4月26-27日，“第三屆全國(guó)無(wú)人機(jī)電力巡檢技術(shù)高峰論壇”將在杭州浙商開(kāi)元名都酒店舉辦，飛馬機(jī)器人作為此次論壇的重要參展企業(yè)，將展現(xiàn)我們?cè)陔娏π袠I(yè)的新實(shí)力。會(huì)前，我們也特意為大家整理了目前飛馬無(wú)人機(jī)關(guān)于電力巡檢等行業(yè)應(yīng)用的解決方案，感興趣的朋友也可親臨高峰論壇，期待與您交流。
電力巡檢是確保電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要手段，利用無(wú)人機(jī)技術(shù)結(jié)合攝影測(cè)量技術(shù)可以提供一種高效的巡檢作業(yè)模式。飛馬基于強(qiáng)大的無(wú)人機(jī)硬件和專業(yè)的攝影測(cè)量軟件實(shí)力，推出了更加高效、高精度和安全可靠的無(wú)人機(jī)一體化巡檢方案。
飛馬無(wú)人機(jī)電力巡檢解決方案，立足于飛馬成熟的固定翼和旋翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)，在航線設(shè)計(jì)上，針對(duì)電力條帶飛行需求，提供最高效的自動(dòng)條帶航線，以及適應(yīng)山區(qū)地形的變高航線；在數(shù)據(jù)處理方面，發(fā)揮條帶空三及植被茂密區(qū)空三算法優(yōu)勢(shì)、軟硬件一體化的免像控技術(shù)、基于影像的密集匹配技術(shù)、基于空三的高效半自動(dòng)導(dǎo)線擬合方法等，可以數(shù)字化三維重建電力線地表通道和導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)定量化通道障礙檢測(cè)，最終形成一套從數(shù)據(jù)采集、處理到分析并輸出報(bào)告的一體化解決方案，并且該方案還具有高效率、高精度和安全可靠三大優(yōu)勢(shì)。
一、全面支持固定翼和旋翼兩大飛行平臺(tái)
飛馬無(wú)人機(jī)電力巡檢解決方案支持固定翼和旋翼兩大平臺(tái)，滿足不同情況下的巡檢需求。
固定翼平臺(tái)
※ 超長(zhǎng)續(xù)航，保證單架次3厘米分辨率下30km巡線效率；
※ 免像控技術(shù)，保證三維地面通道和導(dǎo)線擬合絕對(duì)精度，平面優(yōu)于0.2米，高程優(yōu)于0.5米；
※ 載荷可互換，實(shí)現(xiàn)一個(gè)飛行平臺(tái)支持正射巡檢和傾斜巡檢；
※ 全畫(huà)幅高質(zhì)量載荷，保證山區(qū)地形適應(yīng)性和影像高解析度；
※ 簡(jiǎn)單易用，實(shí)現(xiàn)無(wú)工具拆裝，免遙控器飛行，適合班組獨(dú)立作業(yè)；
旋翼平臺(tái)
※ 超長(zhǎng)續(xù)航，保證單架次優(yōu)于1厘米分類(lèi)下15km巡線效率；
※ 免像控技術(shù)，保證三維地面通道和導(dǎo)線擬合絕對(duì)精度，平面優(yōu)于0.2米，高程優(yōu)于0.5米；
※ 載荷可互換，實(shí)現(xiàn)一個(gè)飛行平臺(tái)支持正射巡檢、傾斜巡檢、視頻巡檢、LiDAR巡檢以及熱紅外巡檢等，數(shù)據(jù)成果同時(shí)支持樹(shù)障分析和電力設(shè)備三維建模；
※ 飛行航線靈活可定制，支持高精度定位的立體智能巡線，提高精細(xì)化巡檢質(zhì)量和效率；
1、固定翼飛行平臺(tái)參數(shù)
F300是飛馬著力推出的第三代全自動(dòng)任務(wù)模式的?業(yè)級(jí)智能航測(cè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，主打“高精度測(cè)圖”。F300配備50Hz高精度GNSS板卡，支持PPK、RTK以及PPK和RTK融合作業(yè)模式，標(biāo)配全畫(huà)幅相機(jī)正射模塊，配合無(wú)人機(jī)管家專業(yè)版，可在無(wú)控制點(diǎn)情況下實(shí)現(xiàn)1:500的測(cè)圖精度；F300任務(wù)載荷采用模塊化設(shè)計(jì)，可為客戶提供多源化的數(shù)據(jù)獲取方案，具備三維建模等數(shù)據(jù)獲取能力。
