索、编辑和调用历史航线。采用调用的历史航线工作时，多旋翼无人机巡检系统应按航点序号顺序依次执行航点信息中记录的动作。1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求>>2．专用配置要求（1）应根据应用场景和技术要求，配置电动型固定翼无人机和动力升空器，或者油动型固定翼无人机和动力升空器。项目性能要求电动型固定翼无人机和动力升空器油动型固定翼无人机和动力升空器续航时间大于1h大于2h巡检半径30～50km60～100km电动型固定翼无人机和动力升空器：适用于中短航时、小范围的通道巡检、应急巡检、灾情普查等场景。油动型固定翼无人机和动力升空器：适用于长航时、大范围的通道巡检、应急巡检、灾情普查等场景。架空输电线路无人机巡检系统固定翼无人机和动力升空器的性能要求1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求>>2．专用配置要求2）固定翼无人机和动力升空器的配置要求在架空输电线路无人机巡检系统中，固定翼无人机和动力升空器的配置要求如下。（2）固定翼无人机和动力升空器应具有自主起飞和降落功能。固定翼无人机宜配置备用起降装置或紧急伞降装置。（3）应支持手动拍照，定时、定点、定距自动拍照，以及全程摄像。架空输电线路无人机巡检场景下，固定翼无人机配备紧急伞降装置的作用是什么呢？1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求>>2．专用配置要求2）固定翼无人机和动力升空器的配置要求（4）搭载的可见光相机应具有高分辨率照相和摄像功能。当可见光相机的作业高度为真高

200

m

时，所拍摄的图像应能识别航线垂直方向上两侧各

100

m

范围内大小为

0.5

m×0.5

m

的静态目标，拍摄的视频应能识别大小为3

m×3

m的静态目标。小贴士油动型固定翼无人机和动力升空器应配置防爆燃油桶、机油桶和防爆抽油泵，防爆燃油桶、机油桶中宜存储不少于3次正常巡检任务需要的燃油。1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求>>2．专用配置要求2）固定翼无人机和动力升空器的配置要求（1）应配置图像传输系统，图像清晰度应能满足巡检要求，延时宜不超过300ms。标清及以上（2）可配置光电吊舱。应具有减振、增稳功能（3）无人直升机可配置高清可见光相机，应支持手动拍照和步进拍照。在距离巡检对象50m处获取的可见光图像应能清晰显示销钉级缺陷。1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求>>2．专用配置要求3）无人直升机的配置要求在架空输电线路无人机巡检系统中，无人直升机的配置要求如下。（4）可配置红外检测设备。兼具以下设备的功能可见光相机红外热成像仪有效像素数应不低于

200

万有效像素数应不低于

30

万在距离巡检对象

50

m

处获取的红外视频和红外热像图应能清晰显示架空输电线路热缺陷，热像图数据应能存储。1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.1

架空输电线路无人机巡检系统的配置要求>>2．专用配置要求3）无人直升机的配置要求如今，人工智能（artificialintelligence,AI）技术正加速向无人机巡检领域渗透。AI技术不仅能将一线工作人员从繁重、危险的重复劳动中解放出来，使他们转向策略分析与系统决策，还能提升电力、交通、能源等领域基础设施的运维效率。从“人巡”到“机巡”再到如今的“智巡”，这一跨越式发展生动诠释了AI技术在“科技强国”中发挥的重要作用。广大青年学子应立足所学专业，勇担时代重任，在服务国家重大战略需求中找准人生坐标，将青春融入科技创新的浪潮之中。1．无人机的配置要求在变电站无人机巡检系统中，应配置具有自动巡检功能的多旋翼无人机。项目性能要求导航及定位精度应支持北斗卫星导航系统，水平偏差不大于0.1m，垂直偏差不大于0.2m定点悬停精度在瞬时风速不大于5级的条件下，水平偏差不大于0.2m，水平标准差不大于0.35m；垂直偏差不大于0.3m，垂直标准差不大于0.5m飞行控制精度在瞬时风速不大于5级的条件下，水平偏差不大于0.3m，水平标准差不大于0.5m；垂直偏差不大于0.5m，垂直标准差不大于0.75m降落精度具有精准降落至起降场地的功能，降落位置偏差不大于0.2m变电站无人机巡检系统多旋翼无人机的性能要求1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.2

