面向农业区域输电线路的鸟巢检测及清除机器人设计与试验

摘要

[目的]农业区域输电线路巡查维护面临双重难题：未能及时检测偏远线路上存在的鸟巢易引发短路停电，导致农业生产停滞并扰乱生产节奏；人工清除存在作业风险高、难度大等问题，难以高效解决隐患。为此，设计1种基于无人机的鸟巢检测及清除机器人，旨在提升农业区域输电线路运维的智能化与安全性。[方法]该机器人以多旋翼无人机为载体，集成拆装夹板、二自由度云台、检测与清除四大模块。提出基于YOLOv7改进的YOLOv7-OVER鸟巢检测算法，结合模糊PID控制算法提升清除作业稳定性与响应速度，通过发射牵引箭实现鸟巢拖拽清除，完成作业流程。通过室内静态与室外动态试验验证性能：室内测试不同作业类型鸟巢的检测清除成功率与作业时间；室外在2～5 m·s^-1飞行速度、5.83～6.68 m作业距离下评估复杂环境适应性。[结果]室内静止状态下，检测清除成功率达90%，单目标作业时间小于1 min；室外环境中，成功率达80%。YOLOv7-OVER算法较原始模型检测精度提升6.8%,F1值提升9.8%；模糊PID控制使无人机姿态调整响应时间进一步缩短，提升鸟巢检测清除作业的稳定性。[结论]该机器人有效提升农业区域输电线路鸟巢检测清除的作业效率与可靠性，克服传统人工作业效率低、风险高、适应性差等局限。对保障农业生产区域电力稳定供应、减少停电造成的经济损失具有重要意义，为农业区域输电线路智能化运维提供新方案。

关键词

农业生产 / 输电线路 / 无人机 / 鸟巢异物 / YOLOv7