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华翔到2020年,电力运维实现无人机巡检全流程自动化?

自2012年左右开始,多旋翼无人机就进入了电力巡检领域,开始成为了巡检人员视觉和动作的延伸,并成为一件得心应手的工具。多旋翼无人机能去到巡检人员无法到达或不便到达的地方,高效而安全地完成了原本耗时耗力的周期性工作,把巡检人员从高强度的体力劳动中逐步解放出来。


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  大疆经纬 M210 RTK 进行电力巡检作业


最近几年来,为响应中国电力物联网战略,电力日常运维工作的流程进一步细化为:数据采集-数据整理-数据分析-信息提取-结论上报这几个环节。


无人机电力巡检发展到现在,目前仍然处于“人巡为主,机巡为辅”的阶段,原因还是无人机巡检目前还处于手动操控为主,巡检工人在实际上岗前,需要经历一定的培训才能开始使用。随着电力运维要求的逐步提高,简化巡检过程、提高巡检效率成为无人机在巡检领域发展的重要课题,自动化智能化无疑将是无人机发展的重要方向。


挑战与愿景


现有电力巡检无人机的工作模式以人工操作巡检、人工整理数据为主,其巡检效率及人工参与时间还有较大优化空间。目前的巡检作业模式和数据整理模式面临的挑战主要有三大环节。


它们分别是:


1、需要占用大量人力(包含前期培训和现场操作)


2、数据不闭环(无人机所采集的数据不能实时地同步到数据处理单元)


3、信息不连续(处理数据得到的信息无法及时传递回到生产系统以指导生产)。


为了解决以上问题,行业专家也提出了三种思路:


1、无人机采用自动巡检以解决数据采集阶段人工占用量大的问题


2、引入智能识别技术在前端(无人机)/后端(服务器)对数据进行处理,进而获取关键信息


3、引入无人机作业管理平台,将无人机整个作业过程信息闭环。


巡检流程自动化:教机器人飞,还是让机器人自己飞


以往的户外电力巡检,都要靠人力行走、攀爬,人力占用量非常大,且整体效率不高。无人机的出现,能极大地解决这个问题。现阶段的自动巡检,主要采用航线飞行模式,辅助以过程闭环,保证巡检精度。


无人机巡检航线规划主要有示教规划和离线规划两种。


无人机其实也是机器人的一种。所谓,无人机飞行的示教规划,简而言之,就是通过编程告诉无人机要执行的步骤。比如大疆无人机经纬M200系列等,配合大疆Pilot软件,使用航点规划功能,在地图上进行位置打点,规划航线,无人机就可以按照航线规划的路径,进行飞行作业。


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另一种是离线规划,基于离线编程,是通过软件,在电脑里重建整个工作场景的三维虚拟环境,然后软件可以根据任务需求完成自定动作,同时配合软件操作者的一些操作,自动生成机器人的运动轨迹,即控制指令,然后在软件中仿真和调整轨迹,最后生成控制代码传输给无人机。


两种规划方式各有优劣,随着实际应用的不断涌现,无人机巡检流程自动化会更加智能化。


数据处理自动化:图像深度学习将是关键


日常巡视过程中,重点是要能迅速发现线路、杆塔等设备的细节问题,但现场作业时,常常发生外力对无人机巡检精度产生消极影响的情况,这些外力包括:大风、强光、信号干扰。因此,在巡检过程中引入图像识别技术,无人机能够准确识别拍摄器件,并自动修正拍摄角度,调整相机参数,从而提升系统鲁棒性。


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常见的应用,是利用无人机搭载的高性能计算平台,实时分析拍摄图片,实时处理轻量级的缺陷,并通过网络上报至生产系统。例如大疆的高性能计算平台妙算Manifold2,即可搭配经纬 M200 V2 系列使用,实现定制化的智能识别分析。


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此外,也可利用平台级的计算能力,对图像数据精细深度分析,进一步挖掘细节缺陷,保证运维安全。


信息反馈自动化:中央机库要来了


巡检作业流程中的重要一环,是如何有效管理现场采集的所有数据,并将数据提炼成有效的信息。


我们知道,数据不等同于信息,数据可能是海量或者大尺寸的,但信息一定是凝练、可概括的。在当前的技术条件下,大尺寸的数据样本通过无线链路实时传输,尚不成熟。因此针对飞行任务、数据积累、资源管理、集成融合等方面组建一套无人机综合数据管理平台,是能有效保证输配电线路及其设备安全的一项基础工作。


通过飞行任务管理,解决信息流末端到前端的贯通,通过数据积累功能,把飞行日志数据存储于平台,一边进行统计分析,一边查询跟踪等;通过资源管理,实现飞机与组织架构、人员之间的对应关系,对不同角色权限清楚划分;通过集成融合,使用无人机作业,并与现有信息系统结合,将系统数据上传到上一级平台,发挥网络协同

 
 
 
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