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        線樹矛盾一直是輸電檢修工作的一個痛點(diǎn)。傳統(tǒng)的線路樹障清除查看確認(rèn)，都是基于全站儀、測距儀等儀器測量山區(qū)段導(dǎo)線與樹木的距離，需要登山、爬塔、在待巡視的導(dǎo)線旁使用望遠(yuǎn)鏡輔助等，費(fèi)時費(fèi)力，效率低工作強(qiáng)度大。目前機(jī)載激光雷達(dá)技術(shù)在輸電運(yùn)維領(lǐng)域的運(yùn)用日益廣泛，激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)已普遍成為輸電線路運(yùn)維的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

        總體指標(biāo)

        ①硬件構(gòu)架：專業(yè)無人機(jī)+防抖云臺+機(jī)載微型激光雷達(dá)

        ②工作高度：0~500米

        ③工作距離：2000米

        ④實時自動仿線飛行：實現(xiàn)自動捕獲導(dǎo)地線目標(biāo)，控制無人機(jī)的速度和方向，沿著導(dǎo)地線自主飛行。

        ⑤樹障實時檢測：自主仿線飛行過程中，激光雷達(dá)檢測到樹障時，控制無人機(jī)自動懸停并拍攝巡檢影像

        ⑥兼顧導(dǎo)線巡視：在仿線飛行的同時按照一定的拍照評論拍攝導(dǎo)地線，為判斷導(dǎo)地線斷股、散股、雷擊傷害等提供影像資料

        ⑦弧垂實時測量：可自動實時測量檔距并在落地后呈現(xiàn)在樹障分析報告中

        ⑧一次連續(xù)工作時間：根據(jù)巡視線路檔距而定，建議最長不超過15分鐘

        ⑨可巡視場景：山地、水體、丘陵、建筑等有線樹矛盾，又人員不便于到達(dá)或不便于觀察的線路

        隨著無人機(jī)的飛速發(fā)展，形成了種類繁多、形態(tài)各異的無人機(jī)類別。本項目無人機(jī)初步選型大疆御2系列無人機(jī)，搭載微型激光雷達(dá)，設(shè)備輕便，便于攜帶，實現(xiàn)單兵，滿足硬件需求與整體可靠性。

        激光雷達(dá)要求

        1.探測距離：1 ~ 50m (80%物體反射率)；1 ~ 26m (20%物體反射率)；

        2.精度:可達(dá)±3cm；典型值：±10cm；

        3.激光返回模式：單次回波

        4.采樣頻率：9200Hz；

        5.重量：150克

        6.重復(fù)率：200,000點(diǎn)/秒

        7.尺寸80mm x 80mm x 60mm

        8.工作電壓9-16V DC

        9.運(yùn)行環(huán)境溫度-20°C ~ +65°C

        10.防水等級IP67

        11.功耗12W (典型值)

        無人機(jī)自主仿線飛行

        無人機(jī)在啟動巡檢作業(yè)任務(wù)前先讀取該次巡檢的塔段信息，包括塔段大小號塔的塔型數(shù)據(jù)，塔的高度，塔的GPS坐標(biāo)位置等。無人機(jī)能夠全自動旋轉(zhuǎn)無人機(jī)的機(jī)頭朝向使得其與塔段間高壓線的方位角保持正交垂直。然后通過無人機(jī)內(nèi)部的IMU對飛機(jī)的速度積分可以實現(xiàn)飛機(jī)一定范圍內(nèi)精準(zhǔn)的移動距離。即無人機(jī)塔頂全自動下降到待巡檢的下高壓線的一側(cè)然后啟動向大號塔巡檢飛行的任務(wù)。

        基于激光雷達(dá)的無人機(jī)樹障實時檢測

        基于微型激光雷達(dá)的導(dǎo)線對樹空間距離的實時檢測技術(shù)，飛行過程中，激光雷達(dá)以固定轉(zhuǎn)速以及固定的掃描頻率進(jìn)行空間測距掃描，激光雷達(dá)以無人機(jī)機(jī)頭方向為初始零度方向，在一定的角度區(qū)域內(nèi)作為架空高壓線點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集區(qū)域，通過數(shù)據(jù)濾波得到有效的高壓線以及樹木在極坐標(biāo)系以無人機(jī)為坐標(biāo)原點(diǎn)的角度以及距離信息，從而實現(xiàn)線樹距離實時檢測。

線樹距離實時檢測原理示意圖

        該產(chǎn)品由蘇州電力公司和蘇州艾思蘭光電聯(lián)合研發(fā)，采用多旋翼無人機(jī)為傳感器載荷平臺，設(shè)計實現(xiàn)一套能夠自動識別跟蹤導(dǎo)地線開展巡檢作業(yè)的硬件平臺以及導(dǎo)線對樹空間距離的實時檢測的軟件開發(fā)。解決目前無人機(jī)導(dǎo)地線巡檢以手動模式巡檢為主，工作量大，作業(yè)效率低、操作安全隱患、缺少科學(xué)分析、精度低、管理方式落后等問題。實現(xiàn)無人機(jī)自主巡視及線路樹障實時識別，實時高效完成線樹距離的測量工作，便于精準(zhǔn)輔助現(xiàn)場樹障清除，提升巡視效率。通過有效結(jié)合無人機(jī)、圖像識別（AI技術(shù)）、激光雷達(dá)技術(shù)，可以精確識別和規(guī)避供電線路。整個系統(tǒng)簡潔高效、成本低、技術(shù)可靠、便于野外攜帶。

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