无人机电力巡航作业中的准确度如何保证?

2020-09-03 16:52:49 阅读量 51

摘要:有哪些因素会影响无人机电力巡航的准确性,如何解决这些问题?本文将就此逐步展开描述。

坐标系统和三维地图是解决电网巡检作业准确度问题的基础条件,然而仅仅依靠它们却仍然无法解决准确性问题,影响电网巡检作业准确度的因素仍然有很多。要提高的电网巡检作业的准确性,我们需要从每个作业流程的理论要求和技术特点来研究,这些要求和特点对整个作业流程的准确性有什么影响,如何通过每个流程涉及的硬件、数据和软件算法的改进去提高整体巡检作业的准确水平?下文将进行剖析和说明。

已有地图数据的准确性

输电线路智能巡检是一个周期性的重复过程,它不仅仅要求地图数据具备相应的空间精度,同时也要求具有合理的现势性,只有这样才能在设计无人机电力巡航任务的时候比较全面的虚拟出输电线路智能巡检的通道情况,确保任务设计的可信和可靠。

Ⅰ初始采集

输电线路三维地图数据的首次获取,可以使用PPK/RTK无人机进行通道巡检作业。基于倾斜摄影测量的技术方法,配合特定的无人机电力巡航的飞行逻辑和数据处理方法,可以有效、快速的建立电力三维廊道,获得高精度三维数据、电塔细节和导线形态,从而为整个无人机电力巡航作业提供重要基础。

Ⅱ多次更新

初始采集完成的数据成果已经形成了完整坐标基准的三维地图数据,可以服务于短期内的其他巡检作业,为这些飞行任务提供有效的航点设计依据。我们都知道导航地图需要定期进行更新,同样初始的输电线路智能巡检三维地图也需要及时更新来维持数据的现势性。

输电线路的三跨地段的尤其重要,新建道路、高铁、建筑、电塔拆建等等,及时的数据变化才能更加有效指导更合理、安全的飞行设计。

自动巡航无人机的定位精度

无人机的定位精度我们理解应该体现在两方面:一是自动巡航无人机的悬停精度,即无人机处于悬停状态下在水平和垂直方向上的控制能力;二是自动巡航无人机POS精度,即无人机运动过程中曝光点的经度、纬度、高程、航向角、俯仰角及横滚角的数据精度。

自动巡航无人机上一般都装有GNSS(全球导航卫星系统)设备,普通的GNSS只具备单点定位功能,目前大疆精灵4系列的无人机可以实现水平1.5m/垂直0.5m的悬停精度,POS定位精度5-10米都有可能。在面对一些特殊场景的时候,比如进行电力精细化巡检工作,这样的定位精度并不能满足现实需求,甚至风险过大。

厘米级导航定位技术(RTK/PPK)成为要引入的关键环节。考虑到正常输电线路所经地区、地形的多样性,单一高精度定位技术并不能完全满足电力巡检要求,需要多种方案配合使用。

自动无人机飞行设计与安全仿真

科学的飞行设计和航点逻辑是能够进行巡检任务的关键环节,只有将复杂的计算过程标准化、简单化,外业的飞行操作才具备实战意义,才能从根本上简化操作流程、降低飞行难度,让工作人员有更多的精力去关注业务本身,而不是飞行技术,最大限度发挥自动无人机工具载体的特性。

Ⅰ通道飞行设计

自动无人机通道飞行设计,顾名思义是需要根据电塔、线路信息进行三维场景下的通道巡检自动航点规划的过程。通道巡检主要服务于两个方面:首先,分析当前输电线路通道下方植被、建筑、管道、交通道路等等净空距离,排查安全隐患;其次,为输电线路高精度三维地图提供检查更新的数据依据。

Ⅱ精细化飞行设计

精细化自动无人机飞行设计,需要根据高精度三维地图的电塔数据提取单塔精细化巡检航点模版,单塔航点模版可服务与现场精细化巡检的灵活选择。航点模版的方式可以完成单塔巡检、连续塔巡检以及跳塔巡检,甚至进行电塔单侧、多侧巡检等等多种组合,灵活多变,有效的提高了实地巡检效率。

Ⅲ三维安全仿真

三维安全仿真用于对自动化无人机飞行设计方案的模拟演示和评估,相当于带任务的自动化无人机。三维地图本身空间精度足够,能准确反映现场的地形地貌、线路走向、电塔特征以及它们之间的相互关系,在此基础上的安全仿真能够最大限度的不用去现场就能发现自动化无人机飞行方案是否合理、风险在哪儿、如何规避。

 


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