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輸電運(yùn)檢室創(chuàng)新工作室再添“黑科技”
閱讀：473 發(fā)布時(shí)間：2022-8-17線樹矛盾一直是輸電檢修工作的一個(gè)痛點(diǎn)。傳統(tǒng)的線路樹障清除查看確認(rèn)，都是基于全站儀、測(cè)距儀等儀器測(cè)量山區(qū)段導(dǎo)線與樹木的距離，需要登山、爬塔、在待巡視的導(dǎo)線旁使用望遠(yuǎn)鏡輔助等，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低工作強(qiáng)度大。目前機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在輸電運(yùn)維領(lǐng)域的運(yùn)用日益廣泛，激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)已普遍成為輸電線路運(yùn)維的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
總體指標(biāo)
①硬件構(gòu)架：專業(yè)無人機(jī)+防抖云臺(tái)+機(jī)載微型激光雷達(dá)
②工作高度：0~500米
③工作距離：2000米
④實(shí)時(shí)自動(dòng)仿線飛行：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)捕獲導(dǎo)地線目標(biāo)，控制無人機(jī)的速度和方向，沿著導(dǎo)地線自主飛行。
⑤樹障實(shí)時(shí)檢測(cè)：自主仿線飛行過程中，激光雷達(dá)檢測(cè)到樹障時(shí)，控制無人機(jī)自動(dòng)懸停并拍攝巡檢影像
⑥兼顧導(dǎo)線巡視：在仿線飛行的同時(shí)按照一定的拍照評(píng)論拍攝導(dǎo)地線，為判斷導(dǎo)地線斷股、散股、雷擊傷害等提供影像資料
⑦弧垂實(shí)時(shí)測(cè)量：可自動(dòng)實(shí)時(shí)測(cè)量檔距并在落地后呈現(xiàn)在樹障分析報(bào)告中
⑧一次連續(xù)工作時(shí)間：根據(jù)巡視線路檔距而定，建議最長(zhǎng)不超過15分鐘
⑨可巡視場(chǎng)景：山地、水體、丘陵、建筑等有線樹矛盾，又人員不便于到達(dá)或不便于觀察的線路
隨著無人機(jī)的飛速發(fā)展，形成了種類繁多、形態(tài)各異的無人機(jī)類別。本項(xiàng)目無人機(jī)初步選型大疆御2系列無人機(jī)，搭載微型激光雷達(dá)，設(shè)備輕便，便于攜帶，實(shí)現(xiàn)單兵，滿足硬件需求與整體可靠性。
激光雷達(dá)要求
1.探測(cè)距離：1 ~ 50m (80%物體反射率)；1 ~ 26m (20%物體反射率)；
2.精度:可達(dá)±3cm；典型值：±10cm；
3.激光返回模式：?jiǎn)未位夭?/p>
4.采樣頻率：9200Hz；
5.重量：150克
6.重復(fù)率：200,000點(diǎn)/秒
7.尺寸80mm x 80mm x 60mm
8.工作電壓9-16V DC
9.運(yùn)行環(huán)境溫度-20°C ~ +65°C
10.防水等級(jí)IP67
11.功耗12W (典型值)
無人機(jī)自主仿線飛行
無人機(jī)在啟動(dòng)巡檢作業(yè)任務(wù)前先讀取該次巡檢的塔段信息，包括塔段大小號(hào)塔的塔型數(shù)據(jù)，塔的高度，塔的GPS坐標(biāo)位置等。無人機(jī)能夠全自動(dòng)旋轉(zhuǎn)無人機(jī)的機(jī)頭朝向使得其與塔段間高壓線的方位角保持正交垂直。然后通過無人機(jī)內(nèi)部的IMU對(duì)飛機(jī)的速度積分可以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)一定范圍內(nèi)精準(zhǔn)的移動(dòng)距離。即無人機(jī)塔頂全自動(dòng)下降到待巡檢的下高壓線的一側(cè)然后啟動(dòng)向大號(hào)塔巡檢飛行的任務(wù)。
基于激光雷達(dá)的無人機(jī)樹障實(shí)時(shí)檢測(cè)
基于微型激光雷達(dá)的導(dǎo)線對(duì)樹空間距離的實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)，飛行過程中，激光雷達(dá)以固定轉(zhuǎn)速以及固定的掃描頻率進(jìn)行空間測(cè)距掃描，激光雷達(dá)以無人機(jī)機(jī)頭方向?yàn)槌跏剂愣确较?，在一定的角度區(qū)域內(nèi)作為架空高壓線點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集區(qū)域，通過數(shù)據(jù)濾波得到有效的高壓線以及樹木在極坐標(biāo)系以無人機(jī)為坐標(biāo)原點(diǎn)的角度以及距離信息，從而實(shí)現(xiàn)線樹距離實(shí)時(shí)檢測(cè)。
線樹距離實(shí)時(shí)檢測(cè)原理示意圖
該產(chǎn)品由蘇州電力公司和蘇州艾思蘭光電聯(lián)合研發(fā)，采用多旋翼無人機(jī)為傳感器載荷平臺(tái)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一套能夠自動(dòng)識(shí)別跟蹤導(dǎo)地線開展巡檢作業(yè)的硬件平臺(tái)以及導(dǎo)線對(duì)樹空間距離的實(shí)時(shí)檢測(cè)的軟件開發(fā)。解決目前無人機(jī)導(dǎo)地線巡檢以手動(dòng)模式巡檢為主，工作量大，作業(yè)效率低、操作安全隱患、缺少科學(xué)分析、精度低、管理方式落后等問題。實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主巡視及線路樹障實(shí)時(shí)識(shí)別，實(shí)時(shí)高效完成線樹距離的測(cè)量工作，便于精準(zhǔn)輔助現(xiàn)場(chǎng)樹障清除，提升巡視效率。通過有效結(jié)合無人機(jī)、圖像識(shí)別（AI技術(shù)）、激光雷達(dá)技術(shù)，可以精確識(shí)別和規(guī)避供電線路。整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)潔高效、成本低、技術(shù)可靠、便于野外攜帶。
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