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飞马无人机电力巡检解决方案

发布日期:2018-04-26  来源:飞马机器人  作者:飞马机器人我要投稿我要评论

  4月26-27日,“第三届全国无人机电力巡检技术高峰论坛”将在杭州浙商开元名都酒店举办,飞马机器人作为此次论坛的重要参展企业,将展现我们在电力行业的新实力。会前,我们也特意为大家整理了目前飞马无人机关于电力巡检等行业应用的解决方案,感兴趣的朋友也可亲临高峰论坛,期待与您交流。

  电力巡检是确保电网安全运行的重要手段,利用无人机技术结合摄影测量技术可以提供一种高效的巡检作业模式。飞马基于强大的无人机硬件和专业的摄影测量软件实力,推出了更加高效、高精度和安全可靠的无人机一体化巡检方案。

  飞马无人机电力巡检解决方案,立足于飞马成熟的固定翼和旋翼无人机平台,在航线设计上,针对电力条带飞行需求,提供最高效的自动条带航线,以及适应山区地形的变高航线;在数据处理方面,发挥条带空三及植被茂密区空三算法优势、软硬件一体化的免像控技术、基于影像的密集匹配技术、基于空三的高效半自动导线拟合方法等,可以数字化三维重建电力线地表通道和导线,实现定量化通道障碍检测,最终形成一套从数据采集、处理到分析并输出报告的一体化解决方案,并且该方案还具有高效率、高精度和安全可靠三大优势。

  一、全面支持固定翼和旋翼两大飞行平台

  飞马无人机电力巡检解决方案支持固定翼和旋翼两大平台,满足不同情况下的巡检需求。

  固定翼平台

  ※ 超长续航,保证单架次3厘米分辨率下30km巡线效率;

  ※ 免像控技术,保证三维地面通道和导线拟合绝对精度,平面优于0.2米,高程优于0.5米;

  ※ 载荷可互换,实现一个飞行平台支持正射巡检和倾斜巡检;

  ※ 全画幅高质量载荷,保证山区地形适应性和影像高解析度;

  ※ 简单易用,实现无工具拆装,免遥控器飞行,适合班组独立作业;

  旋翼平台

  ※ 超长续航,保证单架次优于1厘米分类下15km巡线效率;

  ※ 免像控技术,保证三维地面通道和导线拟合绝对精度,平面优于0.2米,高程优于0.5米;

  ※ 载荷可互换,实现一个飞行平台支持正射巡检、倾斜巡检、视频巡检、LiDAR巡检以及热红外巡检等,数据成果同时支持树障分析和电力设备三维建模;

  ※ 飞行航线灵活可定制,支持高精度定位的立体智能巡线,提高精细化巡检质量和效率;

  1、固定翼飞行平台参数

  F300是飞马着力推出的第三代全自动任务模式的⼯业级智能航测无人机系统,主打“高精度测图”。F300配备50Hz高精度GNSS板卡,支持PPK、RTK以及PPK和RTK融合作业模式,标配全画幅相机正射模块,配合无人机管家专业版,可在无控制点情况下实现1:500的测图精度;F300任务载荷采用模块化设计,可为客户提供多源化的数据获取方案,具备三维建模等数据获取能力。

飞马无人机电力巡检解决方案

  材质:EPO+碳纤复合材料

  翼展:1.8m

  机长:1.07m

  标准起飞重量:3.75kg(航测系统)

  最大起飞重量:3.85kg(倾斜系统)

  巡航速度:60km/h

  最大续航时间:1.5h

  最大可手抛起飞海拔高度:4500m

  升限:6000m(海拔高度)

  飞行真高:150—1500m

  测控半径:10km

  起降方式:手抛起飞/自动滑降、伞降

  载荷:多载荷可互换(航测模块/倾斜模块/可见光视频模块/热红外视频模块/热红外照相模块/P40倾斜模块)

  2、D200旋翼飞行平台参数

  D200是飞马机器人推出的第二代旋翼智能航测系统,定位为“无控制点高精度测图”。D200可获取高精度POS数据,无控情况下可实现1:500测图精度;支持RTK实时差分;可搭载正射模块、倾斜摄影模块、LiDAR模块、农业遥感模块共四种载荷,实现一机多用。

  D200配备无人机管家专业版软件,涵盖三维航线设计、三维场景飞行控制功能及数据处理功能,支持PPK+RTK融合解算,高精度POS事后解算处理,可生成DOM、DSM、TDOM、DSM mesh、3D mesh、遥感影像多种航测产品。

飞马无人机电力巡检解决方案

  外形尺寸(展开):830×732×378mm(不包括装上桨叶的尺寸)