变电站无人机巡检系统的配置要求1.3.2

变电站无人机巡检系统的配置要求2．任务载荷的配置要求在变电站无人机巡检系统中，应根据具体任务需求配置可见光相机、红外热成像仪等任务载荷。变电站无人机巡检系统任务载荷的性能要求项目性能要求可见光相机有效像素数：不小于1200万光学变焦：具有5倍及以上光学变焦功能，具有自动对焦功能红外热成像仪光学变焦：具有自动对焦功能1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.3

光伏电站无人机巡检系统的配置要求1．无人机的配置要求在光伏电站无人机巡检系统中，应按照作业环境条件选择相应类型的无人机。光伏电站无人机巡检系统无人机的性能要求项目性能要求环境与空域适应性满足光伏电站所在地温度、风速、海拔等环境条件的要求，可结合当地空域管制要求和地理信息规划飞行任务自主飞行与控制功能具有手动和自动模式切换功能、全自主飞行及航迹控制功能、机头重定向功能、定点悬停功能、断点续航功能、遥控与通信功能等安全防护功能具有障碍物识别与主动避障功能，在低电量、故障、通信中断时的自动返航功能系统自检功能具有开机自动检测动力、电池、导航、避障等关键系统的功能，具有飞行状态记录与数据缓存功能通信功能具有实时高清影像传输、远程遥控、飞行参数回传及数据暂存功能1.3典型无人机巡检系统的配置要求2．任务载荷的配置要求在光伏电站无人机巡检系统中，应根据具体任务需求配置可见光相机、红外热成像仪、紫外检测相机、激光雷达等任务载荷。光伏电站无人机巡检系统任务载荷的性能要求项目性能要求可见光相机应能在晴朗无云、光线充足的良好天气下作业；能根据气象条件自动调整巡检项目，优化巡检频次红外热成像仪应能在阴天、多云、夜间以及晴朗且无阳光直射的情况下作业，能根据雨雪、高温、凝冻、冰冻等气象条件自动调整巡检项目并优化巡检频次，能在夜间避光的条件下进行光伏组件的电致发光巡检作业紫外检测相机应能在晴朗无云或云层稀薄的良好天气下作业；能根据雨雪、冰冻等气象条件自动调整巡检项目，并优化巡检频次激光雷达应能在晴朗无雾的天气、温度适中（通常为40

℃～85

℃）的环境下作业；能根据大雾、气流突变等气象条件自动调整巡检项目，并优化巡检频次1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.3

光伏电站无人机巡检系统的配置要求1.3.4

风电场无人机巡检系统的配置要求1．无人机的配置要求（1）风电叶片、塔筒、机舱外表面巡检宜选配多旋翼无人机。（2）集电线路杆塔、升压站巡检宜选配多旋翼无人机或无人直升机。（3）集电线路通道巡检宜选配固定翼无人机、多旋翼无人机或无人直升机。在风电场无人机巡检系统中，应依据风电场巡检对象的检查要求，选配相应类型的无人机。1.3典型无人机巡检系统的配置要求2．任务载荷的配置要求在风电场无人机巡检系统中，应根据具体任务需求配置可见光相机、红外热成像仪、紫外检测相机、激光雷达等任务载荷。项目性能要求可见光相机有效像素数：不小于2000万存储卡容量：不低于64GB；存储卡读写等级：不低于class10配备三轴无刷云台，俯仰角度宜为－90°～＋30°红外热成像仪响应波段：7.5μm～14μm分辨率：640像素480像素采样频率：无人机悬停状态的静态目标检测不低于7.5Hz，其他应用场景不低于25Hz测温范围：－20

