单位介绍

云南电网有限责任公司昆明供电局

在输电设备数量日益增加与人员负增长之间的矛盾突出的大环境下，云南电网公司以昆明供电局作为数字化转型示范基地，经过2年的探索与实践，2020年11月，昆明供电局成立了云南电网公司第一家输电智能运维班组。通过示范基地的建设以输电智能运维班为着手，做智能运维的“先行者”、智能转型的“推动者”以及智能人才的“孵化者”。旨在提高人员的运维效率，将运维人员从传统的巡视工作中解放出来，将更多的精力用于外力破坏隐患处置等方面，大幅提升设备安全，以智提质，以智增效。

关注点

云南地处西南，地形复杂，从南部的热带气候地形到北部的山川均有分布，大量输电线路分布在崇山峻岭中，其中很多网络信号不佳，且容易因山体遮挡或复杂电磁环境造成遥控器丢失无人机信号。对输电线路无人机巡视作业造成阻碍，增加了无人机作业技术的难度。2021年1月至9月，云南电网公司累计受损无人机维修数量约1000架次，占比拥有无人机总数量约20%。

同时在此环境下飞行操作人员培训要求高、周期长，采用人工操作无人机进行巡检导致巡检照片数据标准不统一、数据质量参差不齐，巡检效率低下等问题。

而目前的无人机自动巡检技术，也有不足之处，第一、过分依赖公共网络提供的RTK信号，第二、路径在巡检杆塔隐患点上存在一些“盲点”，不利于最终实现无人巡检的长期战略目标。

因此，需要新的技术来解决现有无人机巡检的作业模式存在的问题，提高作业效率和作业质量。

全新的自动巡检解决方案

采用机器前端自主控制，模拟人工巡检的策略。通过在无人机上无损安装一个AI边缘计算设备，无人机作业过程中前端深度神经网路实时准确跟踪目标物体并控制相机开展识别、拍照。实现输电线路无人机移动式不间断自动精益化巡检，技术方案融合 了“神经网络算法”、“边缘计算”，“自动驾驶”等最新一代技术，突破无人机在无网络地区开展自主精细化巡检作业，使得巡检作业进一步实现智能化、自动化、精益化。

设备介绍

本方案设备主要由无人机、无人机云台镜头、机载计算机等3部分组成。选用大疆M300作为巡检作业任务飞行平台，最大飞行时间55 分钟。边缘计算设备选用自主研一款专为智能机器打造的高性能机载计算机，具备卓越的处理能力和响应速度，扩展灵活，适配多款大疆飞行平台和飞控系统。任务载荷选用大疆禅思 Zenmuse 系列相机。

机载边缘计算终端内置自主研发的基于前端AI无人机控制技术的作业软件。

技术方案

 01|  杆塔基准点获取

利用操作无人机至杆塔正上方和杆塔基础位置坐标，并在侧面采集2个杆塔框架坐标以便确定无人机巡检范围，避免密集通道内的勿拍及误识别。或通过杆塔点云数据库直接导入3个杆塔GPS基准点至现场控制软件。

 02|  一键自动巡检

现场控制软件点击起飞后，无人机自动起飞。执行过程中AI设备自动识别算法会自动控制无人机飞行以及对目标放大、对焦、拍照。目标包括绝缘子、地线挂点、金具、通道等。

 03| 自动返航降落

无人机执行完精细化航线任务后自动飞向起飞前设定好的降落点，并通过视觉引导降落到降落板上。

应用案例

 01| 自动目标拍照

由于采用了高性能变焦摄像头以及AI设备自动识别目标的策略，无人机在杆塔侧面时可以远距离对杆塔本侧以及对侧目标放大拍照，全面采集杆塔潜在缺陷信息。

 02| 自动对焦

拍照过程中，AI设备会一直对目标进行对焦，避免了照片绝大部分失焦的情况。

 03| 航线自动规划

起飞前，现场控制软件根据不同的杆塔类型自动生成飞巡航线，并通过点云展示。

 04| AB车交替巡检

基于视觉的自动降落技术使得设备可以从A点起飞，B点降落。作业模式上支持AB车交替巡检，大幅提高了作业效率。

 05| 无需公网信号，输电线路全域巡检。

无需RTK设备，仅使用GPS/Beidou信号，通过机载云台相机先对杆塔及周边环境进行视觉定位及纠偏后控制飞机移动，同时自动识别杆塔整体、地线连接处、绝缘子及两侧金具等目标分别进行精准拍照。使在无公网信号区域采用无人机自动巡检成为可能。

 总结 

本方案解决了输电线路全域无人机的自动巡检的技术难题，避免了人工画航线导致的无人机自动飞行误差，是对现有自动巡检作业模式的一种全新的补充。为实现在高山峡谷复杂地形区域开展无人机自主精细化巡检提供了一种全新思路。整个作业全程无需人工干预，符合电网企业巡检作业标准，降低人为因素对巡视结论的影响，降低一线作业人员的无人机操作技术门槛以及工作负荷。多角度全面拍摄杆塔潜在缺陷点，为后续的自动缺陷识别提供标准、规范、可靠的基础数据。本文来源：EPTC