1系統(tǒng)介紹
2019年，電網(wǎng)全面推進(jìn)無(wú)人機(jī)智能巡檢技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)線路巡檢模式由人工巡檢向無(wú)人機(jī)為主的協(xié)同自主巡檢模式轉(zhuǎn)變，持續(xù)提升輸電智能運(yùn)檢水平。
在此背景下，中測(cè)新圖研發(fā)了旋翼無(wú)人機(jī)智能巡檢任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)。系統(tǒng)基于機(jī)載激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，依據(jù)桿塔模型數(shù)據(jù)庫(kù)與點(diǎn)云特征提取技術(shù)，在綜合考慮多旋翼無(wú)人機(jī)飛行特性的基礎(chǔ)上進(jìn)行全自動(dòng)航線規(guī)劃，快速定位任務(wù)目標(biāo)并生成飛行航線，自動(dòng)檢測(cè)航線安全，輸出高精度地理坐標(biāo)的航線規(guī)劃成果以供多旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行自主導(dǎo)航精細(xì)化巡檢。
系統(tǒng)目前已投入省級(jí)電網(wǎng)公司生產(chǎn)應(yīng)用，經(jīng)數(shù)萬(wàn)基塔的精細(xì)化巡檢任務(wù)規(guī)劃?rùn)z測(cè)，航線任務(wù)規(guī)劃效率可以達(dá)到每人每天50-60基桿塔。對(duì)于直線塔，單塔規(guī)劃效率在3-6分鐘/基；對(duì)于耐張塔，單塔規(guī)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(tǒng)具有很高的技術(shù)優(yōu)越性。
2系統(tǒng)特點(diǎn)
1.無(wú)限量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的加載及可視化；
2.豐富的桿塔模型數(shù)據(jù)庫(kù)用于不同塔型的航線規(guī)劃；
3.智能提取準(zhǔn)確率可達(dá)到90%，人工干預(yù)少，規(guī)劃效率高；
4.操作流程簡(jiǎn)單，人機(jī)交互友好；
5.拍攝成果按照規(guī)范化的命名方式自動(dòng)命名；
6.支持多種常見的定焦、變焦相機(jī)，不同電壓等級(jí)桿塔的航線規(guī)劃；
7.基于桿塔和通道的全局安全檢查技術(shù)，保障了巡檢航線的安全性。
3系統(tǒng)模塊功能介紹
模塊一：基礎(chǔ)模塊
基礎(chǔ)模塊是輸電線路無(wú)人機(jī)自主巡檢航線規(guī)劃軟件的支撐模塊，是其它模塊功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，包括數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)加載、任務(wù)管理、用戶界面設(shè)計(jì)、二三維數(shù)據(jù)可視化、人機(jī)交互、安全檢查、相機(jī)圖幅框、導(dǎo)出任務(wù)包。
亮點(diǎn)1：大數(shù)據(jù)量點(diǎn)云處理與顯示
引用點(diǎn)云分頁(yè)技術(shù)和內(nèi)外存實(shí)時(shí)調(diào)度技術(shù)，將LAS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為自有格式，實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)量和大批量點(diǎn)云數(shù)據(jù)場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)加載及可視化。如下圖，59GB點(diǎn)云數(shù)據(jù)的加載及可視化可做到暢通無(wú)卡頓。
亮點(diǎn)2：圖幅框預(yù)顯示拍攝效果
根據(jù)相機(jī)參數(shù)等信息繪制各航拍點(diǎn)成像效果，顯示實(shí)際航線任務(wù)規(guī)劃中各航拍點(diǎn)的直觀拍攝效果，使用戶可以方便快速的進(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(diào)整航拍點(diǎn)與航線時(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(jī)類型
