1系統介紹

2019年，電網(wǎng)全面推進(jìn)無(wú)人機智能巡檢技術(shù)應用，實(shí)現線(xiàn)路巡檢模式由人工巡檢向無(wú)人機為主的協(xié)同自主巡檢模式轉變，持續提升輸電智能運檢水平。

在此背景下，中測新圖研發(fā)了旋翼無(wú)人機智能巡檢任務(wù)規劃系統。系統基于機載激光雷達點(diǎn)云數據，依據桿塔模型數據庫與點(diǎn)云特征提取技術(shù)，在綜合考慮多旋翼無(wú)人機飛行特性的基礎上進(jìn)行全自動(dòng)航線(xiàn)規劃，快速定位任務(wù)目標并生成飛行航線(xiàn)，自動(dòng)檢測航線(xiàn)安全，輸出高精度地理坐標的航線(xiàn)規劃成果以供多旋翼無(wú)人機進(jìn)行自主導航精細化巡檢。

系統目前已投入省級電網(wǎng)公司生產(chǎn)應用，經(jīng)數萬(wàn)基塔的精細化巡檢任務(wù)規劃檢測，航線(xiàn)任務(wù)規劃效率可以達到每人每天50-60基桿塔。對于直線(xiàn)塔，單塔規劃效率在3-6分鐘/基；對于耐張塔，單塔規劃效率在8-15分鐘。綜合比較作業(yè)效率和成果，證明本系統具有很高的技術(shù)優(yōu)越性。

2系統特點(diǎn)

1.無(wú)限量點(diǎn)云數據的加載及可視化；

2.豐富的桿塔模型數據庫用于不同塔型的航線(xiàn)規劃；

3.智能提取準確率可達到90%，人工干預少，規劃效率高；

4.操作流程簡(jiǎn)單，人機交互友好；

5.拍攝成果按照規范化的命名方式自動(dòng)命名；

6.支持多種常見(jiàn)的定焦、變焦相機，不同電壓等級桿塔的航線(xiàn)規劃；

7.基于桿塔和通道的全局安全檢查技術(shù)，保障了巡檢航線(xiàn)的安全性。

3系統模塊功能介紹

模塊一：基礎模塊

基礎模塊是輸電線(xiàn)路無(wú)人機自主巡檢航線(xiàn)規劃軟件的支撐模塊，是其它模塊功能實(shí)現的基礎，包括數據管理、數據加載、任務(wù)管理、用戶(hù)界面設計、二三維數據可視化、人機交互、安全檢查、相機圖幅框、導出任務(wù)包。

亮點(diǎn)1：大數據量點(diǎn)云處理與顯示

引用點(diǎn)云分頁(yè)技術(shù)和內外存實(shí)時(shí)調度技術(shù)，將LAS數據轉換為自有格式，實(shí)現了大數據量和大批量點(diǎn)云數據場(chǎng)景下的數據加載及可視化。如下圖，59GB點(diǎn)云數據的加載及可視化可做到暢通無(wú)卡頓。

亮點(diǎn)2：圖幅框預顯示拍攝效果

根據相機參數等信息繪制各航拍點(diǎn)成像效果，顯示實(shí)際航線(xiàn)任務(wù)規劃中各航拍點(diǎn)的直觀(guān)拍攝效果，使用戶(hù)可以方便快速的進(jìn)行航拍點(diǎn)的編輯和查看。

亮點(diǎn)3：便捷的交互功能

多種交互方式及豐富的交互工具，支持快捷鍵操作，簡(jiǎn)單高效。

亮點(diǎn)4：安全檢查技術(shù)

提供單塔安全檢查與全局安全檢查兩種模式，在調整航拍點(diǎn)與航線(xiàn)時(shí)具有實(shí)時(shí)自動(dòng)安全檢查功能。

亮點(diǎn)5：支持多種相機類(lèi)型

支持不同型號無(wú)人機、定焦相機與變焦相機的自動(dòng)航線(xiàn)規劃，如Phantom4RTK、Matrice210、Matrice300等無(wú)人機，搭載FC6310R（定焦）、ZenmuseX5S（變焦）、H20T（變焦）等相機。也可根據用戶(hù)需要，擴展定制其他無(wú)人機巡檢飛控接口。