材質(zhì)：EPO+碳纖復(fù)合材料
翼展：1.8m
機(jī)長(zhǎng)：1.07m
標(biāo)準(zhǔn)起飛重量：3.75kg（航測(cè)系統(tǒng)）
最大起飛重量：3.85kg（傾斜系統(tǒng)）
巡航速度：60km/h
最大續(xù)航時(shí)間：1.5h
最大可手拋起飛海拔高度：4500m
升限：6000m（海拔高度）
飛行真高：150—1500m
測(cè)控半徑：10km
起降方式：手拋起飛/自動(dòng)滑降、傘降
載荷：多載荷可互換（航測(cè)模塊/傾斜模塊/可見(jiàn)光視頻模塊/熱紅外視頻模塊/熱紅外照相模塊/P40傾斜模塊）
2、D200旋翼飛行平臺(tái)參數(shù)
D200是飛馬機(jī)器人推出的第二代旋翼智能航測(cè)系統(tǒng)，定位為“無(wú)控制點(diǎn)高精度測(cè)圖”。D200可獲取高精度POS數(shù)據(jù)，無(wú)控情況下可實(shí)現(xiàn)1:500測(cè)圖精度；支持RTK實(shí)時(shí)差分；可搭載正射模塊、傾斜攝影模塊、LiDAR模塊、農(nóng)業(yè)遙感模塊共四種載荷，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。
D200配備無(wú)人機(jī)管家專業(yè)版軟件，涵蓋三維航線設(shè)計(jì)、三維場(chǎng)景飛行控制功能及數(shù)據(jù)處理功能，支持PPK+RTK融合解算，高精度POS事后解算處理，可生成DOM、DSM、TDOM、DSM mesh、3D mesh、遙感影像多種航測(cè)產(chǎn)品。
外形尺寸（展開(kāi)）：830×732×378mm（不包括裝上槳葉的尺寸）
外形尺寸（折疊）：955×362×378mm（不包括裝上槳葉的尺寸）
外包裝箱尺寸：1030×475×355；
對(duì)稱電機(jī)軸距：987.5mm；
空機(jī)重量：6.6kg；
起飛重量：7.5kg；
巡航速度：15m/s；
最大平飛速度：20m/s；
最大爬升速度：5 m/s；
最大下降速度：3 m/s；
懸停精度：
PPK：水平1.0m；垂直0.5m；
RTK：水平1cm+1ppm；垂直2cm+1ppm；
實(shí)用升限高度：4500m
測(cè)控半徑：5km
續(xù)航時(shí)間：48min
抗風(fēng)能力：5級(jí)
工作溫度：-20~50℃；
電池電壓：34.8v
電池能量：626wh
3、D200激光雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)
.1 激光器指標(biāo)
關(guān)鍵指標(biāo)：
測(cè)距模式 ~TOF
線數(shù) ~16
測(cè)量距離~100m
精度~±3cm
回波數(shù)量~2(Strongest, Last)
點(diǎn)數(shù)~300k pts/s (單回波)600k pts/s (雙回波)
回波強(qiáng)度~8bits
視場(chǎng)角-水平~360°
分辨率-水平~0.1°~0.4°
視場(chǎng)角-豎直~30°(+15°~-15°)
分辨率-豎直~2.0°
激光等級(jí)~class 1
波長(zhǎng)~903nm
1.3.2~POS系統(tǒng)指標(biāo)
GNSS/IMU一體化設(shè)計(jì)，體積小、重量輕
高精度IMU（零偏穩(wěn)定性，0.5deg/hr陀螺儀，0.05mg 加速計(jì)）
PPK輔助慣導(dǎo)，支持GPS L1/L2/L5，BEIDOU B1/B2，GLonASS L1/L2信號(hào)
1000Hz數(shù)據(jù)更新率
緊耦合解算
二、自動(dòng)條帶航線規(guī)劃
1、 固定翼?xiàng)l帶航線規(guī)劃
基于飛馬無(wú)人機(jī)管家三維航線設(shè)計(jì)系統(tǒng)，將電力線軌跡導(dǎo)入系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)分辨率和條帶覆蓋寬度，自動(dòng)生成條帶狀電力巡檢航線。巡檢航線飛往返兩條線，并且為了保證數(shù)據(jù)精度，使用飛馬獨(dú)有的拐彎輔助點(diǎn)技術(shù)。因此基于三維航線設(shè)計(jì)和傳感器分辨率優(yōu)勢(shì)，巡檢航線對(duì)于山區(qū)起伏地形具備良好的適應(yīng)性。
