无人机激光雷达电力巡检「国家电网机器人巡检」

今天带来无人机激光雷达电力巡检「国家电网机器人巡检」，关于无人机激光雷达电力巡检「国家电网机器人巡检」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

蜂鸟带来电力巡线新模式

伴随着大疆经纬M300对行业无人机的赋能，使得北科天绘蜂鸟微型激光雷达在电力巡检行业的应用又一次成为了焦点。

激光雷达对输电线路的巡检只是去排查树障吗？

和其他技术有什么差别？

对运维效率提升了多少？

面对这段时间广大业内同仁们的提问，我们在这里进行了搜集整理和大家共同探讨。

01

激光雷达在电力巡检上到底能干啥？

激光雷达扫描技术是电磁波测距、空间定位、姿态融合等多种技术手段的综合利用。其主要成果为三维激光点云模型数据，结合各类光学相机数据可得到正射影像、真彩色三维激光点云模型和其他二三维数据成果。主要实现原理在这里不做赘述。电力巡检工作习惯上被分为两大类一类为通道巡检，一类为精细化巡检。

其具体技术应用如下：

1. 利用获取的高精度三维点云模型数据和真彩色影像信息，可确定地面、植被、建筑物、道路、导线、地线、交跨线、杆塔、挂点、索道、绝缘子串等相应属性目标的空间位置和轮廓，实现线路高精度实时浏览、查询与测量；

2. 依据行业规程可在模型中检测导线弧垂与地面、建筑、植被等目标物之间的安全距离，各导线间安全距离，杆塔与目标物间安全距离，导线交跨距离等。实现线路安全距离范围内障碍物和悬挂物的自动识别与定位，并可自动输出全线路通道内障碍物统计列表；

线路走廊三维点云模型

3. 可利用精确的杆塔点云模型一键化检测塔身有无倾斜、倾斜角度多大、有无位移、位移向量值等定制化输出量化数据报告；

4. 通过对植被点云的周期性分析，可动态检测植被，模拟植被生长状态从而设计优化线路维护计划；

5. 在线路模型中通过对导线参数、环境参数、运行参数的设定模拟出高温、大风、覆冰、强电流等不同工况条件下输电线路的运行状态进而进行危险距离分析和应急预警；

6. 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。

7. 在线路走廊模型中对绝缘子串、杆塔号牌、挂点等目标点位空间坐标进行选取定位，通过软件自动生成包含相机触发时间和拍照角度的标准化无人机飞行文件，用以辅助精细化巡检的外业项目实施；

8. 以标准化飞行文件为基础，通过技术设计可实现无人机全自动精细化巡检；

9. 通过精细化巡检的影像可识别排查螺栓、绝缘子串、鸟巢、悬挂物等；

精细化巡检航迹文件设计

10. 结合塔杆模型、线路模型、地形地貌模型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。

11. 可根据不同的技术要求，集成可见光相机／多光谱相机／红外相机等实施个性化巡检。

通道巡检报告

杆塔倾斜检测报告

02

和其他技术方案的差异怎么样？

综合行业和项目的既有经验，从技术、作业和成果方面进行对比分析。我们列出了如下表格：

传统的人工巡检模式主要通过技术人员手持望远镜，负载红外热成像仪等设备从地面对输电线路进行检验，由于输电网络不断扩大，运检模式随之转变，使得弊端逐渐显现：

1. 巡线距离长，工作量大，步行巡线效率非常缓慢，不能满足电网要求。

2. 架空输电线路多跨越高山、河流等复杂地形，技术人员常常无法抵达，且山区巡线具有高危险性，时刻威胁巡线人员的生命安全。

3. 由于采取人工目判为主的巡检手段使得检修类别极其有限，巡检结果较为粗糙难免出现遗漏现象，导致安全隐患。

人工巡检输电线路

无人机可见光巡线包括航摄相机和倾斜相机两大类，通过无人机对输电线路进行巡查首先解决了巡线距离的问题，根据不同的载体可在单位时间内同比人工巡检提升数十倍乃至数百倍的外业巡检效率。

凭借灵活的空间机动性无人机可以到达几乎任何地方，配备可见光设备后不仅可以到达人员到不了的地方，还可以在完全带电的环境中持续作业，在提升巡检效率的同时极大的保障了技术人员的生命安全。

无人机和可见光的组合多是对电力通道二维层面的属性研判，虽然部分方案在布设大量控制点后可以输出三维成果，其过程也十分繁琐，精度较低无法准确应用在净空排查、杆塔倾斜、交跨等实际巡检作业中。

航测生产现状

无人机载激光雷达的作业方式在综合以往无人机巡线的优势后利用激光雷达扫描的方式完整获取了电力走廊的三维点云模型数据，使得所有的巡检线路变成了可任意量测分析的精准立体模型，结合影像文件可对其进行三维乃至四维（包含时间）层面的动态分析与模拟，实现对电网线路巡检的范围全覆盖，属性状态全覆盖，位置结构全覆盖。最大程度反馈消除隐患点。

03

综合效率怎样？运维成本如何？

以蜂鸟型激光设备为例，我们通过实际飞行作业测试统计出以下数据：

从项目实施来讲：

1. 无人机激光雷达对于10km的线路长度，2小时即可生成巡检报告，获取通道内的净空数据，外业人员可及时联系相关人员，在短时间内，排除净空障碍隐患。这种效率是传统人工巡检无法做到的。

2. 由于传统的人工巡线很难确保巡线人员能够百分之百到达位置，即使是使用GPS“打考勤”，也不能确保巡线人员对每个检测点都进行认真可靠的检测。因此，对于数据收集的可靠性上，使用无人机搭载激光雷达，是更具备真实客观性。

3. 传统人工巡检为手工纸介质记录，存在人为因素多、管理成本高、无法有效监督、巡检数据信息化程度低等缺陷。基于电力走廊三维点云模型数据的管理引入三维输电线路类GIS软件可以使巡检结果数字化、可追溯化和可分析化。

从经济效益来讲：

1. 传统的巡线模式，由于其规模效应不明显，随着线路长度的增加使得管理的工作量和单位成本也持续上升。而使用无人机搭载激光雷达巡线，随着线路长度的增加，其规模效应越来越明显，单位成本反而会越来越低。

2. 电力走廊三维点云数据的高精度、高密度和海量信息的特性使其可作为输电线路增容分析、三维可视化资产管理等专业应用领域的基本数据源，真正实现了实现一次采集多次利用。

输电线路增容分析

- end -