模塊二：主網(wǎng)智能規劃模塊

主網(wǎng)智能規劃模塊依托點(diǎn)云數據與桿塔模型數據庫，實(shí)現對桿塔模型的自動(dòng)化提取、桿塔航拍點(diǎn)與航線(xiàn)的自動(dòng)生成。

亮點(diǎn)1：智能航線(xiàn)規劃

基于可擴展的桿塔模型數據庫，通過(guò)點(diǎn)云特征識別技術(shù)和自動(dòng)敷設航線(xiàn)技術(shù)，實(shí)現航線(xiàn)智能規劃。點(diǎn)云特征識別正確率可達到90%以上，實(shí)現了拍攝目標位置的智能化計算。智能航線(xiàn)規劃與手動(dòng)規劃對比，單塔規劃效率提高了4.5倍，在很大程度上提高了生產(chǎn)效率。

亮點(diǎn)2：航線(xiàn)規劃成果復用

支持規劃成果復用，基于桿塔模型庫，利用桿塔類(lèi)型、桿塔尺寸等參數，通過(guò)閾值對比、信息提取和變換，實(shí)現航拍點(diǎn)和航線(xiàn)復制，顯著(zhù)提高規劃效率。

模塊三：主網(wǎng)手動(dòng)規劃模塊

本系統具有手動(dòng)選擇拍攝點(diǎn)進(jìn)行航線(xiàn)規劃的功能。按照桿塔部件類(lèi)型以組的形式選取拍攝點(diǎn)，自動(dòng)生成航拍點(diǎn)與航線(xiàn)，提高了手動(dòng)規劃的效率。

亮點(diǎn)1：按類(lèi)型選取拍攝點(diǎn)

根據不同的部件類(lèi)型將桿塔的拍攝目標分為I-懸垂絕緣子、I-耐張絕緣子、V型絕緣子、地線(xiàn)點(diǎn)、自由點(diǎn)五類(lèi)，依據部件特點(diǎn)分別設計手動(dòng)提取點(diǎn)方法。

亮點(diǎn)2：按類(lèi)型自動(dòng)生成航拍點(diǎn)與航線(xiàn)

根據實(shí)際作業(yè)需求，對于不同類(lèi)型的部件，分別設定巡檢航線(xiàn)參數。系統可通過(guò)全局設置和按類(lèi)型設置兩種模式對話(huà)框實(shí)現巡檢航線(xiàn)參數設置。

模塊四：配網(wǎng)巡檢任務(wù)規劃子系統

系統操作流程簡(jiǎn)單，適應多類(lèi)型架空配電線(xiàn)路。支持定焦（精靈4RTK）、變焦相機（X5S、Z30、H20T），適用于架空配電線(xiàn)路水泥塔、架空配電線(xiàn)路鋼架塔、水泥塔與鋼架塔混合的線(xiàn)路的航線(xiàn)任務(wù)規劃。

亮點(diǎn)1：支持多種拍攝模式

系統提供2點(diǎn)拍攝方式（前后、左右）、3點(diǎn)拍攝方式（前中后俯拍、前中后平拍）、4點(diǎn)拍攝方式（前后左右）、鋼架塔拍攝方式，自動(dòng)完成航線(xiàn)任務(wù)規劃。

亮點(diǎn)2：多塔多層分段航線(xiàn)自動(dòng)生成

具有對多基桿塔、多回路桿塔，分段自動(dòng)生成航拍點(diǎn)與航線(xiàn)功能。

亮點(diǎn)3：特殊部位添加單個(gè)拍攝點(diǎn)

對一些特殊的部位（如變壓器），需要增加拍攝點(diǎn)，提供添加拍攝點(diǎn)，單點(diǎn)生成航拍點(diǎn)的工具。

5系統應用案例

系統已在省級電網(wǎng)公司開(kāi)展應用，規劃的桿塔涉及10kV、20kV、35kV、110kV、220kV、500kV、1000kV、±500kV、±800kV等級。經(jīng)數萬(wàn)基塔的精細化巡檢任務(wù)檢測，航線(xiàn)任務(wù)規劃效率可以達到每人每天50-60基桿塔，對于直線(xiàn)塔，單塔規劃效率在3-6分鐘/基；對于耐張塔，單塔規劃效率在8-15分鐘。綜合比較作業(yè)效率和成果，證明本系統具有很高的技術(shù)優(yōu)越性。

實(shí)拍: