聚焦電網(wǎng)運(yùn)維實(shí)戰(zhàn) | 引領(lǐng)無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡檢變革

That time

彼時(shí)

2019年5月23日，第五屆全國(guó)無(wú)人機(jī)電力巡檢技術(shù)交流會(huì)于杭州召開(kāi)，普宙GDU有幸成為參加者之一。而會(huì)議的目的是為了推廣無(wú)人機(jī)在輸電線路運(yùn)檢的專業(yè)化經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)新應(yīng)用、提高工作效率，以及解決無(wú)人機(jī)巡檢過(guò)程中的實(shí)際難題。

彼時(shí)，南網(wǎng)、國(guó)網(wǎng)專家及相關(guān)大學(xué)教授，在會(huì)議上對(duì)過(guò)去四屆會(huì)議后相關(guān)行業(yè)發(fā)展取得的成績(jī)進(jìn)行『批斗會(huì)』式的大型真相披露。

會(huì)議針對(duì)復(fù)雜背景的目標(biāo)物提取算法識(shí)別率不足18%，以及需要多掛載協(xié)同工作情況時(shí)，雙云臺(tái)或多次重復(fù)拍攝時(shí)角度不一，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法使用等問(wèn)題進(jìn)行一一暴露。可以說(shuō)，筆者從未見(jiàn)過(guò)如此真實(shí)的交流會(huì)。

大會(huì)上一直在揭露算法、硬件及應(yīng)用的不足，但在場(chǎng)的無(wú)論是電網(wǎng)內(nèi)部員工、大學(xué)教授還是無(wú)人機(jī)，或掛載生產(chǎn)商、算法提供商，大家都明白：無(wú)人機(jī)的自動(dòng)化巡檢是一件在掙扎中慢慢等待，但一定會(huì)到來(lái)的事。

right now

此時(shí)

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會(huì)議已過(guò)去近6個(gè)月，在經(jīng)歷了高溫和用電高峰及多次臺(tái)風(fēng)搶險(xiǎn)后，那些仍然使用著無(wú)人機(jī)人機(jī)結(jié)合巡檢方式的電網(wǎng)人，是否已經(jīng)在這半年的積累中又向前挪動(dòng)了一點(diǎn)點(diǎn)步伐呢？

當(dāng)無(wú)人機(jī)機(jī)巢與不切實(shí)際的超長(zhǎng)續(xù)航無(wú)人機(jī)等一系列噱頭褪去。我們也在思考一個(gè)問(wèn)題：除了為賺點(diǎn)噱頭，我們能為這個(gè)世界做點(diǎn)什么真正能用的？

自動(dòng)化巡檢的幾個(gè)難題

無(wú)人機(jī)巡檢早已從人力巡檢模式過(guò)渡到了人機(jī)巡檢——通過(guò)外業(yè)無(wú)人機(jī)拍攝，結(jié)合內(nèi)業(yè)的區(qū)分篩選，再通過(guò)專業(yè)人員進(jìn)行故障風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)判斷，最后制作成巡檢報(bào)告，交由供電局統(tǒng)一處理。

外業(yè)拍攝不僅需要持證的專業(yè)飛手，還需要一個(gè)對(duì)電力桿塔位置及線路十分熟悉的人員進(jìn)行配合。而內(nèi)業(yè)的故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，更是需要一個(gè)專業(yè)的電網(wǎng)職工，才能對(duì)無(wú)人機(jī)拍攝的數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的評(píng)估。

外業(yè)自動(dòng)化靠設(shè)備與技術(shù)，而內(nèi)業(yè)自動(dòng)化靠算法與積累。這是我們對(duì)電網(wǎng)巡檢運(yùn)維自動(dòng)化最核心的認(rèn)知。有了這個(gè)指導(dǎo)方針，一切設(shè)備科研工作都圍繞著外業(yè)自動(dòng)化進(jìn)行，一切算法基礎(chǔ)研究與實(shí)現(xiàn)，都圍繞內(nèi)業(yè)自動(dòng)化進(jìn)行。

目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的半自動(dòng)巡檢，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)航點(diǎn)，并對(duì)航點(diǎn)針對(duì)性地設(shè)置多個(gè)動(dòng)作，包括懸停、拍照、錄像等，且可以設(shè)置時(shí)長(zhǎng)。但是仍存在以下難題：

難題一：自動(dòng)航點(diǎn)功能定位復(fù)現(xiàn)不準(zhǔn)，二次自動(dòng)巡檢，照片拍攝角度不一，且有誤差積累；

誤差積累會(huì)導(dǎo)致沒(méi)有RTK輔助的自動(dòng)航線飛行越來(lái)越不準(zhǔn)，最終無(wú)法保證自動(dòng)化巡檢的安全性與準(zhǔn)確性。

難題二：無(wú)論是單云臺(tái)掛載還是雙云臺(tái)掛載，紅外可見(jiàn)光最重要的不是融合，而是同視場(chǎng)；

無(wú)論是雙光融合還是雙云臺(tái)掛載，始終存在紅外相機(jī)視場(chǎng)小于可見(jiàn)光相機(jī)，如果不能做到紅外雙光相機(jī)的可見(jiàn)光相機(jī)帶變焦功能，紅外巡檢的工作將十分繁瑣。

