无人机新技术在配网运维中的应用（自动驾驶精细化巡视）

本文通主要介绍无人机新技术在配网运维中的应用。

01 配网无人机自动驾驶航线规划与自动驾驶精细化巡视

目前，广东电网公司完成全省15.6万公里配网10kV架空线路机巡自动驾驶全覆盖工作，建成全国首个规模最大的配网机巡自动驾驶全覆盖省级电网。结合配网架空线路的实际场景，在全国率先探索出一套低成本、可复制的配网无人机自动驾驶巡检方案。

广东电网公司创新建立了“机巡为主、人巡为辅”新型智能运维模式，成为配网从传统人巡运维模式快速向智能运维模式转变的重要拐点。主导研发了三维建模、航线规划、机巡云盘、树障与图像缺陷识别等系列支撑软件模块，建成全国首个真正实用化的机巡作业云计算平台，累计处理照片4300万张，为后续的各种作业航线规划、配电设备缺陷智能识别算法研究提供强大的技术支撑和丰富多样的图像训练样本库。构建了完整的配网机巡作业标准体系，从机巡管理、技术两个方面编制6份相关标准。搭建全省机巡作业管理信息平台，将配网机巡作业全流程及结果闭环融入生产管理平台，实现机巡作业全流程信息化规范管理和机巡数据全流程保密。无人机自动驾驶技术的深度应用大大提升了配网巡视质量和效率，为数字配网建设奠定了坚实基础。 

▲图  三维航线规划演示

无人机精细化巡视对飞手操作要求相对较高，以往开展无人机巡视需要花大量时间对飞手进行培训，巡视效率取决于飞手的熟练程度。随着RTK无人机技术的成熟，利用自动驾驶技术，运维人员只需掌握无人机的基本操作，便可以使用规划的航线进行巡视，不仅提高了效率，而且保证了巡视数据的质量。另一方面，无人机巡视数据的归档分析是整个过程中重要的一部分，数据分析需要靠有经验的运维人员进行，如今，利用广东电网机巡缺陷AI辅助分析工具（图像缺陷识别系统）可以一键上传图片，自动进行归档和进行5类常见缺陷的自动识别，提高了图像识别的正确率，减轻了运维人员的工作压力。 

▲图  图像识别系统演示

此外，红外双光无人机的使用也带来了极大的便利，在自动精细化巡视的同时，利用无人机自带的高温报警功能，可对设备温度进行实时观测，提高红外测温效率，达到及时发现热缺陷的目的。 

▲图  红外双光无人机测温效果

02  720全景在配网运维中的应用

720全景相片利用无人机在杆塔附近进行360°的图片采集，通过720全景合成软件进行拼接，可以展示拍摄位置周围的所有环境情况。720全景可用于线路建设规划、现场勘查等场景。 

▲图  组图：720全景演示

在线路建设中，利用720全景可以对杆塔周围地形、环境进行初步勘查，只需利用一台普通无人机进行一键全景拍摄，通过简单图片拼接便能得到720全景。相比于以往的现场拍摄图片，全景能够展提供高空采集的全方位影像信息，同时，由于720全景具有画面质量高、数据量小等特点，往往将其部署在云端服务器，便于在不同设备上进行查看，为规划工作提供便利。除此之外，720全景也适用于其他勘查场景，例如带电作业前期勘查。前期勘查通过720全景提供的全方位信息，能够判断作业位置的基本情况、设备进场条件等信息，提高勘查效率，节省现场勘查的时间。

03  数字模型在配网运维中的应用

数字模型包括了二维模型和三维模型，通过RTK无人机的外业采集和内业数据处理，可生成带有经纬度信息的二维正射影像和倾斜摄影三维模型。无人机二维正射影像是通过RTK无人机对所选区域进行扫描，利用大疆智图生成的具有正射投影性质的遥感影像。相比于卫星高空遥感影像，无人机采集的正射影像具有精度高、信息丰富、直观逼真、获取快捷等优点，利用现有的电缆位置信息，结合二维正射影像，可对电缆走向信息进行标绘和修正，便于日常运维管理。

▲图  电缆走向标绘效果

倾斜摄影三维模型分为点云模型和实景模型，这两种模型都具有空间位置信息。

三维点云模型数据是最为常见也是最基础的三维模型。点云模型往往由测量直接得到，每个点对应一个测量点，未经过其他处理手段，故包含了最大的信息量。在配网运维中，利用含有导线信息的点云数据可对导线进行矢量化拟合，使其具备矢量特性，可对线路通道的障碍物和风险点进行测量分析，提高安全距离判断的准确性。 

▲图  点云导线拟合效果

▲图  利用点云进行安全距离测量

三维实景模型则是带有真实纹理的三角网格模型，所输出的三维网格模型能够准确、精细地复原出建模主体的真实色泽、几何形态，具有逼真的精美细节、清晰的边缘及精确的几何特性。通过倾斜摄影对配网线路通道进行高空采集，对杆塔进行环绕采集，利用大疆智图等软件解算，可得到配电线路三维实景模型。配电线路三维实景模型与利用点云模型所拟合的导线相结合，可组成具有矢量导线的实景模型。

三维实景模型可用于现场勘查、相序标注等场景。

现场勘查：以往的现场勘查需要花费大量的人力成本和时间成本，利用三维实景模型，可以在电脑上方便地对现场环境、地形、安全距离、设备进场条件等进行勘查，三维实景模型所具有的空间位置信息也能够提供准确的测距功能，对现场作业进行预演，提高现场作业效率。 

▲图  三维实景模型测距效果

相序标注：配网的相序核定是运行中存在的痛点，时常存在设备标色不准确的情况，给运维带来不便。通过三维实景模型中矢量化的导线，运维人员可在进行基础数据采集时进行定相，将矢量化导线进行颜色标注，便于在接入设备时进行核对相序是否正确，减轻运维压力。 

▲图  具有矢量导线的配电线路实景模型

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