℃～＋135

℃噪声等效温差：环境温度为（23±5）

℃，相对孔径为1时，应小于0.06

℃测温精度：在20

℃～100

℃内，不超过2

℃或被测温度的±2%（取绝对值大者）配备三轴无刷云台，俯仰角度宜为－90°～＋30°支持拍照及录像，且影像包含原始温度信息，有明确的格式解析接口，能用于二次分析风电场无人机巡检系统任务载荷的性能要求1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.4

风电场无人机巡检系统的配置要求2．任务载荷的配置要求（续表）项目性能要求紫外检测相机能识别电晕或电弧等放电现象中的紫外光，并进行成像；能拍摄自然光下的环境照片；能将同一位置、同一时间拍摄的紫外光图像与可见光图像进行叠加能实时显示电晕或电弧放电状态以及一定区域内的紫外光子数，具有光子数计数功能具有较高的分辨率以及动态和静态图像存储功能能在日光下观测电晕，并能避免太阳光中紫外光的干扰在移动过程中检测时，不出现拖尾现象激光雷达点云数据密度：不低于25点每平方米探测距离：在20%反射率的情况下，有效探测距离不小于100m激光等级：1级有效点云采集速率：不低于100000点每秒惯性测量单元（inertialmeasurementunit,IMU）的侧滚角和俯仰角的测角精度：不大于

0.025；航偏角的测角精度：不大于0.081.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.4

风电场无人机巡检系统的配置要求1.3.5

通信网无人机巡检系统的配置要求1．无人机的配置要求在通信网无人机巡检系统中，可配置固定翼无人机、多旋翼无人机和无人直升机。通信网无人机巡检系统无人机的性能要求项目性能要求抗风能力能在5级风下正常工作，在6级风下安全返航伞降着陆性能伞降时，能保证在平坦场地着陆

100

次，且机身主体不出现影响飞行的严重变形续航时间电动型多旋翼无人机和无人直升机的续航时间不小于30min，电动型固定翼无人机的续航时间不小于160min飞行海拔与最大升限飞行海拔不小于5000m，最大升限为500m抗雨能力不小于中雨工作温度－15

℃～＋55

℃1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3典型无人机巡检系统的配置要求>>1.3.5通信网无人机巡检系统的配置要求2．任务载荷的配置要求通信网无人机巡检系统可见光相机的性能要求项目性能要求像素2400万以上功率不大于3W有效质量不大于300g在通信网无人机巡检系统中，可根据具体任务需求配置可见光相机、5G

路测仪表等任务载荷。较为常用1.3典型无人机巡检系统的配置要求1.3.5

通信网无人机巡检系统的配置要求1．分析任务需求根据项目引入中无人机巡检作业的条件及要求，该巡检任务对无人机和任务载荷的需求如表所示。项目实施——选配无人机和任务载荷项目需求适用地形适合在山区、起降条件受限的区域作业抗风能力具有较强的抗风能力作业航程约5km精度要求应能看清杆塔螺栓数据类型能采集可见光影像、红外热像图、点云巡检任务对无人机和任务载荷的需求2．选配无人机1）确定机型多旋翼无人机可垂直起降、悬停，机动性较好，适合在山区等复杂地形区域进行精细化巡检；无人直升机虽然同样具备垂直起降功能，但其机械结构复杂、维护成本高、操控难度大；固定翼无人机虽然续航时间较长、巡航速度较快，但其起降依赖跑道或弹射架，在山区可能无法找到合适的起降场地；动力升空器适合对长距离通道进行巡检，但其效率和灵活性不如多旋翼无人机。因此，可为该巡检任务选配多旋翼无人机。2）确定性能指标该巡检任务所需多旋翼无人机的作业航程须大于

5

km；考虑到山区气流复杂，其抗风能力应较强；此外，该多旋翼无人机应具备一定的载重能力，以搭载多种任务载荷。因此，可为该巡检任务选配高配多旋翼无人机。3）填写选型单将上述内容整理为无人机选型单，作为后续设备调拨或采购的依据。项目实施——选配无人机和任务载荷3．选配任务载荷1）决策依据任务载荷须满足三大核心需求：①采集的影像能显示杆塔螺栓是否缺失，这要求可见光相机具备高像素及变焦功能，以支持远距离清晰成像；②采集的热像图能捕捉导线接头的过热隐患，这要求红外热成像仪具备高精度测温能力，能够识别微小温差；③能精确测算树木与导线之间的距离，这需要配备激光雷达或具备激光测距功能的光电吊舱，以获取点云数据；④任务载荷的总质量须在高配多旋翼无人机的载重范围内。2）初步选配任务载荷的初步选配方案如下。（1）可选配一体化双光云台相机，再额外搭载轻型激光雷达。（2）可选配集成可见光相机、红外热成像仪和激光雷达的光电吊舱。项目实施——选配无人机和任务载荷4．综合验证与记录在正式作业前，必须对选配的无人机和任务载荷进行综合验证，操作步骤如下。1）检查硬件连接（1）检查任务载荷与无人机机身的机械连接是否牢固，确认接口及紧固件已完全锁紧，避免任务载荷在无人机飞行中因振动而出现松动或脱落。同时，检查任务载荷的数据线和电源线是否可靠连接，有无松动、弯折过度现象。（2）在开启无人机后，先通过地面站软件检查任务载荷的电压和电流，确认无异常后再启动任务载荷。此时，应观察任务载荷的电压是否存在异常波动，以确保无人机电源系统能够为任务载荷提供持续、稳定的电力，避免因电压不稳而使飞控系统重启或任务载荷意外关机。（3）确保云台在通电后能顺利完成自检与回中，无异常抖动或卡顿。检查云台的减振球或减振板是否完好，确保云台能有效隔离机身产生的高频振动，为高精度成像提供稳定的物理平台。项目实施——选配无人机和任务载荷4．综合验证与记录2）测试功能（1）在距离测试目标

10～20

m

处使用可见光相机进行拍摄。调整可见光相机的焦距，在地面站实时图传画面中检查销钉、螺栓等部件的边缘是否锐利、细节是否清晰。同时，录制一段视频，检查画面是否存在异常抖动，验证云台的增稳效果。（2）准备1个可控的发热源（如装有热水的水杯），使用红外热成像仪对其进行观测。检查红外热像图中能否清晰显示发热源的温度，并检查高温区域与低温区域的边界是否分明。同时，将红外热成像仪的测温点中心对准发热源，记录温度，然后将该温度与高精度温度计的读数进行比对，计算测温精度。（3）在开阔、无遮挡的场地，开启无人机及地面站的

RTK

功能，观察地面站显示的水平与垂直定位精度。此外，对某个已知距离的固定目标（如

50

m

外的建筑物）进行测距，并将测量结果与已知距离进行比对，验证测距功能的准确性。3）填写记录表将上述硬件检查结果及功能测试数据填入系统验证记录表，确认所有指标均满足任务需求后签字归档。项目实施——选配无人机和任务载荷随堂检测简述动力升空器的适用范围。简述激光雷达的适用范围。项目总结选配无人机和任务载荷无人机的分类和选配无人机的分类无人机的选配任务载荷的分类和选配任务载荷的分类任务载荷的选配典型无人机巡检系统的配置要求架空输电线路无人机巡检系统的配置要求变电站无人机巡检系统的配置要求光伏电站无人机巡检系统的配置要求风电场无人机巡检系统的配置要求通信网无人机巡检系统的配置要求项目评价指导教师对学生的实际学习成果进行评价，学生配合指导教师共同完成学习成果评价表。学习成果评价表班级

