《架空輸電線路絕緣子污穢狀態(tài)無(wú)人機(jī)多光譜巡檢技術(shù)規(guī)程》

ICS：

CCS：

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/AOPAXXXX—2024

架空輸電線路絕緣子污穢狀態(tài)

無(wú)人機(jī)多光譜巡檢技術(shù)規(guī)程

Technicalspecificationformulti-spectralinspectionof

overheadtransmissionlineinsulatorsbyunmannedaerial

vehicle

（征求意見稿）

2024-XX-XX發(fā)布2024-XX-XX實(shí)施

中國(guó)航空器擁有者及駕駛員協(xié)會(huì)發(fā)布

T/AOPAXXXX-2024

架空輸電線路絕緣子污穢狀態(tài)無(wú)人機(jī)多光譜巡檢技術(shù)規(guī)程

1范圍

本文件規(guī)定了架空輸電線路絕緣子污穢狀態(tài)無(wú)人機(jī)多光譜巡檢的作業(yè)要求、作業(yè)準(zhǔn)備、作業(yè)實(shí)

施、數(shù)據(jù)處理及分析等。

本文件適用于110（66）kV及以上架空輸電線路絕緣子污穢狀態(tài)無(wú)人機(jī)多光譜巡檢。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用

文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）

適用于本文件。

GB/T18314-2009全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范

GB26895電力安全工作規(guī)程電力線路部分

GB/T27919IMU/GPS輔助航空攝影技術(shù)規(guī)范

CH/Z3002無(wú)人機(jī)航攝系統(tǒng)技術(shù)要求

CH/T8021數(shù)字航攝儀檢定規(guī)程

DL/T741架空輸電線路運(yùn)行規(guī)程

DL/T1248架空輸電線路狀態(tài)檢修導(dǎo)則

DL/T1482架空輸電線路無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則

DL/T5138架空送電線路航空攝影測(cè)量技術(shù)規(guī)程

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

多光譜相機(jī)multispectralcamera

一種能夠同時(shí)獲取多個(gè)光譜波段圖像的相機(jī)，其包含光譜特征和空間圖像信息。

3.2

多光譜影像multispectralimage

包括兩個(gè)及以上對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行光譜標(biāo)記的光譜波段或帶圖像。

3.3

絕緣子污穢等級(jí)Insulatorpollutionlevel

絕緣子污穢等級(jí)是指根據(jù)絕緣子表面污穢物的電導(dǎo)特性和附著程度對(duì)絕緣子污穢程度進(jìn)行劃分

的等級(jí)。

3.4

絕緣子污穢檢測(cè)系統(tǒng)Insulatorpollutionleveldetectionsystem（無(wú)人機(jī)，多光譜等）

絕緣子污穢等級(jí)檢測(cè)系統(tǒng)是一種用于檢測(cè)絕緣子表面污穢程度的設(shè)備或系統(tǒng)。它通常包括傳感

器、數(shù)據(jù)采集和處理單元以及顯示或報(bào)告設(shè)備。

4作業(yè)要求

1

T/AOPAXXXX-2024

4.1人員要求

4.1.1工作負(fù)責(zé)人

工作負(fù)責(zé)人應(yīng)具備以下條件：

a）對(duì)工作全面負(fù)責(zé)，制定現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)方案，能保證檢測(cè)作業(yè)的安全、質(zhì)量；

b）具備識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)危險(xiǎn)源、組織落實(shí)防范措施的能力；

c）熟悉和掌握工作班成員狀況；

d）熟悉和掌握絕緣子無(wú)人機(jī)多光譜巡檢工作原理、作業(yè)流程和管理要求，熟悉待掃描電力線

路的情況。

4.1.2現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員應(yīng)具備以下條件：

a）身體健康、精神狀態(tài)良好，個(gè)人工作服及安全用具齊全；熟悉有關(guān)規(guī)程及現(xiàn)場(chǎng)安全作業(yè)要

求；

b）應(yīng)具有1年及以上電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)，熟悉航空、氣象、地理等必要知識(shí)，掌握有

