无人机激光雷达电力巡检

2020-08-05 15:23:34 阅读量 65

摘要:电网无人机自动化巡检充分运用了激光雷达技术、实时动态高精度定位技术、深度学习算法,不再依赖飞行人员的无人机操控技术和经验,而是完全自主飞行实现电网的无人机精细化巡检。

输电线路定期巡检,能够有效消除可能的隐患或损失,保障电网运行安全。但是人工巡线劳动强度大、效率低,在高压线路检查作业时存在危险,并且对于穿越荒山野岭、深沟峡谷的输电线路无能为力。这时,机载激光雷达就派上用场,大显身手,近几年逐渐被电力部门接受并推广应用。

激光雷达技术定义

激光雷达,即激光探测与测距,结合了激光技术与现代光电探测技术,以激光器为发射光源,向探测目标发射高频率激光脉冲来获取目标的空间位置等信息。激光雷达系统通常集成了激光测距技术、全球定位技术(GPS)和惯性测量技术(IMU),能够直接、快速、主动、精确地获取目标的三维空间信息,而且获取的数据密度高、分辨率高。基于这些数据获取优势,激光雷达与成像光谱技术、成像雷达技术并列为对地观测领域的三大前沿技术。

激光雷达技术优势

应用机载激光雷达技术进行输电线路巡检的优势如下:

1.能够快速获取线路走廊高精度的三维空间信息及高分辨率的真彩色影像信息,可实现线路交叉跨越高度、树高房高、线路与周边地物空间距离的高精度实时测量等。

2.可实现线路安全距离范围内障碍物的自动识别与定位,并可自动输出全线路障碍物统计列表。

3.借助影像可识别电力设施的鸟巢等障碍物、螺栓缺失、绝缘子串损坏等排查。

4.通过多次数据的对比分析,可识别线路长时间运行后杆塔有无倾斜、倾斜角度多大、有无位移,这是常规遥感技术巡线技术做不到的。

5.通过周期性获取的线路走廊植被点云的分析,可动态监测植物的生长情况,模拟植被生长状态,预先获取线路净空内树木的超高量,以满足安全运行要求。

6.净空排查。主要对通道环境中违章建筑、建(构)筑物、树木(竹林)等与导线之间安全距离的检测。

7.获取线路走廊的精确三维地形,分析线路走廊的地质灾害及地质灾害对线路安全运行的影响。

8.结合电塔三维模型、线路走廊三维地形地物数据以及收集的线路属性参数,还可以辅助实现线路资产管理,与智能电网方案结合,效果更好。

9.可根据巡检不同的技术要求,集成可见光相机、多光谱相机、红外相机。

激光雷达技术应用

在电力巡检方面,无人机激光雷达电力巡检分三步走。

第一步,建立厘米级精度的三维点云地图,即通过激光雷达获取线路走廊内的高精度三维点云作为基础三维地图,随后使用AI算法自动识别提取关键特征(杆塔、导线、绝缘子等)的空间参数,最后自动关联电网资产数据库中的台账记录。

第二步,基于三维地图进行复杂航迹规划。借助深度学习算法帮助实现杆塔本体无人机精细化巡检的拍照点自动化精准选定,形成平滑连接各拍照点的飞行航迹,并上传至无人机飞控系统中。

第三步,无人机依据规划的飞行航迹,在RTK厘米级精度定位信号下进行复杂业务自主飞行,并借助激光雷达进行自主导航避障。

电网无人机自动化巡检充分运用了激光雷达(LiDAR)技术、实时动态高精度定位(RTK)技术、深度学习算法,不再依赖飞行人员的无人机操控技术和经验,而是完全自主飞行实现电网的无人机精细化巡检。技术的进步让越来越多的行业感受到了生产力所带来的改变。我们可以预计,未来,随着越来越多智能化设备的搭载,无人机在电力行业的应用也会越来越广,让更多电力一线从业人员向更高技术含量的岗位转化。

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