激光雷达供应商:际上导航

际上导航激光雷达在电力巡检中的应用

发布时间:2023-08-15 14:09:27 阅读次数:

一、项目背景

面对已经建成的输电线路,需要有效的对其进行巡检,确保电力的安全。传统的人工巡检方法不仅工作量大而且条件艰苦,特别是对山区和跨越大江大河的输电线路的巡查,以及在冰灾、水灾、地震、滑坡、夜晚期间巡线检查,所花时间长、人力成本高、困难大,某些线路区域和某些巡检项目人工巡查方法目前还难以完成。无人机+激光雷达(LiDAR)作业可以大大提高输电维护和检修的速度和效率,使许多工作能在完全使用无人机与激光雷达的组合下迅速完成。因此,无人机+激光雷达巡线方式无疑是一种安全、快速、高效、智能的巡线方式。     本项目线路分散,位于重庆市,主要以丘陵山地为主,线路沿线多是无道路山区,人员难以到达,甲方要求工期短,并且需提交分类点云成果和线路通道分析报告成果,根据点云数据后期进行精细化巡检任务等。  

 

二、项目难点

工期短,线路总长170km,客户要求7天内完成扫描和成果输出; 线路分散,空域协调难度大,高低落差大,且部分线路穿过较多密林; 不同等级线路交跨复杂。

 

 

三、项目方案

采用GS-100C搭载大疆M300无人机的单兵作业方案; 方案中设备重量仅1kg,最大程度提高作业时长; 多个小组协同作业,采用免基站模式;

高点频,保证线路数据完整有效采集; 数据回传,同步处理,批量输出分类点云和分析报告。

 

四、项目实施

 

五、作业准备

5.1 设备简介

GS-100C

GS-100C是际上导航研发的一款轻小型短测程无人机激光雷达系统,拥有三次回波,能够实时、动态、海量地采集高精度点云数据和丰富的影像信息,广泛应用于地形测绘、电力通道巡检等行业。

 

5.2 第三方应用软件

5.3 航线规划

1、使用精灵4RTK或M300RTK等带RTK模块的飞行器在杆塔正上方将云台对准塔顶拍照

 

 

2、打开际上导航WPM定制版,在工具栏找到lidar航线-电力廊道,将照片文件夹导入,显示到地球,会出现杆塔的坐标信息。

 

3、点击显示到地球,会在界面中显示杆塔的走向。

 

4、然后在地形文件中导入当地DEM,在设计参数中设置成如图飞行参数,IMU校准一栏的蓝色➕点击后,在航线图中点击任意位置选择八字校准位置。点击生成校验与任务航线,会直接生成电力航线kml至照片文件夹,然后导入飞机遥控器即可作业。

 

 

5.4 航高及外扩建议:

(相对塔高:20米;旁向间距:10-30米,根据塔形和雷达视场角确定)

 

六、外业点云采集

6.1通用设置

飞行安全基本设置

1、返航高度(高于障碍物  30米)

2、飞机失控返航(测区较大,确保航线安全情况下,可选择失控继续执行航线)

3、智能低电量返航

 

6.2基站设置

1、将基站架设在空旷位置,距离测区30公里以内;

2、将RTK基站设置为静态模式,频率1hz,高度截止角10°或5°;

3、测出架设基站点的经纬度坐标,量取天线高(量至相位中心);

 

6.3雷达设置

1、GNSS天线安装接入天线接口;

2、设备通电GNSS灯开始间隔1S闪烁后,静止5分钟准备飞行;

3、带相机设备开始拍照即可起飞;

 

静止结束后,检查无人机及雷达指示灯是否正常,上传航线、开始执行,航线开始须绕八字,航线结束直接返航、断电,外业数据采集即结束。返回后无需绕八字和静止。

 

6.4数据导出

取出SD卡,通过读卡器插入电脑拷贝即可。

 

七、点云数据预处理

7.1 新建工程

7.1.1 添加GNSS基站

1、打开Gairhawk4.8软件,点击【新建工程】、【设置工程名称】、【保存】

 

2、【GNSS基站】界面,点击【添加】,加载基站静态文件。

 

 

7.1.2 添加【GNSS流动站】

GNSS差分数据输入:导入流动站.dat文件。(基站模式)

 

7.1.3 添加【Lid】

点击【Lid】、【添加】、选择.lid文件、【打开】。

 

7.1.4 添加【img】

1、点击【img】、【...】连接到照片储存位置。(如果赋色错位剪切出第一张照片重新运算)

 

点击【确定】,完成新建工程。

 

7.2 设置坐标系统

点击【工具】、【坐标系统】、【椭球及投影】,源椭球设置WAGS84,目标椭球选择需要使用的椭球,投影方式和中央经线等参数根据当地实际情况使用。源椭球投影方式、中央经线及其他参数与目标椭球保持一致。四参或七参可在转换参数界面中输入或计算。保存、关闭。

