电缆隧道无人机是为电缆隧道进行巡检而开发的无人机系统,包括无人机机体、地面工作站软件系统和WIFI通信中继系统三部分组成。先已自主研发无人机、无人机飞行控制系统、无人机通信链路、无人机地面工作站软件,实现无人机使用超声波雷达、图像信号感知周围环境,并自主规划处飞行路径,实现在异常环境中定高飞行。已研发完成6款无人机和配套的两款上位机软件;研发完成控制信号通信链路、视频信号通信链路,无人机实现了定高飞行、狭窄空间中稳定飞行等多项功能。无人机机体装配有高清数码相机、GPS定位系统、惯性导航仪、加速度计等传感器,高密度聚合物电池、射频通信仪器、辅助控制手柄等设备组成。无人机自主系统控制无人机沿电网进行定位自主巡航,实时传送拍摄影像,监控人员可在电脑上同步收看与操控。装配有超声波传感器、工业相机以及视觉定位系统的电力巡检无人机。无人机自主系统控制无人机沿电力传输线进行定位自主巡航,实时采集隧道中的数据,监控人员可在电脑上同步收看与操控。已经开发出一款地面工作站软件能够使用串口通信连接无人机控制手柄,并从手柄中读取飞行控制指令;地面工作站软件将读取到的控制指令以TCP数据包的形式,通过WIFI中继站转发到无人机上,无人机在控制指令的控制下进行飞行。地面工作站软件将接收到的视频流进行解码,并在监控界面上进行播放,并对视频流进行实时压缩存储。开发出基于自适应神经网络控制算法控制飞机定高飞行,包括控制飞机穿越500mm*500mm的狭窄空间,而不碰撞围绕狭窄空间的障碍物;使用基于自适应神经网络控制算法的控制器控制飞机悬停,飞机悬停在距离地面300mm的高度,无人机姿态保持稳定;无人机感知隧道口环境进入隧道,在进入隧道的过程中飞机平稳飞行;无人机穿越连续狭窄空间而不碰撞障碍物。2.产业化前景及效益分析:使用无人机替代巡检工人进行电缆隧道巡检,具有巨大的现实意义与商业价值。地下电缆隧道是城市供电的命脉,目前仍以人工巡检为主,为保障可靠运行,巡检任务责任重大。为排除线路隐患,保障电力输送,国家电网几十万巡线工人为数百万千米的线路付出了艰辛的劳动。为尽早排除隐患,提升可靠性,降低人工巡检强度,近年来,无人机开始辅助人工巡检架空输电线路,这为电缆隧道巡检提供了新的解决方案。工人携带电缆隧道无人机至隧道入口,无人机经入口进出隧道完成巡检任务。作为电缆隧道巡检装备,无人机巡检设备和运营维护成本较低,可作为在线监测和巡检机器人的补充或替代方案;隧道内发生火灾等突发事件急需查明情况时,可作为必要的探查设备。随着中国人口老龄化时代的到来,人力成本不断上升,使用无人机替代巡检工人进行巡检工作,可以解决巡检工人劳动力不足的问题,同时可以节省大量的人工费用。3.产业化实施条件及预算: 可能性条件:隧道无人机进行电缆线路巡检具备很强的现实价值。地下电缆隧道是城市供电的命脉,目前仍以人工巡检为主,国家电网几十万巡线工人对数百万千米的线路进行定期人工巡检工作,保障可靠运行,巡检任务责任重大,使用隧道无人机替代巡检工人进行电缆线路巡检具备很强的可操作性与现实意义。现实性条件:已研发完成6款无人机和配套的两款上位机软件;研发完成控制信号通信链路、视频信号通信链路,无人机实现了定高飞行、狭窄空间中稳定飞行等多项功能。与国家电网公司开展合作,隧道无人机系统已经在重庆市电缆隧道进行了飞行测试、通信测试,并在隧道进行了试飞巡线等工作。并搭建了在类隧道环境的测试以及在实验室进行详细测试等工作。