難題三：航點(diǎn)動(dòng)作無(wú)法控制相機(jī)變焦，也就無(wú)法安全抓取目標(biāo)圖像；

最大的難題就是數(shù)據(jù)獲取，自動(dòng)化之后，一是對(duì)焦要快要準(zhǔn)，二是最好能自動(dòng)變焦到合適大小，或人為提前在航點(diǎn)動(dòng)作中針對(duì)每個(gè)點(diǎn)位的變焦倍數(shù)進(jìn)行設(shè)定。

難題四：無(wú)法通過(guò)無(wú)人機(jī)確定無(wú)人機(jī)與被拍攝物體的準(zhǔn)確距離，在制定自動(dòng)化航線時(shí)，僅僅靠經(jīng)驗(yàn)靠眼力確認(rèn)是否安全是無(wú)法量化的。

外業(yè)自動(dòng)化

推動(dòng)巡檢無(wú)人機(jī)小型化趨勢(shì)

從最開(kāi)始巡檢用的S1000系列——大八軸、六軸無(wú)人機(jī)；到現(xiàn)在，使用的巡檢用無(wú)人機(jī)越來(lái)越小、越來(lái)越便攜?？诖笮〉恼郫B無(wú)人機(jī)，就能攜帶變焦相機(jī)與紅外相機(jī)。由于自動(dòng)化的趨勢(shì)是人員少，甚至不用人，無(wú)人機(jī)也就越來(lái)越便攜。

但電網(wǎng)巡檢運(yùn)維，真的只需要僅僅2倍的光學(xué)變焦以及低于640分辨率的紅外相機(jī)掛載嗎？在這里，需要解決的不是有和無(wú)，而是能夠落地的應(yīng)用及數(shù)據(jù)質(zhì)量。

SAGA Pro + 小三光

一公斤級(jí)別帶RTK的

折疊無(wú)人機(jī)SAGA Pro

SAGA Pro是一款輕型工業(yè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，其機(jī)臂和腳架均可折疊，折疊之后只有A4紙的大小，輕小便攜，具備工業(yè)級(jí)性能，配備10KM高清圖傳，載重最高可達(dá)1Kg。

此外，SAGA Pro還具備大量高性能載荷支持能力，包括30倍光學(xué)變倍+4K錄像的可見(jiàn)光相機(jī)云臺(tái)GTZMHD30X、800×600分辨率的紅外測(cè)溫云臺(tái)GTIR800、標(biāo)配4K可見(jiàn)光相機(jī)云臺(tái)等。

SAGA(鵬)配備4核2.5G高性能中央計(jì)算單元，能自主完成雙目智能避障，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地識(shí)別目標(biāo)與穩(wěn)定的目標(biāo)跟蹤，還可開(kāi)放平臺(tái)擴(kuò)展更多的機(jī)器視覺(jué)算法和工業(yè)定制應(yīng)用。飛機(jī)端支持雙RTK天線側(cè)向功能，航向精度±2°，在磁力計(jì)受到干擾的環(huán)境下（如高壓電線附近），該功能可以替換磁力計(jì)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)導(dǎo)航功能。

△//SAGA Pro網(wǎng)絡(luò)RTK設(shè)置界面

網(wǎng)絡(luò)RTK匹配+地面RTK使用，定位更加精準(zhǔn)，確保無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈的穩(wěn)定，使得自動(dòng)航線任務(wù)的巡檢應(yīng)用復(fù)現(xiàn)成為可能。解決難題一，指日可待。

*SAGA Pro搭載機(jī)載4G網(wǎng)絡(luò)定位模塊，在有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，能提供CM級(jí)別的定位精度。

小三光

一公斤級(jí)別掛載的強(qiáng)化形態(tài)

小三光是為了解決難題二、三、四所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。

可見(jiàn)光10倍變焦匹配紅外相機(jī)，使用軟件無(wú)級(jí)控制變焦倍數(shù)，使得紅外巡檢時(shí)，可見(jiàn)光與紅外照片同視場(chǎng)，再也不怕找不到對(duì)應(yīng)點(diǎn)，此為難題二解決方案。

可見(jiàn)光相機(jī)對(duì)飛控開(kāi)放變焦控制。從此，飛行打點(diǎn)動(dòng)作也能帶變焦，此為難題二解決方案。

利用激光測(cè)距，讓所有工作都有量化指標(biāo)，這才是自動(dòng)化巡檢的必備條件。精細(xì)化巡檢過(guò)程中，無(wú)人機(jī)距離電力桿塔的距離，從此不再是一個(gè)可能的值，只有數(shù)字才最穩(wěn)定，只有數(shù)據(jù)才能讓我們確認(rèn)安全。

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。隨著無(wú)人機(jī)在電力行業(yè)的逐漸深入應(yīng)用，所暴露的問(wèn)題必定會(huì)隨著更多技術(shù)的融入迎刃而解，而擁有多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的普宙無(wú)人機(jī)也勢(shì)必在電力行業(yè)中發(fā)光發(fā)熱！