關(guān)無(wú)人機(jī)電力專業(yè)知識(shí)；

c）無(wú)人機(jī)操作人員應(yīng)熟悉無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)方法和技術(shù)手段，具備所使用的無(wú)人機(jī)對(duì)應(yīng)等級(jí)的

專業(yè)資格證書；

d）熟悉和掌握多光譜影像數(shù)據(jù)分析軟件的操作；

e）熟悉和掌握多光譜影像數(shù)據(jù)處理、分析等的工作流程，熟悉分析和報(bào)告編制。

4.2系統(tǒng)要求

4.2.1無(wú)人機(jī)平臺(tái)

無(wú)人機(jī)平臺(tái)應(yīng)符合下列規(guī)定：

a）應(yīng)具備增穩(wěn)飛行模式；

b）應(yīng)具備一鍵返航、鏈路中斷返航等失效保護(hù)功能；

c）無(wú)人機(jī)系統(tǒng)掛載任務(wù)設(shè)備在無(wú)風(fēng)環(huán)境懸停的最大續(xù)航時(shí)間不應(yīng)小于40min；

d）最大載重大于2.5kg；

e）在離起飛點(diǎn)相對(duì)高度100m、無(wú)干擾源、無(wú)遮擋區(qū)域，無(wú)人機(jī)的有效控制及圖像傳輸距離不

應(yīng)小于5km；

f）無(wú)人機(jī)抗風(fēng)能力不宜小6級(jí)風(fēng)力；

g）無(wú)人機(jī)飛行航跡偏差不應(yīng)大于4m，懸停控制偏差水平方向不大于1.5米；垂直方向不大于

0.5m；

h）具備水平四個(gè)方向的避障功能，并且具備自定義避障安全距離，觸發(fā)避障后，無(wú)人機(jī)應(yīng)立

即懸停；

i）具備前置探路鏡頭；

j）支持IS0、EV曝光值、焦距、測(cè)光模式、曝光速度、畫幅比例、畸變矯正等相機(jī)關(guān)鍵參數(shù)自

定義功能，相機(jī)存儲(chǔ)卡中影像文件名稱、上級(jí)文件夾名稱具備自定義重命名功能；

k）應(yīng)具備異常情況報(bào)警和記錄功能，動(dòng)力故障、傳感器故障、任務(wù)設(shè)備故障等，飛行控制、

電池電壓等信號(hào)模塊或部件發(fā)生故障時(shí)，地面控制站上應(yīng)通過(guò)明顯的聲光報(bào)警提示，出現(xiàn)

影響飛行安全問(wèn)題應(yīng)禁止飛行；

l）當(dāng)無(wú)人機(jī)地面遙控鏈路斷開后，無(wú)人機(jī)應(yīng)具備懸停任務(wù)功能；

宜具備擴(kuò)展加裝邊緣計(jì)算接口，以及實(shí)時(shí)影像數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程回傳接口。

2

T/AOPAXXXX-2024

4.2.2多光譜相機(jī)

多光譜相機(jī)應(yīng)符合下列規(guī)定：

a）傳感器單色分辨率不小于1280×960；

b）應(yīng)具備不少于5個(gè)波段的多光譜成像能力，光譜響應(yīng)范圍宜為400nm~900nm，具備收集450

nm、帶寬35nm藍(lán)光，555nm、帶寬25nm綠光，660nm、帶寬20nm紅光，720nm、帶寬10

nm紅邊光，840nm、帶寬35nm近紅外光數(shù)據(jù)的能力，光譜分辨率不應(yīng)低于5nm；

c）重量和尺寸應(yīng)在無(wú)人機(jī)荷載范圍內(nèi)，并具有抗震等防護(hù)設(shè)計(jì)；

d）運(yùn)行不應(yīng)碰撞到無(wú)人機(jī)部件，運(yùn)動(dòng)軌跡不遮蓋無(wú)人機(jī)傳感器和通風(fēng)孔；

e）裝置內(nèi)存不應(yīng)小于64G且滿足連續(xù)工作1h的要求；

f）宜集成GNSS，在拍照時(shí)記錄位置。

4.2.3污穢狀態(tài)評(píng)估軟件系統(tǒng)