  外形尺寸(折叠):955×362×378mm(不包括装上桨叶的尺寸)

  外包装箱尺寸:1030×475×355;

  对称电机轴距:987.5mm;

  空机重量:6.6kg;

  起飞重量:7.5kg;

  巡航速度:15m/s;

  最大平飞速度:20m/s;

  最大爬升速度:5 m/s;

  最大下降速度:3 m/s;

  悬停精度:

  PPK:水平1.0m;垂直0.5m;

  RTK:水平1cm+1ppm;垂直2cm+1ppm;

  实用升限高度:4500m

  测控半径:5km

  续航时间:48min

  抗风能力:5级

  工作温度:-20~50℃;

  电池电压:34.8v

  电池能量:626wh

  3、D200激光雷达系统参数

飞马无人机电力巡检解决方案

  .1 激光器指标

  关键指标:

  测距模式 ~TOF

  线数 ~16

  测量距离~100m

  精度~±3cm

  回波数量~2(Strongest, Last)

  点数~300k pts/s (单回波)600k pts/s (双回波)

  回波强度~8bits

  视场角-水平~360°

  分辨率-水平~0.1°~0.4°

  视场角-竖直~30°(+15°~-15°)

  分辨率-竖直~2.0°

  激光等级~class 1

  波长~903nm

  1.3.2~POS系统指标

  GNSS/IMU一体化设计,体积小、重量轻

  高精度IMU(零偏稳定性,0.5deg/hr陀螺仪,0.05mg 加速计)

  PPK辅助惯导,支持GPS L1/L2/L5,BEIDOU B1/B2,GLonASS L1/L2信号

  1000Hz数据更新率

  紧耦合解算

  二、自动条带航线规划

  1、 固定翼条带航线规划

  基于飞马无人机管家三维航线设计系统,将电力线轨迹导入系统,通过调节分辨率和条带覆盖宽度,自动生成条带状电力巡检航线。巡检航线飞往返两条线,并且为了保证数据精度,使用飞马独有的拐弯辅助点技术。因此基于三维航线设计和传感器分辨率优势,巡检航线对于山区起伏地形具备良好的适应性。

飞马无人机电力巡检解决方案

  2、旋翼条带航线规划

  旋翼飞行平台,除了常规的三维条带航线设计之外,还基于旋翼飞行优势,支持变高飞行,以保证更高分辨率数据的获取和数据一致性的保证。

  为了实现自动变高航线设计,航线设计模块支持已有精细地形导入、已有杆塔三维坐标导入、以及快速地形生成功能,来保证航线设计时具备高精度本底数据,保证变高航线的合理性。

飞马无人机电力巡检解决方案

  3、采用飞马PPKRTK软硬件一体化免像控技术

  一体化PPK/RTK高精度解决方案在无人机系统的基础之上,新增飞马无人机基站模块,其系统链路图如下:

  数据协议A:RTCM2.3、RTCM3.0、RTCM3.2、CRM、CRM+;

  数据协议B:经过重新打包的RTCM2.3、RTCM3.0、RTCM3.2、CRM、CRM+;

  数据协议C:NMEA-0183

  从上图可知,飞马无人机基站可实现GPS原始数据采集,单基站RTK,CORS网络RTK,点采集等功能,并可内置4G卡,提供上网功能。

  飞马无人机基站与无人机管家之间,通过WIFI进行连接,实现通过管家对基站的全部功能设置和操作,基站数据的下载及删除,并且无人机管家可通过基站接入网络。

  针对获取的RTK和PPK数据,利用飞马GPS一键式融合解算方法,可以获取高固定率的厘米级轨迹数据。并且由于本方案支持PPK技术,因此在山区进行巡线作业,即使RTK链路中断,也能基于PPK得到高固定率的厘米级轨迹数据。

  四、飞马一键式高精度数据处理

  1、基于影像的条带空三及树木茂密区空三技术

  电力树障巡检,主要集中在山区。巡检数据存在长条带和影像全是植被的特点,常规空三不能很好的对这类数据进行解算。下图是实飞巡线数据。

  飞马无人机管家空三算法针对条带数据进行了专门性优化,保证这种双航线长条带的影像空三,另一方面匹配算法也针对植被茂密情况进行了增强匹配,保证匹配点数量和连接准确性。最后基于“真”高精度GPS的附件参数无控定向算法也对这类数据的结果可靠性带来巨大帮助,保证了后期分析是建立在一个准确的空三结果之上。

