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中测新图公司发布“旋翼无人机智能巡检任务规划系统”
发布时间:2022-03-28     来源:     作者:中测新图      浏览:9474次

1系统介绍

2019年,电网全面推进无人机智能巡检技术应用,实现线路巡检模式由人工巡检向无人机为主的协同自主巡检模式转变,持续提升输电智能运检水平。

在此背景下,中测新图研发了旋翼无人机智能巡检任务规划系统。系统基于机载激光雷达点云数据,依据杆塔模型数据库与点云特征提取技术,在综合考虑多旋翼无人机飞行特性的基础上进行全自动航线规划,快速定位任务目标并生成飞行航线,自动检测航线安全,输出高精度地理坐标的航线规划成果以供多旋翼无人机进行自主导航精细化巡检。

系统目前已投入省级电网公司生产应用,经数万基塔的精细化巡检任务规划检测,航线任务规划效率可以达到每人每天50-60基杆塔。对于直线塔,单塔规划效率在3-6分钟/基;对于耐张塔,单塔规划效率在8-15分钟。综合比较作业效率和成果,证明本系统具有很高的技术优越性。

2系统特点

1.无限量点云数据的加载及可视化;

2.丰富的杆塔模型数据库用于不同塔型的航线规划;

3.智能提取准确率可达到90%,人工干预少,规划效率高;

4.操作流程简单,人机交互友好;

5.拍摄成果按照规范化的命名方式自动命名;

6.支持多种常见的定焦、变焦相机,不同电压等级杆塔的航线规划;

7.基于杆塔和通道的全局安全检查技术,保障了巡检航线的安全性。


3系统模块功能介绍

模块一:基础模块

基础模块是输电线路无人机自主巡检航线规划软件的支撑模块,是其它模块功能实现的基础,包括数据管理、数据加载、任务管理、用户界面设计、二三维数据可视化、人机交互、安全检查、相机图幅框、导出任务包。

亮点1:大数据量点云处理与显示

引用点云分页技术和内外存实时调度技术,将LAS数据转换为自有格式,实现了大数据量和大批量点云数据场景下的数据加载及可视化。如下图,59GB点云数据的加载及可视化可做到畅通无卡顿。


亮点2:图幅框预显示拍摄效果

根据相机参数等信息绘制各航拍点成像效果,显示实际航线任务规划中各航拍点的直观拍摄效果,使用户可以方便快速的进行航拍点的编辑和查看。


亮点3:便捷的交互功能

多种交互方式及丰富的交互工具,支持快捷键操作,简单高效。



亮点4:安全检查技术

提供单塔安全检查与全局安全检查两种模式,在调整航拍点与航线时具有实时自动安全检查功能。




亮点5:支持多种相机类型

支持不同型号无人机、定焦相机与变焦相机的自动航线规划,如Phantom4RTK、Matrice210、Matrice300等无人机,搭载FC6310R(定焦)、ZenmuseX5S(变焦)、H20T(变焦)等相机。也可根据用户需要,扩展定制其他无人机巡检飞控接口。

模块二:主网智能规划模块

主网智能规划模块依托点云数据与杆塔模型数据库,实现对杆塔模型的自动化提取、杆塔航拍点与航线的自动生成。


亮点1:智能航线规划

基于可扩展的杆塔模型数据库,通过点云特征识别技术和自动敷设航线技术,实现航线智能规划。点云特征识别正确率可达到90%以上,实现了拍摄目标位置的智能化计算。智能航线规划与手动规划对比,单塔规划效率提高了4.5倍,在很大程度上提高了生产效率。



亮点2:航线规划成果复用

支持规划成果复用,基于杆塔模型库,利用杆塔类型、杆塔尺寸等参数,通过阈值对比、信息提取和变换,实现航拍点和航线复制,显著提高规划效率。


模块三:主网手动规划模块

本系统具有手动选择拍摄点进行航线规划的功能。按照杆塔部件类型以组的形式选取拍摄点,自动生成航拍点与航线,提高了手动规划的效率。


亮点1:按类型选取拍摄点

根据不同的部件类型将杆塔的拍摄目标分为I-悬垂绝缘子、I-耐张绝缘子、V型绝缘子、地线点、自由点五类,依据部件特点分别设计手动提取点方法。


亮点2:按类型自动生成航拍点与航线

根据实际作业需求,对于不同类型的部件,分别设定巡检航线参数。系统可通过全局设置和按类型设置两种模式对话框实现巡检航线参数设置。


模块四:配网巡检任务规划子系统

系统操作流程简单,适应多类型架空配电线路。支持定焦(精灵4RTK)、变焦相机(X5S、Z30、H20T),适用于架空配电线路水泥塔、架空配电线路钢架塔、水泥塔与钢架塔混合的线路的航线任务规划。


亮点1:支持多种拍摄模式

系统提供2点拍摄方式(前后、左右)、3点拍摄方式(前中后俯拍、前中后平拍)、4点拍摄方式(前后左右)、钢架塔拍摄方式,自动完成航线任务规划。


亮点2:多塔多层分段航线自动生成

具有对多基杆塔、多回路杆塔,分段自动生成航拍点与航线功能。


亮点3:特殊部位添加单个拍摄点

对一些特殊的部位(如变压器),需要增加拍摄点,提供添加拍摄点,单点生成航拍点的工具。


5系统应用案例

系统已在省级电网公司开展应用,规划的杆塔涉及10kV、20kV、35kV、110kV、220kV、500kV、1000kV、±500kV、±800kV等级。经数万基塔的精细化巡检任务检测,航线任务规划效率可以达到每人每天50-60基杆塔,对于直线塔,单塔规划效率在3-6分钟/基;对于耐张塔,单塔规划效率在8-15分钟。综合比较作业效率和成果,证明本系统具有很高的技术优越性。


实拍:



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