2024年05月04日 星期六
获奖项目名单
供电类
基于激光测距与图像识别技术无人机自主巡视系统开发项目
发布时间:2022-05-30 点击次数:509

随着我国经济的高速发展,配网线路越来越多,在这样的大背景下,浙江省地区和电网的不断发展,近年来配网线路运行的外部环境越来越复杂,其外部运行环境常常直接影响配网线路的安全运行和用户的正常用电,如外力破坏、树障隐患、雷击等。运行中不可避免的发生各种各样的故障或存在安全隐患,不仅加大了运行维护难度,也影响着配网线路的供电安全性与持续性。

近几年无人机在电力巡检的广泛应用,代替了常规的人工巡检作业,极大的提升了线路巡检的效率,解决了快速获取、降低采集成本和提高生产效率的问题。

对于浙江的配网线路来讲,随着配网线路的巡检需求的不断提高和机巡数据的快速增长,亟需一种高效、精确的方法对海量机巡数据进行智能分析。本项目首先通过获取无人机获取配网典型线路数据及杆塔数据,制定配网数据标注标准,通过研究无人机与导线保持一定距离进行作业,实现导线巡视数据智能分析技术、无人机多方位探测等技术,进而实现配网机巡数据的快速分类、智能识别、自动出报告以及自主避障功能,提高配网运行人员工作效率,大幅降低电网运营成本,提升配网的智能化管理技术水平,促进配网精益化管理的提升。

自动探寻智能巡视无人机设备为国际首台首套。2020年5 月在嘉善公司配网运行中首次应用,是首次实现无人机无需依据杆塔坐标,也无需提前规划航,实现配电网巡视的智能无人机设备,目前行业内实现无人机自主巡视输配电线路都是依据杆塔坐标和航线规划来实现的,无航线规划自主飞行为首次实现。自动探寻智能巡视无人机设备装置在嘉善公司开展了国际首次应用,目前已推广10台套,与国内外同类设备对比,基于激光测距与图像识别技术无人机自主巡视设备装置的创新点和优势在于基于正交激光雷达测距技术和视觉识别技术的数据交换,无需提供杆塔坐标,也无需提前规划航线,通过实时反馈的激光数据和视觉数据,计算出最优巡视路径,实现无人机脱离遥控器自动沿线飞行、自动跨越障碍、自动针对杆塔拍照等首创功能,进而实现无人机的自主巡视。

基于视觉识别技术识别导线走向及杆塔位置,根据导线走向结合PID控制算法控制无人机自动沿线飞行并自动拍摄杆塔;基于正交激光雷达测距技术,通过激光雷达扫描树障并记录树障信息;基于正交激光雷达测距技术结合视觉识别技术实时检测前方障碍物,根据两种技术反馈的数据计算出最优路径实现跨越障碍;实现无人机在无坐标情况下,基于视觉识别和激光雷达技术实现无人机脱离遥控器自动沿线飞行、自动跨越障碍、自动针对杆塔拍照等功能。

项目成果已发表论文2篇,申请发明专利3项、实用新型专利4项,登记软件著作权1项。本项目全面实施后,可覆盖电网线路60000条,直接影响浙江电网用户700万。预计实现累计年新增产值2000万元,累计年新增利税200万元。基于激光测距与图像识别技术无人机自主巡视系统的自主配网巡视、数据快速采集功能自动化程度高,可减少大量内业缺陷数据采集的工作量,大大降低飞行数据采集人员的技术门槛,降低线路缺陷的漏检率,同时对缺陷数据的管理起到优秀的辅助作用。基于激光测距与图像识别技术无人机自主巡视系统在嘉善县供电公司正式上线并且运行稳定后,现有的配网塔头、导线模型可应用于其他相同的配网线路中,可以在浙江省乃至国网其他地区的配网供电公司进行推广应用。同时,本项目所研究的关键技术内容同样适用于输电线路,可针对输电线路中的典型问题进行研究,开发相应的视觉模型进行推广应用。