解决方案

Solution

近年来国网公司多次发文要求推广无人机自主巡检技术,目前220kV及以上电压等级输电线路无人机自主巡检已基本实现全覆盖,配网10kV架空线路正全面验证普及视觉自适应巡检,为解决110及以下输电线路巡检难题提供了实践依据。

 

输电线路无人机巡检主要有人工巡检、自主巡检两种方式。自主巡检加载基于激光点云技术规划的航线,自动飞行至目标杆塔完成逐点检查,应用在110kV及以上电压等级输电线路;人工巡检主要由飞手手动操作完成目标杆塔检查,各电压等级均有应用。

输电线路无人机自适应精细化巡检

输电巡检现状

业务功能

自动寻找杆塔

 

 

 

开展110kV及以下输电线路自适应巡检工作时,通过目标识别与追踪算法解决目标杆塔识别、多分支线路定位、自适应绕障等业务难题,实现沿配网线路走向飞行,保障无人机巡检工作安全、高效、稳定。

目前,大量110kV及以下输电线路依然采用人工巡检方式,存在线路环境复杂、基础信息缺失等客观问题。若采用激光点云技术路线规划输电线路自主航线,会衍生出现场操作繁琐、工作成本高企等问题。上述情况共同制约了输电线路自主巡检的大规模推广。

110kV及以下线路巡检痛点

线路走向复杂、空间穿插,形态各异,地理和周遭环境及多样复杂。

环境复杂

台账普遍存在变更、失准、遗漏、缺失,迁移改造频繁。

信息缺失

杆塔体量大,线路里程长,工序复杂,扫描成本高,大面积推广经济压力大。

成本高

基于激光点云技术的自主巡检对基层操作人员能力有较高要求,不利推广。

操作繁琐

基于轻量化人工智能技术(Tiny AI),充分利旧现有硬件设备,以作业终端APP部署的方式,集成目标识别、视觉跟踪、自动避障、路径纠偏、自适应调光、自动调焦、多角度拍摄等算法,智能完成110kV及以下输电线路杆塔自适应巡检,自动生成自主巡检航线,提供“降难度、提效率、准识别”的能力。

总体思路

通过人工智能及自适应巡检技术手段,帮助输电运检一线人员快速解决自主航线规划难、巡检操作门槛高、坐标校准进度慢、拍摄照片质量差、缺陷识别精度低等业务问题,实现110kV及以下输电线路巡检“降难度、提效率、准识别”的业务目标。

业务目标

利用自适应巡检技术自动对杆塔进行快速巡检,无需使用人员过多介入,即可自动规划并生成自主巡检航线。

降难度

利用已生成的航线对开展自主巡检,无需使用人员过多操作,即可批量开展多基杆塔巡检工作。

提效率

利用控制终端内置辅助拍照算法,无需使用人员任何动作,即可解决拍照过程中逆光、过爆、虚焦、目标不居中、小目标分辨率低等问题。

准识别

通过构建“智鸢”APP,协助电网公司基层人员、管理人员高效聚焦110kV及以下输电线路巡检业务,以“业务流程化、操作简单化、能力自主化”作为核心策略,从容解决定期巡检、特殊巡检、故障巡检、夜间巡检等不同场景下出现的难题,更好、更快、更安全地赋能基层。

业务流程化
构建“智鸢”APP,结合输电无人机巡检微应用,完成110kV及以下输电线路巡检各环节标准化、流程化、信息化改造,实现全生命周期过程跟踪。
操作简单化
构建“智鸢”APP,激发内置人工智能算法潜力简化无人机操作步骤,“傻瓜式”开展输电线路自适应巡检工作,降低操作难度,提升巡检效率。
能力自主化
构建“智鸢”APP,协助更多基层运检人员快速掌握110kV及以下输电线路无人机巡检要点,快速提升员工业务能力,盘活现有人力资源,实现降本增效。

基于现有巡检技术规范,总结形成任务发起、杆塔识别、塔顶抵达、参数采集、航线生成、逐点拍照、自动命名、数据上传的巡检业务流程,结合自适应巡检技术,逐步开展110kV及以下输电线路智能化巡检。

业务流程

自适应巡检时,自动识别杆塔的绝缘子串和导线,根据识别到的绝缘子串和导线得出下一基杆塔的方位。

目标杆塔识别

自适应巡检时,APP可自动定位出有分支线路并有提示,此时需要飞手手动滑动(或点击)选择要飞行的分支线路。

多分支线路定位

自适应巡检时,检测到树木等障碍物后,基于自适应绕障技术动态调整飞行策略绕开树障,进一步保障无人机飞行作业安全。

自适应绕障

杆塔设备自动识别

 

 

 

开展110kV及以下输电线路自适应巡检工作时,通过设备识别算法完成横担、绝缘子、金具、线夹等塔上设备识别,完成塔顶、塔头、塔身、塔基等杆塔本体识别,完成地线、导线等线路设备识别,协助巡检人员聚焦关键目标设备。

杆塔参数采集

 

 

 

开展110kV及以下输电线路自适应巡检工作时,通过目标识别算法完成杆塔中心点经纬度坐标数据采集,通过图像识别算法完成杆塔高度、杆塔海拔、塔头高度等量化数据,协助巡检人员完成基础台账数据治理更新。

巡检航线管理

 

 

 

开展110kV及以下输电线路自适应巡检工作时,参考国网输电巡检指导手册要求,结合图像识别算法逐步识别杆塔关键设备,自动选择最佳拍摄点及角度,智能规划航线并解决格式转换难题,完美支持规划航线上传、下载、复现等管理要求。

AI辅助拍照

 

 

 

开展110kV及以下输电线路自适应巡检工作时,通过AI辅助图像增强算法解决可见光图像拍摄过程中出现的目标物体偏移、曝光过度、图像分辨率低等问题,可大幅提升可见光图像质量,为后期的缺陷准确识别奠定基础。