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聚焦电网运维实战 | 引领无人机自动巡检变革

转载 2019-11-13 12:39 GDU普宙无人机 来源:GDU普宙无人机公众号
普宙科技有限公司

That time

2019年5月23日,第五届全国无人机电力巡检技术交流会于杭州召开,普宙GDU有幸成为参加者之一。而会议的目的是为了推广无人机在输电线路运检的专业化经验、创新应用、提高工作效率,以及解决无人机巡检过程中的实际难题。

彼时,南网、国网专家及相关大学教授,在会议上对过去四届会议后相关行业发展取得的成绩进行『批斗会』式的大型真相披露。

会议针对复杂背景的目标物提取算法识别率不足18%,以及需要多挂载协同工作情况时,双云台或多次重复拍摄时角度不一,导致数据无法使用等问题进行一一暴露。可以说,笔者从未见过如此真实的交流会。

大会上一直在揭露算法、硬件及应用的不足,但在场的无论是电网内部员工、大学教授还是无人机,或挂载生产商、算法提供商,大家都明白:无人机的自动化巡检是一件在挣扎中慢慢等待,但一定会到来的事。

right now

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会议已过去近6个月,在经历了高温和用电高峰及多次台风抢险后,那些仍然使用着无人机人机结合巡检方式的电网人,是否已经在这半年的积累中又向前挪动了一点点步伐呢?

当无人机机巢与不切实际的超长续航无人机等一系列噱头褪去。我们也在思考一个问题:除了为赚点噱头,我们能为这个世界做点什么真正能用的?

自动化巡检的几个难题

无人机巡检早已从人力巡检模式过渡到了人机巡检——通过外业无人机拍摄,结合内业的区分筛选,再通过专业人员进行故障风险等级判断,最后制作成巡检报告,交由供电局统一处理。

外业拍摄不仅需要持证的专业飞手,还需要一个对电力杆塔位置及线路十分熟悉的人员进行配合。而内业的故障风险评价,更是需要一个专业的电网职工,才能对无人机拍摄的数据进行正确的评估。

外业自动化靠设备与技术,而内业自动化靠算法与积累。这是我们对电网巡检运维自动化最核心的认知。有了这个指导方针,一切设备科研工作都围绕着外业自动化进行,一切算法基础研究与实现,都围绕内业自动化进行。

目前已经实现的半自动巡检,可以实现自动航点,并对航点针对性地设置多个动作,包括悬停、拍照、录像等,且可以设置时长。但是仍存在以下难题

难题一:自动航点功能定位复现不准,二次自动巡检,照片拍摄角度不一,且有误差积累;

误差积累会导致没有RTK辅助的自动航线飞行越来越不准,最终无法保证自动化巡检的安全性与准确性。

难题二:无论是单云台挂载还是双云台挂载,红外可见光最重要的不是融合,而是同视场;

无论是双光融合还是双云台挂载,始终存在红外相机视场小于可见光相机,如果不能做到红外双光相机的可见光相机带变焦功能,红外巡检的工作将十分繁琐。

难题三:航点动作无法控制相机变焦,也就无法安全抓取目标图像;

最大的难题就是数据获取,自动化之后,一是对焦要快要准,二是最好能自动变焦到合适大小,或人为提前在航点动作中针对每个点位的变焦倍数进行设定。

难题四:无法通过无人机确定无人机与被拍摄物体的准确距离,在制定自动化航线时,仅仅靠经验靠眼力确认是否安全是无法量化的。

外业自动化

推动巡检无人机小型化趋势

从最开始巡检用的S1000系列——大八轴、六轴无人机;到现在,使用的巡检用无人机越来越小、越来越便携。口袋大小的折叠无人机,就能携带变焦相机与红外相机。由于自动化的趋势是人员少,甚至不用人,无人机也就越来越便携。

但电网巡检运维,真的只需要仅仅2倍的光学变焦以及低于640分辨率的红外相机挂载吗?在这里,需要解决的不是有和无,而是能够落地的应用及数据质量。

SAGA Pro + 小三光

一公斤级别带RTK的

折叠无人机SAGA Pro

SAGA Pro是一款轻型工业无人机系统,其机臂和脚架均可折叠,折叠之后只有A4纸的大小,轻小便携,具备工业级性能,配备10KM高清图传,载重最高可达1Kg。

此外,SAGA Pro还具备大量高性能载荷支持能力,包括30倍光学变倍+4K录像的可见光相机云台GTZMHD30X、800×600分辨率的红外测温云台GTIR800、标配4K可见光相机云台等。

SAGA(鹏)配备4核2.5G高性能中央计算单元,能自主完成双目智能避障,实现准确地识别目标与稳定的目标跟踪,还可开放平台扩展更多的机器视觉算法和工业定制应用。飞机端支持双RTK天线侧向功能,航向精度±2°,在磁力计受到干扰的环境下(如高压电线附近),该功能可以替换磁力计,实现精准导航功能。

△//SAGA Pro网络RTK设置界面

网络RTK匹配+地面RTK使用,定位更加精准,确保无人机数据链的稳定,使得自动航线任务的巡检应用复现成为可能。解决难题一,指日可待。

*SAGA Pro搭载机载4G网络定位模块,在有移动网络的环境下,能提供CM级别的定位精度。

小三光

一公斤级别挂载的强化形态

小三光是为了解决难题二、三、四所设计的产品。

可见光10倍变焦匹配红外相机,使用软件无级控制变焦倍数,使得红外巡检时,可见光与红外照片同视场,再也不怕找不到对应点,此为难题二解决方案。

可见光相机对飞控开放变焦控制。从此,飞行打点动作也能带变焦,此为难题二解决方案。

利用激光测距,让所有工作都有量化指标,这才是自动化巡检的必备条件。精细化巡检过程中,无人机距离电力杆塔的距离,从此不再是一个可能的值,只有数字才最稳定,只有数据才能让我们确认安全。

实践是检验真理的唯一标准。随着无人机在电力行业的逐渐深入应用,所暴露的问题必定会随着更多技术的融入迎刃而解,而拥有多项创新技术的普宙无人机也势必在电力行业中发光发热!

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