  2、基于影像的密集匹配技术

  飞马无人机管家具备“全影像成果工作站”技术。通过大量实践分析,后期树障分析最佳数据成果需求为点云。

  通过飞马无人机管家自动生成的点云数据,能有效还原树冠等关键区数据,并且点云数据为带RGB信息的彩色点云,具备更好的地物辨识性。同时因为全套处理都是基于免像控技术流程,其点云成果绝对精度平面优于0.2米,高程优于0.5米。

  五、飞马激光雷达数据处理

  飞马无人机LiDAR系统研发了专门的处理模块FeimaLiDAR,也叫智激光。我们的软件和硬件紧密结合,通过专门的算法优化,保证了系统能够获取到高精度标准点云成果。智激光提供LiDAR、GPS和IMU数据解码,POS的事后紧耦合解算,全系统的偏心分量改正,系统检校,结果点云输出,以及点云坐标转换等功能。实现了LiDAR处理流程的全覆盖,保证了系统精度。并且软件设计理念延续无人机管家简单易用的特点,让激光雷达数据处理也能更好的被各领域用户掌握。

  另外本软件还支持海量点云数据快速浏览,按高程、强度、航带和分类等渲染模式,以及剖面提取和量测等功能,满足对激光成果的基本应用需求。而且基于我们专门研发的点云索引算法,目前能实现单个50GB LAS文件的快速浏览和漫游。

  另外我们针对激光器360度数据获取的特性,首先在硬件上实现全角度数据存储,其次在数据处理时可以使用右上角的工具,从结果数据中提取你想要的角度范围内激光数据,这样可以更加灵活的使用数据,如电力的作业模式,我们就可以只使用0-90度的数据。

  在精度保证上,我们提供了设备设备检校和航带平差功能。并且将这一部分功能释放给用户,这样用户就可以自己根据设备的情况进行设备检校,以保证设备精度。除此之外,每架次处理时还有航带平差来对其他累计误差进行整体平差消除,更进一步保证精度。

  六、智能树障分析系统,支持影像与激光数据融合分析计算

  智能树障分析系统主要针对无人机全自动获取的线路走廊影像或激光点云资料,进行树障检测和分析,生成树障缺陷台账报告,辅助巡检人员进行树障故障处理和消缺。

  并且本系统可自动根据计算结果输出分析报告,同时支持国网和南网模板,给用户提供一站式巡检方案。

  树障报告

   七、飞马云巡检服务平台

  飞马云巡检服务平台是一套主要针对无人机巡线服务构建的Web系统,主要支持了对于无人机巡线控制,远程监控,视频直播,包含地面站控制软件及远程监控Web系统的一套综合性的私有平台。

  1、航线设计和协同任务推送

  能够支持客户对于航线设计的要求,支持通用管道航线设计的自动生成要求,保存,上传到云端并根据对应账号进行同步,对于航线设计可以进行分享,并推送任务给相关人员进行作业。

  2、实时双向监控模块

  对于正在飞行的作业,控制端能够通过地面站软件实时监控作业状态,远程监控端可以通过控制中心查看到实时作业的飞行状态信息。并可以针对实时作业实时下发控制指令,对作业进行远程管控。

  3、视频实时回传模块

  通过高速的无线内网,将实时视频流推送到私有云平台,作业控制端可以通过地面站查看到实时作业的视频图像,远程控制中心可以查看到当前实时作业视频回传图像。

  4、设备管理模块

  可以支持对支持型号在内的无人机进行入库登记,查询维护管理设备信息,可以登记插叙无人机维护保养信息。

  5、飞行数据管理统计模块

  支持对平台内无人机的数量,飞行架次,里程,时长,进行作业统计。

  八、案例

  通过在有代表性的区域选择架空线路进行大量测试,验证了本方案的可靠性和实用性。其中一个测试案例,选择典型山区巡检线路,区域最大高差约300米。外业数据采集采用F300固定翼飞行平台,针对电力条带飞行需求,自动生成最高效的条带航线;在数据处理方面,发挥条带空三及植被茂密区空三算法优势、软硬件一体化的免像控技术、基于影像的密集匹配技术、基于空三的高效半自动导线拟合方法等,能够输出数字化三维重建电力线地表通道和导线,实现定量化通道障碍检测以及分析报告的自动化输出。充分体现了本方案的高效率、高精度和安全可靠三大优势。

  ※ 外业航飞数据采集,1个架次获取30km数据,总计70分钟

  ※ 内业空三数据处理及密集点云匹配,30km/天

  ※ 导线拟合处理,60km/人/天

  ※ 免像控成果绝对精度:平面《0.2米,高程《0.5米

  激光点云与影像点云叠加剖面(白色点是激光数据)

  树障测量

 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/201804/26/34731.html
标签:  飞马无人机 无人机电力巡检 解决方案
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