污穢狀態(tài)評(píng)估軟件系統(tǒng)應(yīng)符合下列規(guī)定：

a）具備標(biāo)準(zhǔn)反射數(shù)據(jù)的計(jì)算、標(biāo)定功能；

b）具備多光譜影像上絕緣子區(qū)域的自動(dòng)配準(zhǔn)能力；

c）具有特征波段提取功能；

d）基于特征光譜波段的污穢狀態(tài)，具備污穢等級(jí)分類和可視化結(jié)果顯示能力；

4.3環(huán)境要求

4.3.1無(wú)人機(jī)作業(yè)區(qū)域應(yīng)無(wú)明顯遮擋、飛行航線中無(wú)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

4.3.2作業(yè)宜在良好天氣下進(jìn)行。霧、雪、大雨、大風(fēng)、冰等惡劣天氣或出現(xiàn)強(qiáng)電磁干擾等不利于

巡檢作業(yè)的情況時(shí)，不應(yīng)開展無(wú)人機(jī)巡檢作業(yè)。

4.3.3巡檢時(shí)受強(qiáng)烈陽(yáng)光照射影響，檢測(cè)時(shí)要避免陽(yáng)光直射或通過(guò)待測(cè)絕緣子發(fā)生鏡面反射進(jìn)入儀

器鏡頭從而導(dǎo)致過(guò)曝。作業(yè)當(dāng)天天氣應(yīng)良好干燥，宜在陰天或日出前、日落后進(jìn)行作業(yè)。

4.3.4巡檢時(shí)應(yīng)盡量避免桿塔、線路等背景在待巡檢絕緣子表面形成大面積陰影。

4.3.5作業(yè)前，應(yīng)按照國(guó)家和民航局要求向空域管理部門報(bào)備。

4.3.6起飛前，應(yīng)確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速符合該機(jī)型作業(yè)范圍。

4.4技術(shù)要求

4.4.1拍攝角度和距離

拍攝角度和距離滿足以下要求：

a）將無(wú)人機(jī)飛至待拍攝絕緣子串，調(diào)整無(wú)人機(jī)方向和多光譜相機(jī)俯仰角，將絕緣子串放置于

圖像正中央，拍攝每串絕緣子的上下表面；

b）拍攝距離宜不超過(guò)10m，在保證絕緣子完整性的基礎(chǔ)上宜保證絕緣子串在圖像中的占比不

低于20%。

4.4.2校正灰板數(shù)據(jù)拍攝

每次起飛前應(yīng)拍攝光線校正灰板，一次性拍攝完校正板整個(gè)區(qū)域，確保無(wú)過(guò)曝、無(wú)陰影。

4.4.3光譜信息庫(kù)

光譜信息庫(kù)應(yīng)采集地區(qū)絕緣子污穢光譜信息，并對(duì)污穢等級(jí)的光譜信息進(jìn)行記錄，建立a級(jí)污

穢到e級(jí)污穢連續(xù)變化的光譜反射信息庫(kù)。

3

T/AOPAXXXX-2024

5作業(yè)實(shí)施

5.1作業(yè)準(zhǔn)備

5.1.1方案編制

作業(yè)方案應(yīng)根據(jù)飛行目的、待檢測(cè)線路情況以及采集數(shù)據(jù)要求制定。

5.1.2技術(shù)準(zhǔn)備

技術(shù)準(zhǔn)備，應(yīng)遵循以下原則：

a）待拍攝絕緣子應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，并確定無(wú)人機(jī)起降點(diǎn)；

b）勘查內(nèi)容應(yīng)包括地形地貌、氣象環(huán)境、空域條件、線路走向、通道長(zhǎng)度、桿塔坐標(biāo)、高度、

塔型、絕緣子材質(zhì)、交跨及其他危險(xiǎn)點(diǎn)等。

5.2空域申報(bào)

5.2.1飛行計(jì)劃應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定提前向空中交通管理機(jī)構(gòu)提出飛行活動(dòng)申請(qǐng)，經(jīng)批準(zhǔn)后實(shí)施。

