申報單位:國網(wǎng)新疆電力有限公司喀什供電公司
聯(lián)合申報單位:
主要完成人:張雁楠、郝夢玲、孫海梅、王燕桃、李文飛、朱永寧
一、案例簡介
近年來為減輕輸電線路巡檢工作強度,無人機因其更靈活的視角和高效的作業(yè)效率,已成為設(shè)備運維 重要輔助工具,然而配網(wǎng)專業(yè)應用無人機時,一些問題逐步顯現(xiàn),導致無人機無法規(guī)模化應用:1)飛手 控制方式開展巡檢作業(yè),難以規(guī)范化、規(guī)模化應用。2)傳統(tǒng)無人機自主巡檢作業(yè)時延顯著、時效性差, 導致無人機在傳輸巡檢數(shù)據(jù)時遇到障礙,難以與地面控制系統(tǒng)實現(xiàn)即時通信。3)無人機巡檢圖像可利用 率低四是導航系統(tǒng)的定位精度不足,使得無人機在導航時存在誤差,難以精確規(guī)劃巡檢路線,降低了巡檢 的效率和準確性。必要性:1)提高巡檢效率:無人機巡檢通過5G+北斗提高傳感技術(shù)和自主導航能力, 能快速覆蓋大范圍區(qū)域,大幅提高工作效率。無人機可以在短時間內(nèi)獲取大量數(shù)據(jù),為后續(xù)分析和決策提 供有力支持。2)提升數(shù)據(jù)準確性:無人機巡檢搭載先進設(shè)備,能實時捕捉目標區(qū)域詳細信息。通過人工 智能識別設(shè)備異常情況,提前發(fā)現(xiàn)潛在問題,提升數(shù)據(jù)的準確性。價值意義:1)推動行業(yè)進步:無人機 電力巡檢系統(tǒng)為現(xiàn)代電力行業(yè)的安全提供了更好的保障,這種技術(shù)也帶動了無人機制造、傳感器技術(shù)等相 關(guān)行業(yè)發(fā)展。2)促進技術(shù)創(chuàng)新:無人機巡檢技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,推動了相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新。
二、技術(shù)方案
1)“北斗+AI”配網(wǎng)無人機智能巡檢:基于“北斗+AI”的配網(wǎng)無人機智能巡檢創(chuàng)新應用,遵循國網(wǎng) PMS3.0統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu),通過北斗先進導航技術(shù)巡檢系統(tǒng)與無人機之間的數(shù)據(jù)交互,構(gòu)建一種適應無人機 配電線路全地域巡檢作業(yè)系統(tǒng),通過高級傳感技術(shù)和自主導航能力,能夠快速覆蓋大范圍區(qū)域,大幅提高 了工作效率。通過人工智能識別設(shè)備的異常情況,提前發(fā)現(xiàn)潛在問題,提升數(shù)據(jù)準確性,降低安全隱患。
2)偏遠地區(qū)輸電線路無人機巡檢:由于塔縣特殊的地理條件,輸電線路大多行徑于山區(qū)、河谷,多 為無信號覆蓋區(qū)域,生存條件惡劣,巡視效率低。在塔縣高原山地地形區(qū)域開展基于北斗高精度定位的輸 電無人機自主巡檢,依托星基RTK增強技術(shù)和北斗定位實現(xiàn)無人機精準定位導航,結(jié)合人工智能技術(shù)實現(xiàn) 異常缺陷快速識別告警,保障無人機精準、高效、可靠巡檢。
3)變電站陸空聯(lián)合立體化智能巡檢:變電站巡檢無人機以多旋翼無人機為載體,通過其搭載的高精 度雙光(可見光/紅外)高分辨率攝像頭、北斗定位模塊和其它機載傳感監(jiān)測設(shè)備,無人機按照預先設(shè)定的 航跡路線開始自主執(zhí)飛巡視。巡檢過程中,通過配置的多路傳感器,結(jié)合人工智能算法,無人機可以自主 完成全向避障、測速測距、姿態(tài)修正、穩(wěn)定控制、目標鎖定、預置位抓拍、紅外測溫、多角度觀察、數(shù)據(jù) 監(jiān)測、實時回傳、自動返航、自動充電等一系列功能和任務(wù)。由于變電站巡檢環(huán)境特殊,為保證變站巡視 效果更全面,更準確,通過無人機和地面的巡檢機器人功能互補,兩套無人智能設(shè)備可以充分發(fā)揮其自身 優(yōu)勢,從不同角度對電力設(shè)施設(shè)備進行精細化的巡檢,從而構(gòu)筑高效的變電站雙智能巡檢體系。