2、旋翼?xiàng)l帶航線規(guī)劃
旋翼飛行平臺(tái)，除了常規(guī)的三維條帶航線設(shè)計(jì)之外，還基于旋翼飛行優(yōu)勢(shì)，支持變高飛行，以保證更高分辨率數(shù)據(jù)的獲取和數(shù)據(jù)一致性的保證。
為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變高航線設(shè)計(jì)，航線設(shè)計(jì)模塊支持已有精細(xì)地形導(dǎo)入、已有桿塔三維坐標(biāo)導(dǎo)入、以及快速地形生成功能，來(lái)保證航線設(shè)計(jì)時(shí)具備高精度本底數(shù)據(jù)，保證變高航線的合理性。
3、采用飛馬PPKRTK軟硬件一體化免像控技術(shù)
一體化PPK/RTK高精度解決方案在無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，新增飛馬無(wú)人機(jī)基站模塊，其系統(tǒng)鏈路圖如下：
數(shù)據(jù)協(xié)議A：RTCM2.3、RTCM3.0、RTCM3.2、CRM、CRM+；
數(shù)據(jù)協(xié)議B：經(jīng)過(guò)重新打包的RTCM2.3、RTCM3.0、RTCM3.2、CRM、CRM+；
數(shù)據(jù)協(xié)議C：NMEA-0183
從上圖可知，飛馬無(wú)人機(jī)基站可實(shí)現(xiàn)GPS原始數(shù)據(jù)采集，單基站RTK，CORS網(wǎng)絡(luò)RTK，點(diǎn)采集等功能，并可內(nèi)置4G卡，提供上網(wǎng)功能。
飛馬無(wú)人機(jī)基站與無(wú)人機(jī)管家之間，通過(guò)WIFI進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)通過(guò)管家對(duì)基站的全部功能設(shè)置和操作，基站數(shù)據(jù)的下載及刪除，并且無(wú)人機(jī)管家可通過(guò)基站接入網(wǎng)絡(luò)。
針對(duì)獲取的RTK和PPK數(shù)據(jù)，利用飛馬GPS一鍵式融合解算方法，可以獲取高固定率的厘米級(jí)軌跡數(shù)據(jù)。并且由于本方案支持PPK技術(shù)，因此在山區(qū)進(jìn)行巡線作業(yè)，即使RTK鏈路中斷，也能基于PPK得到高固定率的厘米級(jí)軌跡數(shù)據(jù)。
四、飛馬一鍵式高精度數(shù)據(jù)處理
1、基于影像的條帶空三及樹(shù)木茂密區(qū)空三技術(shù)
電力樹(shù)障巡檢，主要集中在山區(qū)。巡檢數(shù)據(jù)存在長(zhǎng)條帶和影像全是植被的特點(diǎn)，常規(guī)空三不能很好的對(duì)這類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算。下圖是實(shí)飛巡線數(shù)據(jù)。
飛馬無(wú)人機(jī)管家空三算法針對(duì)條帶數(shù)據(jù)進(jìn)行了專門(mén)性優(yōu)化，保證這種雙航線長(zhǎng)條帶的影像空三，另一方面匹配算法也針對(duì)植被茂密情況進(jìn)行了增強(qiáng)匹配，保證匹配點(diǎn)數(shù)量和連接準(zhǔn)確性。最后基于“真”高精度GPS的附件參數(shù)無(wú)控定向算法也對(duì)這類(lèi)數(shù)據(jù)的結(jié)果可靠性帶來(lái)巨大幫助，保證了后期分析是建立在一個(gè)準(zhǔn)確的空三結(jié)果之上。
2、基于影像的密集匹配技術(shù)
飛馬無(wú)人機(jī)管家具備“全影像成果工作站”技術(shù)。通過(guò)大量實(shí)踐分析，后期樹(shù)障分析最佳數(shù)據(jù)成果需求為點(diǎn)云。