5.2.2經(jīng)批準(zhǔn)的飛行活動(dòng)應(yīng)當(dāng)在計(jì)劃起飛前向空中交通管理機(jī)構(gòu)報(bào)告預(yù)計(jì)起飛時(shí)刻和準(zhǔn)備情況，經(jīng)

空中交通管理機(jī)構(gòu)確認(rèn)后方可起飛。

5.3設(shè)備調(diào)試

5.3.1作業(yè)前應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)、多光譜相機(jī)等設(shè)備上電自檢，無(wú)人機(jī)搭載荷載設(shè)備后應(yīng)進(jìn)行適應(yīng)性飛行。

5.3.2每一基桿塔數(shù)據(jù)采集前應(yīng)拍攝校正板，若校正板數(shù)據(jù)存在過(guò)曝、有陰影或未覆蓋灰板完整區(qū)

域應(yīng)重復(fù)拍攝。

5.4作業(yè)過(guò)程

5.4.1拍攝懸停點(diǎn)

無(wú)人機(jī)懸停的位置，宜遵循以下原則：

a）對(duì)于模擬串絕緣子，無(wú)人機(jī)懸停點(diǎn)宜為桿塔大號(hào)側(cè)或者小號(hào)側(cè)靠近模擬絕緣子側(cè)上方的安

全位置。

b）對(duì)于懸垂串絕緣子，無(wú)人機(jī)懸停點(diǎn)宜位于導(dǎo)線外側(cè)，絕緣子串側(cè)上方安全位置。

c）對(duì)于耐張串絕緣子，無(wú)人機(jī)懸停點(diǎn)宜位于絕緣子串上方安全位置。

5.4.2絕緣子污穢狀態(tài)光譜影像拍攝

多光譜影像拍攝，應(yīng)遵循以下原則：

a）在安全距離允許的條件下，多光譜成像儀宜盡量靠近被測(cè)設(shè)備，拍攝應(yīng)避免逆光且將絕緣

子串放置于圖像正中央。在保證完整性的基礎(chǔ)上，應(yīng)保證絕緣子串在圖像中的占比不低于

20%；

b）調(diào)整無(wú)人機(jī)方向和多光譜相機(jī)俯仰角，應(yīng)分別采集絕緣子上表面和下表面數(shù)據(jù)，得到2組數(shù)

據(jù)；

c）發(fā)現(xiàn)絕緣子可能存在污穢狀態(tài)異常時(shí)，應(yīng)調(diào)整無(wú)人機(jī)方向和多光譜相機(jī)俯仰角，再次確認(rèn)

絕緣子污穢狀態(tài)是否異常；

d）應(yīng)記錄被檢測(cè)絕緣子的線路名稱、桿塔編號(hào)、絕緣子相序、光照情況、絕緣子材質(zhì)和光譜

影像編號(hào)。

4

T/AOPAXXXX-2024

5.5數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查

多光譜影像數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，應(yīng)檢查數(shù)據(jù)文件，檢查應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a）原始數(shù)據(jù)完整性。每串絕緣子應(yīng)確保多光譜影像數(shù)據(jù)完整無(wú)漏拍，無(wú)文件損壞；

b）數(shù)據(jù)格式應(yīng)為tiff；

c）影像拍攝角度應(yīng)符合4.4.1的規(guī)定。

5.6設(shè)備撤收

5.6.1數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，應(yīng)檢查設(shè)備是否正常。

5.6.2無(wú)人機(jī)降落后，應(yīng)檢查外觀及零部件，恢復(fù)儲(chǔ)運(yùn)狀態(tài)并填寫無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)使用記錄單。

5.6.3撤收前，電動(dòng)無(wú)人機(jī)應(yīng)將電池取出。

5.6.4人員撤離前，應(yīng)清理現(xiàn)場(chǎng)，核對(duì)設(shè)備和工器具清單，確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)遺漏。

6數(shù)據(jù)處理與分析

6.1處理流程

多光譜影像數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，應(yīng)對(duì)每組各譜段影像數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，形成融合的絕緣子光譜