 

设置坐标系统

 

选择所设置的当地中央经线坐标系统、坐标形式通常使用 ENH。

 

7.3 按航带输出

点击【按航带】、【航带划分】、【手动添加】,选择航带后点击【应用】、关闭选择航带界面。勾选【航带平差】。

 

输出彩色点云、剔除未赋色点

 

7.4 点云计算

 点击【数据】、【点云计算】。等待计算完毕即输出las点云数据。

7.5 点云浏览

 

八、点云分类

8.1 点云自动分类及人工交互分类

流程化、规范化整理、人工交互编辑等,对不同电压等级、不同地形数据都具有良好适用 性,分类精准度超95%以上;可以对地面、低植 被、高植被、杆塔、 导线和地线进行自动分类,也可进行 人工交互。

 

8.2 实时工况安全距离检测报告

按照“架空输电线路运行规程(DL/T 741-2019 ) ”要求,基于激光点云数据,进行输电导线之间、导线与地面、山坡、建筑物、树木、电力线路交叉、通讯线、交通 设施等其他线路和管道间距的自动星测,形成实时工况安全距离检测报告。

 

8.3 支持模拟工况分析,自动生成分析告

模拟大风、高温、 覆冰♦候条件下,导线 风偏、弧垂的变化状态。 结合三维地形和三维模 型,实现线路安全运行 净空距离检测,并生成报告。

 

8.4 杆塔建模

(5)杆塔建模

激光雷达巡线在电网中得到广泛使用,点云精度高,但是对于杆塔、绝缘子、各种金具 等获取的激光点云的密度很不理想。准确对输电线路杆塔及杆塔基础进行精细逆向建模,可 以提高设备可视化展示能力和管理水平。

激光雷达巡线在电网中得到广泛使用,点云精度高,但是对于杆塔、绝缘子、各种金具 等获取的激光点云的密度很不理想。准确对输电线路杆塔及杆塔基础进行精细逆向建模,可 以提高设备可视化展示能力和管理水平。

8.5 其他功能:空间量测、多模式渲染、平断面图绘制

 

8.6 平断面图绘制

基于分类的点云和影像数据绘制输电线路平面 图和断面图。实现输电线路平面图和断面图的提取 和输出。根据指定的断面,抽取该断面上的激光点 云,自动将三维模型信息转化为二维的输电线路平 断面图信息,包括档距、地面高程信息、交叉跨越物 等,可以直观显示线路走廊路径和跨越物的距离方位关系。

九、航线规划

 

十、缺陷识别系统

缺陷识别系统根据电力相关规范和设备缺陷样本库,应用机器深度学习和人工智能构建对 应缺陷类别的识别算法,实现了巡检图像缺陷的自动识别,把巡检人员从繁重的人工识别工作 中解放出来,大大提升了工作效率。

缺陷库系统根据晴天、阴天、雪天等不同场景对导线、绝缘子、 防震锤、重锤片等部件进行分类,按照标注规则进行标注,构建了输电线路图像数据集。

 

 

十一、变电站无人机智能巡检业务

变电站智能巡检业务基于巡检无人机三维点云数据模型,实现变电站建模;采用大疆经 纬M300-RTK无人机搭载高清、高分别率禅思H20T系列可见光、红外摄像头,对串补平台 的电容器、避雷器、电抗器、电流互感器等进行全面巡检,对重点部位变换掐撮角度和距离进 行拍照,实现对串补平台设备缺陷的全方位图像采集、分析;基于无人机智能机库,实现无人 机自主巡检。

 

方案总结

激光扫描技术,可高精度重建电力线路和走廊,自动量测地物到电线的距离,实现危险点预警,可广泛应用于电力线路路径优化、优化排杆等领域,为实现勘测、设计、施工成果数字化移交,线路三维可视化管理和专业分析提供数据支撑。

 

同时,本方案具有以下优势:

1、成本低,建设、维护、使用的人力成本较低。 2、效率高,能够一键解算,快速生成点云数据,全天候执行任务,比传统人工巡线效率高。 3、安全性高,避免巡线人员处于高危险工作环境中。 4、轻量化,携带方便,操作简单,反应迅速,起落对环境要求低。

GNSS差分模式;支持PPK基站和CORS RTK模式,CORS账号不能覆盖区域也可使用。

5、际上拥有自有知识产权POS系统,极大地降低了无人机激光扫描系统的成本POS成熟稳定,低、中、高精度应用都支持。

6、GNSS信号支持,支持北斗3信号及纯北斗解算,对于军政部门尤为重要。

7、拥有全流程解决方案,后处理方便快捷,自动化程度高。

8、预处理软件,自主研发,终身免费。

 

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