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禪思 L2 電網(wǎng)應(yīng)用實測案例介

閱讀:878      發(fā)布時間:2024-1-9
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  大疆發(fā)布全新一代的機(jī)載高精度激光雷達(dá)禪思 L2。通過慣導(dǎo)優(yōu)化、量程提升和光斑縮小等技術(shù)改進(jìn),禪思 L2 為電網(wǎng)輸電、變電和配電設(shè)備的點云掃描工作帶來了效率和質(zhì)量的雙重提升。
 
  為了確保禪思 L2 在電網(wǎng)點云建模業(yè)務(wù)中的最佳性能,大疆行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行了大量的業(yè)務(wù)場景實際測試。本文將詳細(xì)介紹測試情況,并與上一代的禪思 L1 產(chǎn)品進(jìn)行對比,探索全新禪思 L2 在電網(wǎng)應(yīng)用中所帶來的價值和優(yōu)勢。
 
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DJI M350 RTK 搭載禪思 L2
 
  禪思 L2 電網(wǎng)應(yīng)用關(guān)鍵提升包括:
 
  1.雷達(dá)和慣導(dǎo)模塊升級:作業(yè)飛行速度更快,效率提升 110% 。
 
  2. 慣導(dǎo)無需預(yù)熱:無懼轉(zhuǎn)場等待,開機(jī)就可起飛,節(jié)省至少 5 分鐘的預(yù)熱時間。
 
  3. 量程較 L1 提升 30%:超高壓和特高壓線路,一次掃描即可覆蓋弧垂處導(dǎo)線,點云還原精準(zhǔn)。
 
  4. 作業(yè)質(zhì)量報告:自動生成質(zhì)量報告,現(xiàn)場查看作業(yè)效果,有問題現(xiàn)場及時補拍修正。
 
  5. 支持增強圖傳:支持大疆增強圖傳,依托運營商網(wǎng)絡(luò),解決信號遮擋難題,有效增加激光雷達(dá)作業(yè)距離。
 
  6. 支持云 PPK:與中國移動合作,支持 PPK 匹配離線基站數(shù)據(jù)進(jìn)行點云重建,無論是否有網(wǎng)絡(luò)或飛行中 RTK 中斷,都能順利進(jìn)行作業(yè)采集。
 
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DJI M350 RTK 搭載禪思 L2
 
  效率提升實測
 
  在電網(wǎng)激光雷達(dá)點云采集中,采集效率是一個核心需求指標(biāo)。為此,禪思 L2 采用了升級的激光雷達(dá)和慣導(dǎo)模塊,使得無人機(jī)能以更快的飛行速度進(jìn)行作業(yè)采集。
 
  以某條 220kV 輸電線路為例,我們對比了禪思 L1 和禪思 L2 在飛行速度上的表現(xiàn)。以往,禪思 L1 的典型飛行速度約為 7m/s ,本次我們實測了禪思 L2 在 7m/s 和達(dá)到最大速度 15m/s 時的采集情況。
 
  對比桿塔結(jié)果,即使在無人機(jī)飛行速度提升至 15m/s 時,點云成果仍能滿足需求。由于飛行速度的翻倍提升,估算得出禪思 L2 的整體采集效率提升了約110%。
 
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禪思 L1 在 7m/s 自主飛行時采集成果
 
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禪思 L2 在 15m/s 自主飛行時采集成果
 
  采集質(zhì)量實測
 
  除了效率提升外,點云質(zhì)量也需要有效保證。
 
  禪思 L2 重點升級光斑,大小為 4 × 12 厘米(100 米飛行高度時),這個光斑尺寸僅為禪思 L1 的 20%。更小的光斑有助于獲取更精細(xì)的模型,也可識別更細(xì)小的目標(biāo)物。
 
  以本次對比測試為例,可以看到禪思 L2 對桿塔還原的更加精細(xì),噪點更少。此外,我們也測試了配電線路和變電站建模效果,點云模型均有顯著提升。
 
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光斑優(yōu)化,模型更精細(xì)(左為禪思 L1,右為禪思 L2)
 
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配電桿塔建模更精細(xì)(左為禪思 L1,右為禪思 L2)
 
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500kV 四分裂導(dǎo)線間隔棒
 
  量程實測
 
  禪思 L2 量程達(dá) 250 米(反射率 10%,100 klx)、450 米(反射率 50%,100 klx),典型作業(yè)航高可達(dá) 150 米,基本覆蓋電力所有工作場景。
 
  本次測試了某 500kV 跨江線路和某 1000kV 特高壓線路,按照典型作業(yè)方式(桿塔上方飛行、非重復(fù)掃描),一遍即可完成采集作業(yè)任務(wù),有效解決因量程問題導(dǎo)致下相導(dǎo)線采集斷裂等情況,成果滿足應(yīng)用需求。
 
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某 500kV 跨江線路,弧垂處導(dǎo)線掃描清晰可見
 
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某 1000kV 線路,八分裂導(dǎo)線和間隔棒清晰分明
 
  配電場景實測
 
  配電導(dǎo)線外徑更細(xì),對激光雷達(dá)掃描方式要求更高,對于垂直于飛行軌跡的線路(如分裂線路),由于光斑尺寸較大,只有很少的面積能夠覆蓋到線路上,而更多光斑則覆蓋到了地面上(如下圖所示)。這導(dǎo)致雷達(dá)接收到的地物能量大于線路能量,從而無法還原顯示線路模型。
 
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激光雷達(dá)掃描光斑示意圖(紅色橢圓形為光斑)
 
  禪思 L2 優(yōu)化了光斑,光斑尺寸僅為禪思 L1 的 20%。如此一來,在配電線路掃描上,即使是垂直于航線的分裂線路,光斑的大部分面積仍可覆蓋到線路上,從而可以更好的還原分裂線路。
 
  對于飛手來說,無需在分裂線路上旋轉(zhuǎn)無人機(jī),仍可按照直線飛行即可采集成功,進(jìn)一步提高了配電采集效率。
 
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禪思 L2 對配網(wǎng)提升了分裂線路導(dǎo)線建模效果
 
  (左為禪思 L1,右為禪思 L2)
 
  變電場景實測
 
  本次測試也對某 220kV 變電站進(jìn)行了點云采集測試,得益于光斑優(yōu)化等提升,禪思 L2 對于變電站的設(shè)備細(xì)節(jié)(如:隔離開關(guān)、互感器、瓷瓶等)均可提供高質(zhì)量的點云成果,可以通過點云模型直接規(guī)劃無人機(jī)變電巡檢航線。
 
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某 220kV 變電站點云成果圖(使用禪思 L2)
 
  總結(jié)
 
  大疆全新禪思 L2 給電力場景帶來效率和質(zhì)量的雙重提升效果。
 
  在激光雷達(dá)和慣導(dǎo)模塊升級的幫助下,L2 實現(xiàn)了線路采集效率的翻倍提升。此外,更小的光斑廣泛適用于輸電、變電和配電等多個電力場景的點云采集工作。禪思 L2 為無人機(jī)自主巡檢,電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型數(shù)據(jù)采集工作帶來全新解決方案。
 

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