通過(guò)飛馬無(wú)人機(jī)管家自動(dòng)生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，能有效還原樹(shù)冠等關(guān)鍵區(qū)數(shù)據(jù)，并且點(diǎn)云數(shù)據(jù)為帶RGB信息的彩色點(diǎn)云，具備更好的地物辨識(shí)性。同時(shí)因?yàn)槿滋幚矶际腔诿庀窨丶夹g(shù)流程，其點(diǎn)云成果絕對(duì)精度平面優(yōu)于0.2米，高程優(yōu)于0.5米。
五、飛馬激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理
飛馬無(wú)人機(jī)LiDAR系統(tǒng)研發(fā)了專門(mén)的處理模塊FeimaLiDAR，也叫智激光。我們的軟件和硬件緊密結(jié)合，通過(guò)專門(mén)的算法優(yōu)化，保證了系統(tǒng)能夠獲取到高精度標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)云成果。智激光提供LiDAR、GPS和IMU數(shù)據(jù)解碼，POS的事后緊耦合解算，全系統(tǒng)的偏心分量改正，系統(tǒng)檢校，結(jié)果點(diǎn)云輸出，以及點(diǎn)云坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等功能。實(shí)現(xiàn)了LiDAR處理流程的全覆蓋，保證了系統(tǒng)精度。并且軟件設(shè)計(jì)理念延續(xù)無(wú)人機(jī)管家簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)，讓激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理也能更好的被各領(lǐng)域用戶掌握。
另外本軟件還支持海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)快速瀏覽，按高程、強(qiáng)度、航帶和分類(lèi)等渲染模式，以及剖面提取和量測(cè)等功能，滿足對(duì)激光成果的基本應(yīng)用需求。而且基于我們專門(mén)研發(fā)的點(diǎn)云索引算法，目前能實(shí)現(xiàn)單個(gè)50GB LAS文件的快速瀏覽和漫游。
另外我們針對(duì)激光器360度數(shù)據(jù)獲取的特性，首先在硬件上實(shí)現(xiàn)全角度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，其次在數(shù)據(jù)處理時(shí)可以使用右上角的工具，從結(jié)果數(shù)據(jù)中提取你想要的角度范圍內(nèi)激光數(shù)據(jù)，這樣可以更加靈活的使用數(shù)據(jù)，如電力的作業(yè)模式，我們就可以只使用0-90度的數(shù)據(jù)。
在精度保證上，我們提供了設(shè)備設(shè)備檢校和航帶平差功能。并且將這一部分功能釋放給用戶，這樣用戶就可以自己根據(jù)設(shè)備的情況進(jìn)行設(shè)備檢校，以保證設(shè)備精度。除此之外，每架次處理時(shí)還有航帶平差來(lái)對(duì)其他累計(jì)誤差進(jìn)行整體平差消除，更進(jìn)一步保證精度。
六、智能樹(shù)障分析系統(tǒng)，支持影像與激光數(shù)據(jù)融合分析計(jì)算
智能樹(shù)障分析系統(tǒng)主要針對(duì)無(wú)人機(jī)全自動(dòng)獲取的線路走廊影像或激光點(diǎn)云資料，進(jìn)行樹(shù)障檢測(cè)和分析，生成樹(shù)障缺陷臺(tái)賬報(bào)告，輔助巡檢人員進(jìn)行樹(shù)障故障處理和消缺。
并且本系統(tǒng)可自動(dòng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果輸出分析報(bào)告，同時(shí)支持國(guó)網(wǎng)和南網(wǎng)模板，給用戶提供一站式巡檢方案。
樹(shù)障報(bào)告
七、飛馬云巡檢服務(wù)平臺(tái)
