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輸電運檢室創(chuàng)新工作室再添“黑科技”
閱讀：471 發(fā)布時間：2022-8-17線樹矛盾一直是輸電檢修工作的一個痛點。傳統(tǒng)的線路樹障清除查看確認，都是基于全站儀、測距儀等儀器測量山區(qū)段導線與樹木的距離，需要登山、爬塔、在待巡視的導線旁使用望遠鏡輔助等，費時費力，效率低工作強度大。目前機載激光雷達技術在輸電運維領域的運用日益廣泛，激光雷達點云數(shù)據(jù)已普遍成為輸電線路運維的基礎數(shù)據(jù)。
總體指標
①硬件構架：專業(yè)無人機+防抖云臺+機載微型激光雷達
②工作高度：0~500米
③工作距離：2000米
④實時自動仿線飛行：實現(xiàn)自動捕獲導地線目標，控制無人機的速度和方向，沿著導地線自主飛行。
⑤樹障實時檢測：自主仿線飛行過程中，激光雷達檢測到樹障時，控制無人機自動懸停并拍攝巡檢影像
⑥兼顧導線巡視：在仿線飛行的同時按照一定的拍照評論拍攝導地線，為判斷導地線斷股、散股、雷擊傷害等提供影像資料
⑦弧垂實時測量：可自動實時測量檔距并在落地后呈現(xiàn)在樹障分析報告中
⑧一次連續(xù)工作時間：根據(jù)巡視線路檔距而定，建議最長不超過15分鐘
⑨可巡視場景：山地、水體、丘陵、建筑等有線樹矛盾，又人員不便于到達或不便于觀察的線路
隨著無人機的飛速發(fā)展，形成了種類繁多、形態(tài)各異的無人機類別。本項目無人機初步選型大疆御2系列無人機，搭載微型激光雷達，設備輕便，便于攜帶，實現(xiàn)單兵，滿足硬件需求與整體可靠性。
激光雷達要求
1.探測距離：1 ~ 50m (80%物體反射率)；1 ~ 26m (20%物體反射率)；
2.精度:可達±3cm；典型值：±10cm；
3.激光返回模式：單次回波
4.采樣頻率：9200Hz；
5.重量：150克
6.重復率：200,000點/秒
7.尺寸80mm x 80mm x 60mm
8.工作電壓9-16V DC
9.運行環(huán)境溫度-20°C ~ +65°C
10.防水等級IP67
11.功耗12W (典型值)
無人機自主仿線飛行
無人機在啟動巡檢作業(yè)任務前先讀取該次巡檢的塔段信息，包括塔段大小號塔的塔型數(shù)據(jù)，塔的高度，塔的GPS坐標位置等。無人機能夠全自動旋轉無人機的機頭朝向使得其與塔段間高壓線的方位角保持正交垂直。然后通過無人機內部的IMU對飛機的速度積分可以實現(xiàn)飛機一定范圍內精準的移動距離。即無人機塔頂全自動下降到待巡檢的下高壓線的一側然后啟動向大號塔巡檢飛行的任務。
基于激光雷達的無人機樹障實時檢測
基于微型激光雷達的導線對樹空間距離的實時檢測技術，飛行過程中，激光雷達以固定轉速以及固定的掃描頻率進行空間測距掃描，激光雷達以無人機機頭方向為初始零度方向，在一定的角度區(qū)域內作為架空高壓線點云數(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系以無人機為坐標原點的角度以及距離信息，從而實現(xiàn)線樹距離實時檢測。
線樹距離實時檢測原理示意圖
該產品由蘇州電力公司和蘇州艾思蘭光電聯(lián)合研發(fā)，采用多旋翼無人機為傳感器載荷平臺，設計實現(xiàn)一套能夠自動識別跟蹤導地線開展巡檢作業(yè)的硬件平臺以及導線對樹空間距離的實時檢測的軟件開發(fā)。解決目前無人機導地線巡檢以手動模式巡檢為主，工作量大，作業(yè)效率低、操作安全隱患、缺少科學分析、精度低、管理方式落后等問題。實現(xiàn)無人機自主巡視及線路樹障實時識別，實時高效完成線樹距離的測量工作，便于精準輔助現(xiàn)場樹障清除，提升巡視效率。通過有效結合無人機、圖像識別（AI技術）、激光雷達技術，可以精確識別和規(guī)避供電線路。整個系統(tǒng)簡潔高效、成本低、技術可靠、便于野外攜帶。
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