激光雷达自动驾驶系统LiAir X3,赋能电网智能化巡检

摘要

配网线路由于杆塔低、树障多、环境复杂,且缺少杆塔台账数据等因素,传统的巡检方式不够高效智能。针对配网巡检的智能化需要,数字绿土LiAir X3应运而生,激光雷达扫描系统实现了通道三维点云实时建模,具有“即用即飞”,无需事先规划航线或打点标定,可自动跟随线路飞行等优势,能够实时出具检测分析结果,有效提高了电网巡检业务的智能化水平。

一、LiAir X3 介绍

LiAir X3 是数字绿土推出的全新一代轻小型智能化无人机激光雷达系统。该系统集成了激光雷达传感器、惯性导航系统、测绘相机和高性能边缘计算平台,采用了数字绿土自研的AirPilot自主飞行算法,具备空基L3等级“自动驾驶”能力,可智能化自主仿线飞行,自主识别分叉线路、实时检测树障、自动过塔转弯等,无需提前规划航线。相比上一代产品,LiAir X3 整机一体化程度更高,仿线算法升级,设备更加智能,仿线成功率明显提升。

二、LiAir X3 功能

1、自主仿线飞行

在线路上方自动锁定导线(通常为地线),并按照设置的仿线高度与电力线保持固定间距匀速飞行(建议仿线高度15m,速度4m/s)

仿线“一词”,类比于传统的无人机测绘的“仿地”一词,即与仿地飞行类似,以相对固定的探测距离对目标物进行跟踪观测。但不同于仿地,仿线仅针对电力线这一线状目标,并且可以实现无航线规划下的实时自主跟踪飞行。在无人机飞行时,LiAir X3通过采集三维实时点云数据,并基于点云自动识别和提取电力线目标,实时计算无人机与电力线之间的相对位置信息,之后参照设置的仿线高度来调整无人机的位姿和飞行速度,实现自主飞行和避障。

2、自动识别分叉线路及过塔转弯

LiAir X3在自动识别分叉线路后悬停,LiPlan软件弹框提示,用户可交互选择要飞行的线路,无人机自动沿勾选的线路继续飞行。

3、避障悬停

LiAir X3能准确检测与目标线路之间的相对距离,在偏离目标预定范围时,或遇到突发状况,会及时向飞机发送悬停指令,保证巡线的质量和作业安全性:

● 仿线失败时自动悬停

● 飞机距离障碍物小于5m时自动悬停

● 飞机低电量(小于25%)或者与遥控器失联状态下自动悬停

4、实时点云显示和树障检测

LiPlan软件上可实时显示三维点云和树障危险点列表,点击列表可在实时点云上显示树障危险点和净空距离。

「净空距离精确至厘米」

LiAir X3除了能识别导线外,还能识别提取树障目标,并计算电力线和树障之间的相对距离,对于间距过于近的树障目标自动标注为危险点,予以高亮显示,实现了树障危险的快速巡查。

三、LiAir X3 仿线作业

1、飞行平台激活

LiAir X3飞行作业前,需要激活飞行平台,建立设备与飞行平台间的通信,以实现设备控制飞机进行仿线。

2、架设基站

(1)实体基站

● 地面基础稳定,便于安置接收设备和操作

● 视野开阔,视场周围障碍物的高度角小于 10°~15°

● 附近不应有强烈反射卫星信号的物体(如大型建筑物等)

● 远离大功率无线电发射源(如电视台、电台、微波站等)

(2)绿土云迹

● 若未架设实体基站,可选择绿土云迹的定位功能。

3、飞行作业(无需规划航线)

● 开启遥控器,打开LiPlan软件,登录数字绿土LiCloud账号,获取对设备的控制权限;

● 起飞前,遥控器切到P模式再切回非P模式,确保飞机解除在非P档模式下起飞保护;

● 起飞后,手动控制飞机飞行到线路上方,距离杆塔高约15m,机头对准电力线走向。之后遥控器切到P模式,设备将自动跟踪导线,与电力线保持固定距离(即设置的仿线高度)匀速飞行(仿线速度)。仿线过程可以切换非P和P模式,随时退出/进入自主仿线状态。

● 仿线任务结束后,遥控器切到非P档模式手动操作飞机返航。

基于激光雷达的无人机巡检技术具有自动化、不受地形地貌等条件限制、安全性能高、巡视更全面等优势,不仅可以降低供电企业的成本预算和巡检过程中的故障率,而且提高了配电网巡视工作效率。LiAir X3延续了LiAir X2的自主仿线飞行功能,有效提高了设备的一体化水平,减轻作业人员工作压力,大大提高了作业人员的巡检灵活性和安全性,为电网巡检运维的本质安全保驾护航。

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