飛馬云巡檢服務(wù)平臺(tái)是一套主要針對(duì)無(wú)人機(jī)巡線服務(wù)構(gòu)建的Web系統(tǒng)，主要支持了對(duì)于無(wú)人機(jī)巡線控制，遠(yuǎn)程監(jiān)控，視頻直播，包含地面站控制軟件及遠(yuǎn)程監(jiān)控Web系統(tǒng)的一套綜合性的私有平臺(tái)。
1、航線設(shè)計(jì)和協(xié)同任務(wù)推送
能夠支持客戶對(duì)于航線設(shè)計(jì)的要求，支持通用管道航線設(shè)計(jì)的自動(dòng)生成要求，保存，上傳到云端并根據(jù)對(duì)應(yīng)賬號(hào)進(jìn)行同步，對(duì)于航線設(shè)計(jì)可以進(jìn)行分享，并推送任務(wù)給相關(guān)人員進(jìn)行作業(yè)。
2、實(shí)時(shí)雙向監(jiān)控模塊
對(duì)于正在飛行的作業(yè)，控制端能夠通過(guò)地面站軟件實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)狀態(tài)，遠(yuǎn)程監(jiān)控端可以通過(guò)控制中心查看到實(shí)時(shí)作業(yè)的飛行狀態(tài)信息。并可以針對(duì)實(shí)時(shí)作業(yè)實(shí)時(shí)下發(fā)控制指令，對(duì)作業(yè)進(jìn)行遠(yuǎn)程管控。
3、視頻實(shí)時(shí)回傳模塊
通過(guò)高速的無(wú)線內(nèi)網(wǎng)，將實(shí)時(shí)視頻流推送到私有云平臺(tái)，作業(yè)控制端可以通過(guò)地面站查看到實(shí)時(shí)作業(yè)的視頻圖像，遠(yuǎn)程控制中心可以查看到當(dāng)前實(shí)時(shí)作業(yè)視頻回傳圖像。
4、設(shè)備管理模塊
可以支持對(duì)支持型號(hào)在內(nèi)的無(wú)人機(jī)進(jìn)行入庫(kù)登記，查詢維護(hù)管理設(shè)備信息，可以登記插敘無(wú)人機(jī)維護(hù)保養(yǎng)信息。
5、飛行數(shù)據(jù)管理統(tǒng)計(jì)模塊
支持對(duì)平臺(tái)內(nèi)無(wú)人機(jī)的數(shù)量，飛行架次，里程，時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)行作業(yè)統(tǒng)計(jì)。
八、案例
通過(guò)在有代表性的區(qū)域選擇架空線路進(jìn)行大量測(cè)試，驗(yàn)證了本方案的可靠性和實(shí)用性。其中一個(gè)測(cè)試案例，選擇典型山區(qū)巡檢線路，區(qū)域最大高差約300米。外業(yè)數(shù)據(jù)采集采用F300固定翼飛行平臺(tái)，針對(duì)電力條帶飛行需求，自動(dòng)生成最高效的條帶航線；在數(shù)據(jù)處理方面，發(fā)揮條帶空三及植被茂密區(qū)空三算法優(yōu)勢(shì)、軟硬件一體化的免像控技術(shù)、基于影像的密集匹配技術(shù)、基于空三的高效半自動(dòng)導(dǎo)線擬合方法等，能夠輸出數(shù)字化三維重建電力線地表通道和導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)定量化通道障礙檢測(cè)以及分析報(bào)告的自動(dòng)化輸出。充分體現(xiàn)了本方案的高效率、高精度和安全可靠三大優(yōu)勢(shì)。
※ 外業(yè)航飛數(shù)據(jù)采集，1個(gè)架次獲取30km數(shù)據(jù)，總計(jì)70分鐘
※ 內(nèi)業(yè)空三數(shù)據(jù)處理及密集點(diǎn)云匹配，30km/天
※ 導(dǎo)線擬合處理，60km/人/天
※ 免像控成果絕對(duì)精度：平面《0.2米，高程《0.5米
激光點(diǎn)云與影像點(diǎn)云疊加剖面（白色點(diǎn)是激光數(shù)據(jù)）
樹(shù)障測(cè)量
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