И.И. Наумов1, Р.Р. Ибадов2, П.В. Трехсвятский3, М.И. Азнабаев4

1-4Донской государственный технический университет (г. Ростов-на-Дону, Россия)

1 naumov-85@yandex.ru; 2 ragim_ibadov@mail.ru; 3 xoz.h@yandex.ru; 4 taram2003.ma@gmail.com

Постановка проблемы. В настоящее время различные беспилотные летательные аппараты (БПЛА) совместно выполняют функции дальней и ближней съемки, а также ретрансляции связи. При этом высококачественные изображения/видео передаются в режиме реального времени на локальную станцию управления для навигации БПЛА, а также на наземную станцию управления (удаленный офис) для анализа. Как показала практика, совместная проверка с использованием нескольких типов БПЛА может быть гораздо более эффективной, чем традиционные методы проверки. Новая технология БПЛА стала более доступной и практичной для проведения проверок линий электропередач (ЛЭП). В работе рассматриваются мультиплатформенная система БПЛА и мультимодельная система связи для высокоэффективных задач по проверке ЛЭП.

Цель. Предложить новый метод осмотра и проверки состояния ЛЭП с применением нескольких типов БПЛА с помощью определенных способов передачи сигналов и ретрансляции.

Результаты. Рассмотрены функциональные возможности БПЛА и системы связи для осмотра и проверки ЛЭП. Представлена новая концепция осмотра ЛЭП на основе совместных действий нескольких типов БПЛА с использованием определенных способов связи и ретрансляции. Предложена усовершенствованная конструкция систем связи с БПЛА для управления и передачи изображения/видео в режиме реального времени надежным и высококачественным способом. Проведено сравнение рассматриваемого рабочего процесса инспекции ЛЭП с традиционным.

Практическая значимость. Представленный метод позволяет повысить эффективность осмотра и проверки ЛЭП в сравнении с действующими методами.

Наумов И.И., Ибадов Р.Р., Трехсвятский П.В., Азнабаев М.И. Применение беспилотных летательных аппаратов для осмотра линий электропередач // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 3. С. 169−180. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202503-15

1. Schofield O.B., Iversen N., Ebeid E. Autonomous power line detection and tracking system using UAVs // Microprocessors and Microsystems. 2022. V. 94. P. 104609.
2. Alhassan A.B., Zhang X., Shen H., Xu, H. Power transmission line inspection robots: a review, trends and challenges for future research // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2020. V. 118. С. 105862.
3. Diniz L.F., Pinto M.F., Melo A.G., Honório L.M. Visual-based assistive method for uav power line inspection and landing // Journal of Intelligent & Robotic Systems. 2022. V. 106. № 2. P. 41.
4. Richard P.L., Pouliot N., Morin F., Lepage M., Hamelin P., Lagac M., Montambault, S. LineRanger: analysis and field testing of an innovative robot for efficient assessment of bundled high-voltage powerlines // 2019 International Conference on Robotics and Automation (ICRA). IEEE. 2019. Р. 9130-9136.
5. Takaya K., Ohta H., Kroumov V., Shibayama K., Nakamura M. Development of UAV system for autonomous power line inspection // 2019 23rd International Conference on System Theory, Control and Computing (ICSTCC). IEEEю 2019. Р. 762-767.
6. Zhang W., Ning Y., Suo C. A method based on multi-sensor data fusion for UAV safety distance diagnosis // Electronics. 2019. V. 8. № 12. P. 1467.
7. Diniz L.F., Pinto M.F., Melo A.G., Honório L.M. Visual-based assistive method for UAV power line inspection and landing // Journal of Intelligent & Robotic Systems. 2022. V. 106. № 2. P. 41.
8. Stewart W., Floreano D., Ebeid E. A lightweight device for energy harvesting from power lines with a fixed-wing UAV // 2022 International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS). IEEE. 2022. P. 86-93.
9. Takaya K., Ohta H., Kroumov V., Shibayama K., Nakamura M. Development of UAV system for autonomous power line inspection // 2019 23rd International Conference on System Theory, Control and Computing (ICSTCC). IEEE. 2019. P. 762-767.
10. Gholami B., Sahu P., Rudovic O., Bousmalis K., Pavlovic V. Unsupervised multi-target domain adaptation: An information theoretic approach // IEEE Transactions on Image Processing. 2020. V. 29. P. 3993-4002.
11. Alhassan A. B., Zhang X., Shen H., Xu H. Power transmission line inspection robots: a review, trends and challenges for future research // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2020. V. 118. P. 105862.
12. Shuang F., Chen X., Li Y., Wang Y., Miao N., Zhou Z. Ple: power line extraction algorithm for UAV-based power inspection // IEEE Sensors Journal. 2022. V. 22. № 20. P. 19941-19952.
13. Zhao C., Thies P.R., Johanning L. Investigating the winch performance in an ASV/ROV autonomous inspection system // Applied Ocean Research. 2021. V. 115. P. 102827.
14. Marques M.N., Magalhães S.A., Dos Santos F.N., Mendonça H.S. Tethered Unmanned Aerial Vehicles -A Systematic Review // Robotics. 2023. Т. 12. № 4. С. 117.
15. Maya-Rodriguez M.C., López-Pacheco M.A., Lozano-Hernández Y., Sánchez-Meza V.G., Cantera-Cantera L.A., Tolentino-Eslava R. Integration of CNN in a dynamic model-based controller for control of a 2DOF helicopter with tail rotor perturbations // IEEE Access. 2022. V. 10. P. 73474-73483.
16. Li W., Meng L. Design of UAV image transmission system based on region of interest coding // 2022 3rd International Conference on Information Science, Parallel and Distributed Systems (ISPDS). IEEE. 2022. P. 301-305.
17. Han R., Ma J., Bai L. Trajectory planning for OTFS-based UAV communications // China Communications. 2023. V. 20. № 1. P. 114-124.
18. Wahab A.A.A., Sa’d A.H.Y. An improved IDCT-OFDM with partial transmit sequence // 9th International Conference on Robotic, Vision, Signal Processing and Power Applications: Empowering Research and Innovation. Springer Singapore, 2017. P. 535-546.
19. Azari M.M., Rosas F., Pollin S. Cellular connectivity for UAVs: network modeling, performance analysis, and design guidelines // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2019. V. 18. № 7. P. 3366-3381.
20. Liu D., Wang J., Xu K., Xu Y., Yang Y., Xu Y., Anpalagan A. Task-driven relay assignment in distributed UAV communication networks // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2019. V. 68. № 11. P. 11003-11017.
21. Ren W., Yang Y., Li Z. Reliable design of communication link for power emergency vehicle mobile station based on Beidou satellite // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing. 2022. V. 2378. № 1. P. 012053.
22. Федосов В.П., Ибадов Р.Р., Ибадов С.Р. Алгоритм передачи изображений в системе MIMO-OFDM при наличии активных помех и структурных искажений // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 11. С. 117-129. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202411-16.
23. Федосов В.П., Ибадов Р.Р., Ибадов С.Р. Модифицированный метод постобработки карты глубины изображений для задач безаварийного вождения беспилотных летательных аппаратов в городской инфраструктуре // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 9. С. 113-123. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202309-10.