姓名

日期

组号

学号

指导教师

项目名称选配无人机和任务载荷评价项目

评价内容

分值/分评分/分自评互评师评知识

（40%）掌握无人机的分类和选配方法14

掌握任务载荷的分类和选配方法14

了解典型无人机巡检系统的配置要求12

技能

（40%）能根据巡检任务选配合适的无人机20

能根据巡检任务选配合适的任务载荷20

项目评价（续表）评价项目评价内容满分/分评分/分自评互评师评素质

（20%）积极参加教学活动，主动学习、思考、讨论5

认真负责，按时完成学习、实践任务5

团结协作，与组员之间密切配合5

守正创新，自信自强5

合计100

总评自评（20%）+

互评（20%）+

师评（60%）=自我评价

指导教师评价

谢谢大家《无人机巡检技术》授课教师：XXX绪论

项目1选配无人机和任务载荷项目2规划无人机巡检航线项目3开展无人机巡检作业项目4处理无人机巡检数据项目5回收与维护无人机巡检系统项目6应对无人机巡检紧急情况规划无人机巡检航线项目22.1

无人机巡检航线的分类2.2

无人机巡检航线规划的要求2.3

无人机巡检航线规划的流程项目2规划无人机巡检航线

项目导读无人机巡检航线是指为完成特定的巡检任务，预先规划的包含三维空间位置、飞行高度、飞行速度、航向、航点动作等信息的飞行路径。该航线贯穿无人机巡检任务规划与现场作业的全过程，是无人机自主执行巡检任务的核心依据，直接决定了无人机的飞行安全和作业质量。本项目主要介绍无人机巡检航线的分类，以及无人机巡检航线规划的要求和流程。知识目标技能目标素质目标了解无人机巡检航线的分类。掌握无人机巡检航线规划的要求。掌握无人机巡检航线规划的流程。培养科学严谨、认真负责的职业精神。养成勇于探索、乐观向上的精神风貌。能使用无人机巡检航线规划软件。能设计无人机巡检航线。学习目标情景引入在某项电力巡检任务中，作业人员小张需要用无人机对一段输电线路进行巡检。该区域地形复杂、山势陡峭，且部分线路位于峡谷或密林上方。为保障巡检质量，小张必须根据该输电线路的结构特点，设计多个巡检航点，并严格计算无人机与输电线路之间的安全距离，从而为无人机规划一条既能覆盖线路细节又无安全风险的精细化巡检航线。情景引入下面，让我们同小张一起规划无人机巡检航线吧。2.1无人机巡检航线的分类2.1无人机巡检航线的分类2.1.1按几何形态分类1．条状航线条状航线是指无人机沿呈线性或近似线性分布的巡检对象进行巡检的航线。2．面状航线3．环状航线电力线路它的航向通常与巡检对象的布置方向基本一致，适用于远距离、窄幅面的通道类巡检任务。条状航线铁路轨道河道公路2.1无人机巡检航线的分类2.1.1按几何形态分类1．条状航线面状航线是指无人机在面状区域上空沿具有一定间距的平行线往返飞行，从而实现对面状区域进行全覆盖巡检的航线。2．面状航线3．环状航线变电站面状航线光伏电站面状航线通常呈“之”字形或“回”字形，适用于大范围区域普查或三维建模任务。2.1无人机巡检航线的分类2.1.1按几何形态分类1．条状航线环状航线是指无人机围绕单个立体巡检对象，在水平面或倾斜面上进行单圈或多圈环绕巡检的航线。2．面状航线3．环状航线电力线路杆塔环状航线风电机组塔筒桥梁墩柱水塔这种航线可实现对巡检对象的全方位、多视角观测，通常用于精细化巡检。2.1无人机巡检航线的分类2.1.2按应用场景分类1．预规划航线2．重规划航线3．应急航线定义：指在无人机执行巡检任务前，基于已知的任务目标、空域使用要求、地理环境、无人机性能等，通过航线规划软件生成的航线。它通常用于指导无人机按计划完成标准化巡检作业。2.1无人机巡检航线的分类2.1.2按应用场景分类1．预规划航线2．重规划航线3．应急航线定义：指在无人机飞行过程中，根据遇到的气象条件突变、地形变化、空域管制或其他突发因素，通过调整原有航点位置或动作生成的适应性航线。它通常用于维持巡检任务的连续性并规避巡检过程中突发的风险。2.1无人机巡检航线的分类2.1.2按应用场景分类1．预规划航线2．重规划航线3．应急航线定义：指在开展巡检作业前预先规划的、用于应对突发异常状况的备用航线。当出现危及飞行安全的异常情况时，无人机将自动中止当前任务并切换至该航线运行，以确保无人机安全返航或降落至指定备降点。集思广益除了以上分类，同学们还能想出其他无人机巡检航线的划分方式吗？2.2无人机巡检航线规划的要求2.2.1严守法律法规2.2无人机巡检航线规划的要求无人机巡检作业必须符合法律法规与行业标准的相关规定。在规划航线前，应核实巡检区域是否处于飞行限制区域，并按规定完成空域申报与飞行计划审批手续。巡检航线应避开以下非适航区，且不得跨越高速铁路及高速公路。