4)復雜地形光纜自主巡視:在偏遠地區(qū),由于地形復雜和公網(wǎng)覆蓋率低問題,電力通信光纜巡視工 作效率低,且無法掌握巡檢人員位置,無法保障巡視人員人身安全。基于“北斗+AI”的無人機通過搭載 的北斗精準定位模塊、紅外熱成像設(shè)備和高分辨率攝像頭,利用無人機強大的機動性和靈活性,配合RTK 技術(shù)和人工智能技術(shù),無人機可以自主完成電力通信光纜巡視任務(wù)。通過集成圖像識別、數(shù)據(jù)分析、故障 預警等智能算法,對巡檢設(shè)備采集的視頻、可見光照片、紅外成像圖進行實時分析,能直觀、精確、及時 定位光纜隱患部位,極大提高了復雜地形光纜巡視工作效率。
三、新亮點
1)高精度定位與導航:北斗系統(tǒng)提供的高精度定位服務(wù),結(jié)合星基RTK增強技術(shù),使得無人機能夠 在無信號覆蓋區(qū)域獲取精確的位置信息。無人機可以基于這些精確的位置信息,結(jié)合AI人工智能算法, 規(guī)劃出最優(yōu)的巡檢路線,確保巡檢的全面性和準確性。
2)自適應智能巡檢:將復雜的人工智能算法模型輕量化,部署在無人機遙控器上,通過實時分析遙 控器中的視頻數(shù)據(jù),結(jié)合北斗的精確定位數(shù)據(jù),在無人機飛控APP中實現(xiàn)對輸電、配電線路和電力通信光 纜的自主巡檢和航線智能規(guī)劃,即讓無人機帶上“大腦”,實現(xiàn)無人機的自主智能化巡檢。
3)自適應智能巡檢-自動避障:結(jié)合北斗的高精度定位和AI人工智能算法,無人機可以實現(xiàn)自主飛行 和避障功能。無人機可以實時感知周圍環(huán)境的變化,并自主調(diào)整飛行姿態(tài)和高度,避免與障礙物發(fā)生碰撞。
4)目標實時識別與追蹤:基于桿塔信息,導線朝向信息,桿塔高度信息,完成桿塔前后左右、大小 通道6個點位拍照。使用前端圖像識別和人工智能算法技術(shù),對輸電線路上的關(guān)鍵設(shè)備進行識別,控制無 人機將設(shè)備調(diào)整至畫面中央,在變換拍照點位的時候,跟蹤關(guān)鍵設(shè)備調(diào)整機身與云臺。
5)AI輔助拍照:通過實時分析識別目標物周圍的環(huán)境光,借助AI輔助拍照算法自動調(diào)整拍攝參數(shù),解決照片過曝、過暗等問題。
6)數(shù)據(jù)自動采集:通過AI智能識別算法,結(jié)合北斗精準定位數(shù)據(jù),無人機可以自動采集桿塔經(jīng)緯度、 高度等信息。
7)自適應巡檢-航線自動生成:自適應巡檢過程中,無人機可以根據(jù)預設(shè)的規(guī)則和人工智能算法,自 主判斷巡檢區(qū)域是否存在異常,并做出相應的決策,通過無人機自主的目標識別與糾偏,調(diào)整無人機位置和 云臺參數(shù),并記錄每個航點的參數(shù)信息,結(jié)合北斗精準定位能力和AI智能規(guī)劃能力,實時生成該桿塔的 巡檢航線。
8)圖像快速回傳:巡檢圖像通過非對稱圖像編解碼技術(shù),在前端加密壓縮圖像,確保圖像傳輸效率 和安全;在平臺側(cè)高質(zhì)量解碼恢復圖像,保障識別算法應用效果。
9)缺陷智能識別分析:通過搭載先進的圖像識別和人工智能技術(shù),結(jié)合北斗精準定位優(yōu)勢,無人機 可以對巡檢區(qū)域進行缺陷智能自主識別和分析,并將巡檢圖像,智能識別結(jié)果快速回傳,自主生成巡檢報 告
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