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禅思 L2 电网应用实测案例介

  • 发布日期:2024-01-09      浏览次数:71
    •   大疆发布全新一代的机载高精度激光雷达禅思 L2。通过惯导优化、量程提升和光斑缩小等技术改进,禅思 L2 为电网输电、变电和配电设备的点云扫描工作带来了效率和质量的双重提升。
       
        为了确保禅思 L2 在电网点云建模业务中的最佳性能,大疆行业应用进行了大量的业务场景实际测试。本文将详细介绍测试情况,并与上一代的禅思 L1 产品进行对比,探索全新禅思 L2 在电网应用中所带来的价值和优势。
       
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      DJI M350 RTK 搭载禅思 L2
       
        禅思 L2 电网应用关键提升包括:
       
        1.雷达和惯导模块升级:作业飞行速度更快,效率提升 110% 。
       
        2. 惯导无需预热:无惧转场等待,开机就可起飞,节省至少 5 分钟的预热时间。
       
        3. 量程较 L1 提升 30%:超高压和特高压线路,一次扫描即可覆盖弧垂处导线,点云还原精准。
       
        4. 作业质量报告:自动生成质量报告,现场查看作业效果,有问题现场及时补拍修正。
       
        5. 支持增强图传:支持大疆增强图传,依托运营商网络,解决信号遮挡难题,有效增加激光雷达作业距离。
       
        6. 支持云 PPK:与中国移动合作,支持 PPK 匹配离线基站数据进行点云重建,无论是否有网络或飞行中 RTK 中断,都能顺利进行作业采集。
       
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      DJI M350 RTK 搭载禅思 L2
       
        效率提升实测
       
        在电网激光雷达点云采集中,采集效率是一个核心需求指标。为此,禅思 L2 采用了升级的激光雷达和惯导模块,使得无人机能以更快的飞行速度进行作业采集。
       
        以某条 220kV 输电线路为例,我们对比了禅思 L1 和禅思 L2 在飞行速度上的表现。以往,禅思 L1 的典型飞行速度约为 7m/s ,本次我们实测了禅思 L2 在 7m/s 和达到最大速度 15m/s 时的采集情况。
       
        对比杆塔结果,即使在无人机飞行速度提升至 15m/s 时,点云成果仍能满足需求。由于飞行速度的翻倍提升,估算得出禅思 L2 的整体采集效率提升了约110%。
       
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      禅思 L1 在 7m/s 自主飞行时采集成果
       
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      禅思 L2 在 15m/s 自主飞行时采集成果
       
        采集质量实测
       
        除了效率提升外,点云质量也需要有效保证。
       
        禅思 L2 重点升级光斑,大小为 4 × 12 厘米(100 米飞行高度时),这个光斑尺寸仅为禅思 L1 的 20%。更小的光斑有助于获取更精细的模型,也可识别更细小的目标物。
       
        以本次对比测试为例,可以看到禅思 L2 对杆塔还原的更加精细,噪点更少。此外,我们也测试了配电线路和变电站建模效果,点云模型均有显著提升。
       
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      光斑优化,模型更精细(左为禅思 L1,右为禅思 L2)
       
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      配电杆塔建模更精细(左为禅思 L1,右为禅思 L2)
       
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      500kV 四分裂导线间隔棒
       
        量程实测
       
        禅思 L2 量程达 250 米(反射率 10%,100 klx)、450 米(反射率 50%,100 klx),典型作业航高可达 150 米,基本覆盖电力所有工作场景。
       
        本次测试了某 500kV 跨江线路和某 1000kV 特高压线路,按照典型作业方式(杆塔上方飞行、非重复扫描),一遍即可完成采集作业任务,有效解决因量程问题导致下相导线采集断裂等情况,成果满足应用需求。
       
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      某 500kV 跨江线路,弧垂处导线扫描清晰可见
       
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      某 1000kV 线路,八分裂导线和间隔棒清晰分明
       
        配电场景实测
       
        配电导线外径更细,对激光雷达扫描方式要求更高,对于垂直于飞行轨迹的线路(如分裂线路),由于光斑尺寸较大,只有很少的面积能够覆盖到线路上,而更多光斑则覆盖到了地面上(如下图所示)。这导致雷达接收到的地物能量大于线路能量,从而无法还原显示线路模型。
       
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      激光雷达扫描光斑示意图(红色椭圆形为光斑)
       
        禅思 L2 优化了光斑,光斑尺寸仅为禅思 L1 的 20%。如此一来,在配电线路扫描上,即使是垂直于航线的分裂线路,光斑的大部分面积仍可覆盖到线路上,从而可以更好的还原分裂线路。
       
        对于飞手来说,无需在分裂线路上旋转无人机,仍可按照直线飞行即可采集成功,进一步提高了配电采集效率。
       
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      禅思 L2 对配网提升了分裂线路导线建模效果
       
        (左为禅思 L1,右为禅思 L2)
       
        变电场景实测
       
        本次测试也对某 220kV 变电站进行了点云采集测试,得益于光斑优化等提升,禅思 L2 对于变电站的设备细节(如:隔离开关、互感器、瓷瓶等)均可提供高质量的点云成果,可以通过点云模型直接规划无人机变电巡检航线。
       
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      某 220kV 变电站点云成果图(使用禅思 L2)
       
        总结
       
        大疆全新禅思 L2 给电力场景带来效率和质量的双重提升效果。
       
        在激光雷达和惯导模块升级的帮助下,L2 实现了线路采集效率的翻倍提升。此外,更小的光斑广泛适用于输电、变电和配电等多个电力场景的点云采集工作。禅思 L2 为无人机自主巡检,电网数字化转型数据采集工作带来全新解决方案。
       
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