AI技术新里程碑：无人机仿线飞行任务成功跨越黄河

互推小编 2024-02-09

中国网/中国发展门户网讯近日，国网山东电力公司联合中国科学院自动化研究所在无人机巡检领域取得了重大突破。在双方的共同努力下，成功研发基于单线激光雷达的仿线飞行智能巡检技术，实现了对1000千伏泉乐ⅠⅡ线23–24号塔跨黄河输电导线的精细化巡检，展现出高效与稳定的性能。

图为无人机仿线飞行任务成功跨越黄河。

输电导线巡检，困难重重

输电线路导线巡检是输电线路巡检的重要工作之一。国网山东电力超高压公司管辖的1000千伏泉乐ⅠⅡ线23–24号塔，是山东境内最高的两座塔，横跨黄河，位于两岸的两基铁塔相距1315米。横跨黄河的导线受微风振动影响，容易出现导线断股等安全隐患，因此对导线本体的高质量巡检必不可少。同时，1000千伏泉乐ⅠⅡ线全长236.594公里，跨越黄河，沿途塔位多位于山区、丘陵等地理条件复杂地带，为输电线路导线巡检工作带来了极大的挑战。国网山东超高压公司临沂运检分部输电专责刘加峰说道：“传统的无人机巡检无法满足对导线容易出现的断股、散股、弧垂不符合标准、悬挂异物等缺陷问题的识别需求，借助激光雷达扫描导线获取点云数据的方式虽然可以解决精细化巡检的拍照问题，但是耗时长，费用高，无法大规模推广应用。”

AI加持，迎难而上

如何能够针对导线精细化巡检，采用低成本的方式研发出适用于输电专业导线仿线飞行智能巡检的系统？针对这一难题，国网山东电力公司与中国科学院自动化研究所展开紧密合作，共同研发了基于单线激光雷达的无人机仿线飞行技术。该技术通过自研的激光雷达设备，结合双目视觉识别技术，部署深度卷积神经网络的算法，可实现基于仿线飞行的输电线路巡检、间隔棒巡检、树线矛盾巡检、导线异物检测、垂弧/相线距离测量，支持对输电线路导线的精细化巡检。“无人机仿线飞行最大的困难就是能否找准位置、拍清照片和准确识别缺陷。”中国科学院自动化研究所副研究员冷聪介绍道：“单纯依靠视觉对导线进行稳定跟踪难度较大，且无法实现距离测量，所以我们在双目识别的基础上增加了低成本的单线激光雷达，在巡检飞行时实时测量距离，跟踪导线，并通过PID算法控制无人机仿线飞行。”

找得准，拍得清，识得精

解决了定位的问题，接下来就需要确保无人机采集到清晰的导线图片。研究团队早在2021年就率先开展了“基于无人机前端AI自适应巡检技术”的相关研发，通过加入前端AI智能辅助拍照，采用实时识别、智能聚焦、运动拍照和智能曝光技术组合控制云台相机进行精准抓拍，并可智能调节曝光、自动感应测光，根据环境调整相机曝光参数；通过在巡检无人机前端部署AI识别算法，无人机在检测到异常时，可悬停并进行多角度拍摄，确保数据采集的准确性。此外，对于导线锈蚀、磨损、异物悬挂、散股、断股、断裂等可见光缺陷，无人机系统可采用后端图像智能识别技术进行缺陷查找，目前缺陷整体发现率约为80%。

有了“前瞻性布局”，方能破了“困局”

“在人工智能识别技术不断推陈出新的当下，我们有理由相信新技术带来的创造和改变。在跨越黄河的飞行任务中，无人机仿线飞行技术展现出了极高的稳定性和效率，任务过程中，无人机精确地沿着预设的飞行轨迹进行巡检，不仅顺利完成了全部巡检任务，还展现出了优异的性能。” 国网山东超高压公司输电检修中心输电专责宋香涛说道。

此次成功跨越黄河的飞行任务，不仅体现了AI技术在输电线路导线巡检领域的广泛应用，还为电力行业带来了重大的技术突破。这一创新技术将极大地提升输电线路的安全性和稳定性，为我国电力事业的持续发展提供助力。

接下来，国网山东超高压公司与中国科学院自动化研究所将继续深化合作，进一步完善该技术在无人机巡检领域的实际应用。同时，研发团队将加大导地线缺陷识别算法攻关，提升导地线智能识别正确率，让这一AI新技术为更多输电线路的安全稳定运行提供有力保障。

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