影像。結(jié)合校正灰板數(shù)據(jù)，基于融合影像與絕緣子污穢樣本庫(kù)對(duì)比，得到絕緣子當(dāng)前工況的污穢等

級(jí)。

6.2數(shù)據(jù)處理

6.2.1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

數(shù)據(jù)準(zhǔn)備應(yīng)按照如下：

a）應(yīng)具備環(huán)境光標(biāo)準(zhǔn)反射率校正光譜數(shù)據(jù)，包含地物準(zhǔn)確的反射率和輻射率等真實(shí)物理模型

參數(shù)。

b）應(yīng)具備絕緣子原始光譜影像，無(wú)過(guò)曝、過(guò)暗和缺失波段，數(shù)據(jù)應(yīng)無(wú)損壞。

6.2.2校正數(shù)據(jù)計(jì)算

在污穢狀態(tài)評(píng)估系統(tǒng)中，應(yīng)進(jìn)行輻射、大氣、正射、幾何校正等預(yù)處理，獲得地物準(zhǔn)確的反射

率和輻射率等真實(shí)物理模型參數(shù)。

6.2.3原始影像融合

應(yīng)采用圖像配準(zhǔn)方法實(shí)現(xiàn)不同光譜波段圖像空間維度的一致性，保證配準(zhǔn)后的光譜圖像無(wú)錯(cuò)位，

絕緣子宜處于圖像中央位置。

6.2.4目標(biāo)區(qū)域選定

絕緣子污穢狀態(tài)分析的目標(biāo)區(qū)域應(yīng)選定融合光譜影像上整串、幾片或單片絕緣子的范圍。

6.2.5光譜信息庫(kù)構(gòu)建

若已有待檢測(cè)地區(qū)光譜信息庫(kù)，可直接采用。若未構(gòu)建待檢測(cè)地區(qū)光譜信息庫(kù)，則應(yīng)采集待檢

測(cè)地區(qū)絕緣子污穢光譜信息并記錄對(duì)應(yīng)污穢等級(jí)，構(gòu)建可包含a級(jí)污穢到e級(jí)污穢連續(xù)變化的光譜

信息庫(kù)。

5

T/AOPAXXXX-2024

6.2.6污穢狀態(tài)分析

將圖像信息融合后的多光譜圖像數(shù)據(jù)輸入絕緣子污穢狀態(tài)分析模型，可以得到絕緣子表面像素

級(jí)污穢等級(jí)值與絕緣子整體污穢等級(jí)。

6.2.7分析結(jié)果復(fù)核

應(yīng)通過(guò)待檢測(cè)絕緣子所在的污區(qū)分布記錄對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)，若兩者的污穢等級(jí)存在較大差

異，應(yīng)采用等值鹽密法等實(shí)驗(yàn)室分析方法對(duì)待檢測(cè)絕緣子進(jìn)行污穢等級(jí)復(fù)核。

6.3巡檢結(jié)果

6.3.1成果資料應(yīng)包括下列內(nèi)容：

a）架空輸電線路桿塔絕緣子原始光譜影像；

b）架空輸電線路桿塔絕緣子光譜污穢等級(jí)報(bào)告，格式見附錄A。

6.3.2原始數(shù)據(jù)應(yīng)單獨(dú)保存，并記錄使用情況；成果數(shù)據(jù)應(yīng)采取分級(jí)備份管理。

6.3.3存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)選擇性能好、穩(wěn)定性高的介質(zhì)。

6.3.4采用網(wǎng)絡(luò)傳輸原始數(shù)據(jù)、成果數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)采用加密處理。

6

T/AOPAXXXX-2024

附錄A

（資料性）

絕緣子污穢狀態(tài)無(wú)人機(jī)多光譜巡檢報(bào)告

絕緣子污穢狀態(tài)無(wú)人機(jī)多光譜巡檢報(bào)告參照表A.1。

表A.1絕緣子污穢狀態(tài)無(wú)人機(jī)多光譜巡檢報(bào)告