支持不同型號(hào)無(wú)人機(jī)、定焦相機(jī)與變焦相機(jī)的自動(dòng)航線規(guī)劃，如Phantom4RTK、Matrice210、Matrice300等無(wú)人機(jī)，搭載FC6310R（定焦）、ZenmuseX5S（變焦）、H20T（變焦）等相機(jī)。也可根據(jù)用戶需要，擴(kuò)展定制其他無(wú)人機(jī)巡檢飛控接口。
模塊二：主網(wǎng)智能規(guī)劃模塊
主網(wǎng)智能規(guī)劃模塊依托點(diǎn)云數(shù)據(jù)與桿塔模型數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)桿塔模型的自動(dòng)化提取、桿塔航拍點(diǎn)與航線的自動(dòng)生成。
亮點(diǎn)1：智能航線規(guī)劃
基于可擴(kuò)展的桿塔模型數(shù)據(jù)庫(kù)，通過點(diǎn)云特征識(shí)別技術(shù)和自動(dòng)敷設(shè)航線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)航線智能規(guī)劃。點(diǎn)云特征識(shí)別正確率可達(dá)到90%以上，實(shí)現(xiàn)了拍攝目標(biāo)位置的智能化計(jì)算。智能航線規(guī)劃與手動(dòng)規(guī)劃對(duì)比，單塔規(guī)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：航線規(guī)劃成果復(fù)用
支持規(guī)劃成果復(fù)用，基于桿塔模型庫(kù)，利用桿塔類型、桿塔尺寸等參數(shù)，通過閾值對(duì)比、信息提取和變換，實(shí)現(xiàn)航拍點(diǎn)和航線復(fù)制，顯著提高規(guī)劃效率。
模塊三：主網(wǎng)手動(dòng)規(guī)劃模塊
本系統(tǒng)具有手動(dòng)選擇拍攝點(diǎn)進(jìn)行航線規(guī)劃的功能。按照桿塔部件類型以組的形式選取拍攝點(diǎn)，自動(dòng)生成航拍點(diǎn)與航線，提高了手動(dòng)規(guī)劃的效率。
亮點(diǎn)1：按類型選取拍攝點(diǎn)
根據(jù)不同的部件類型將桿塔的拍攝目標(biāo)分為I-懸垂絕緣子、I-耐張絕緣子、V型絕緣子、地線點(diǎn)、自由點(diǎn)五類，依據(jù)部件特點(diǎn)分別設(shè)計(jì)手動(dòng)提取點(diǎn)方法。
亮點(diǎn)2：按類型自動(dòng)生成航拍點(diǎn)與航線
根據(jù)實(shí)際作業(yè)需求，對(duì)于不同類型的部件，分別設(shè)定巡檢航線參數(shù)。系統(tǒng)可通過全局設(shè)置和按類型設(shè)置兩種模式對(duì)話框?qū)崿F(xiàn)巡檢航線參數(shù)設(shè)置。
模塊四：配網(wǎng)巡檢任務(wù)規(guī)劃子系統(tǒng)
系統(tǒng)操作流程簡(jiǎn)單，適應(yīng)多類型架空配電線路。支持定焦（精靈4RTK）、變焦相機(jī)（X5S、Z30、H20T），適用于架空配電線路水泥塔、架空配電線路鋼架塔、水泥塔與鋼架塔混合的線路的航線任務(wù)規(guī)劃。
亮點(diǎn)1：支持多種拍攝模式
系統(tǒng)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)完成航線任務(wù)規(guī)劃。
亮點(diǎn)2：多塔多層分段航線自動(dòng)生成
具有對(duì)多基桿塔、多回路桿塔，分段自動(dòng)生成航拍點(diǎn)與航線功能。
亮點(diǎn)3：特殊部位添加單個(gè)拍攝點(diǎn)
對(duì)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(tǒng)應(yīng)用案例
系統(tǒng)已在省級(jí)電網(wǎng)公司開展應(yīng)用，規(guī)劃的桿塔涉及10kV、20kV、35kV、110kV、220kV、500kV、1000kV、±500kV、±800kV等級(jí)。經(jīng)數(shù)萬(wàn)基塔的精細(xì)化巡檢任務(wù)檢測(cè)，航線任務(wù)規(guī)劃效率可以達(dá)到每人每天50-60基桿塔，對(duì)于直線塔，單塔規(guī)劃效率在3-6分鐘/基；對(duì)于耐張塔，單塔規(guī)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(tǒng)具有很高的技術(shù)優(yōu)越性。
實(shí)拍:
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