0 引言

    高壓電線上纏繞的異物是高壓輸電網絡線路故障的主要原因之一，其帶來的短路事故占到外力破壞引致事故的一半以上^[1]。因此，對輸電線上異物的及時清除是電力行業非常重視的問題。傳統使用輔助工具進行人工清除的做法^[2-3]效率較低；而使用無人機^[4-5]、掛線機器人^[6-8]等進行清除的方法操控難度較大，自損率高，且容易帶來次生危害。近年來，使用二氧化碳激光從地面遠距離清除電線上異物的方法^[9]憑借便于運輸、操作方便、清除迅速、對輸電線纜的安全性^[10]等優點逐漸成為一種主流的清理方式。

    在激光異物清除裝置中，對激光指向、焦點、功率等的控制決定了工作的精準度和效率，因此其控制部分的硬件和算法至關重要。針對清除任務中涉及的算法，例如視頻識別^[11]、聚焦^[12]、清除方式^[13]等，很多研究者已進行過深入研究。但從已發表的研究成果來看，大多數的研究基于集驅動、控制、運算、操作界面于一體專用平臺(工控機等)進行，大部分的設備也使用專用的工控機作為控制系統硬件的核心。然而，在實際激光異物清除的任務中，絕大部分控制并不涉及復雜計算的大數據量的通信，無需高性能的計算平臺來完成；同時，便攜智能電子設備(如智能手機、平板電腦等)在今天已經非常普及，這些設備不僅能夠提供異物清除任務所需要的顯示反饋和人機接口，其算力也能夠勝任較為復雜的計算任務。如果使用通用便攜終端實時控制激光異物清除裝置，相比現有的一體化控制系統而言，能提供如下便利：

    (1)使用模塊化結構，將操控/顯示和機械/電子控制分離，便于硬件系統的維護；

    (2)使用通用設備實現系統的操控和顯示，提高系統適應性，降低了系統的成本；

    (3)將計算壓力轉移到通用設備中，大幅降低了機械/電子部分的硬件需求，降低了前端的成本；

    (4)利用智能終端的網絡功能，可進一步將復雜計算轉移到云/邊緣進行，大幅提高了系統的靈活度；

    (5)控制方法/算法相關的改動僅需要進行軟件升級，且可以在線進行。

    基于這樣的想法，本文提出并實現了一種利用便攜智能終端控制的激光異物清除系統的設計方案，并詳述了各部分的設計細節。

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作者信息:

楊  波，劉傳利，吳英迪，蔡亞芬

(中國信息通信研究院 泰爾系統實驗室，北京100045)