空中管制区

重要建筑和设施

人员活动密集区

通信阻隔区

无线电干扰区

大风或风切变多发区

森林防火区2.2无人机巡检航线规划的要求在规划无人机巡检航线时，应综合考虑以下因素，设定无人机与巡检对象及周边障碍物之间的安全距离。无人机的定位精度任务载荷的视场角巡检区域的环境干扰作业人员的反应时间......若为了追求成像细节而缩短安全距离，则可能会导致无人机发生碰撞，从而引发设备故障甚至人身伤害事故。2.2.2设定安全距离想一想，如果无人机采用了基于AI技术的避障系统，是否就可以无限缩小安全距离？为什么？2.2.3规避检测盲区在电力线路巡检中，作业人员需要根据杆塔类型、线路走向、地形地貌等，合理设置航点、拍摄角度、航向重叠率和旁向重叠率；对于金具连接处、绝缘子上下表面等易出现缺陷的部位，应采用多个角度进行拍摄，确保影像资料能够完整反映这些部位的实际情况，避免因视角覆盖不全而出现重大缺陷的漏检。2.2无人机巡检航线规划的要求在规划无人机巡检航线时，应确保任务载荷的检测范围能够覆盖巡检对象的关键部位，避免出现检测盲区。例如小贴士航向重叠率是指在同一条航线上拍摄的相邻两张图像的重叠率，旁向重叠率是指相邻航线上拍摄的两张图像的重叠率，它们通常以百分率表示。2.2.4优化飞行路径2.2无人机巡检航线规划的要求在满足安全与质量要求的前提下，航线规划应兼顾作业效率与能源利用率。在规划航线时，可通过算法优化飞行路径，减少不必要的转弯、悬停及冗余航段；同时，可结合无人机电池的性能、载荷情况及现场气象条件，科学计算电池电量所能支持的作业航程和续航时间，合理规划作业范围与返航点。从而提高巡检作业效率，延长无人机巡检系统的使用寿命。在规划无人机巡检航线时，为了兼顾作业效率与能源利用率，可（）。A．在飞行过程中增加悬停次数，以便更仔细地观察目标B．尽可能扩大单次飞行的覆盖范围C．通过算法优化飞行路径，减少不必要的转弯、悬停及冗余航段D．在最大载重状态下飞行，以提高单次巡检效率C规划无人机巡检航线，本质上是在处理“效率”与“安全”、“局部”与“全局”的关系。一条合格的航线，既不能为了追求速度而出现巡检盲区，也不能因过度谨慎而浪费资源，这正如我们的人生规划：既要放眼未来设定宏伟目标，又要脚踏实地完善每个细节。在无人机巡检航线的规划中，我们不仅要掌握相关技能，更要锤炼系统思维与开拓精神——学会在复杂环境中精准权衡利弊，在规则和框架内勇于创新突破。2.3无人机巡检航线规划的流程2.3无人机巡检航线规划的流程2.3.1分析任务需求你知道无人机巡检航线规划的流程的组成主要包括哪些吗？处理基础数据设计巡检航线分析任务需求2.3无人机巡检航线规划的流程设计无人机巡检航线时，首要任务是明确需要检测的核心