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禅思 L2 复杂场景实测案例介绍

  • 发布日期:2024-03-13      浏览次数:147
    • 禅思 L2 复杂场景实测介绍

      在输配电线路中,激光雷达点云扫描是电网运维的重要工作之一。比如,通过激光雷达采集点云,生成高质量三维模型,能够识别线路附近的植被情况,排查树木隐患,保障电网的运维安全。

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      禅思 L2 电网应用

      我国地域辽阔,输配电线路错综复杂,工作人员经常需要在不同环境下作业,对激光雷达的产品力要求高。大疆禅思 L2 激光雷达具有量程更远、效率更高、光斑更小等优势,为了更好地验证产品性能,大疆行业应用采用禅思 L2 分别在大落差的川西高原、信号弱的山区环境、雪后低温的输配电场景中,测试产品点云采集效果。

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      DJI M350 RTK + 禅思 L2

      川西高原大落差测试:单次飞行,重建 500kV 输电线路模型

       在海拔超过 3000 米的川西高原上,输电线路蜿蜒穿过高山大河,沿线多悬崖峡谷,地势高差较大。

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       川西高原输电线路

      工作人员使用 L1 和 L2 两款激光雷达进行三次飞行测试,结果发现:在单次飞行扫描的情况下,禅思 L1 难以应对山区大落差环境。通过下图可以清晰看出,点云稀疏且存在杆塔不完整的问题,必须扫描两次才能有效还原。

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      禅思 L1,云台 -90°,扫描一次

      然而,两次飞行意味着作业时间至少翻倍,这对于追求效率的电力巡检作业来说,仍然有很大的提升空间。


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      禅思 L1,云台 -75°,往复扫描

      而禅思 L2 在射程和光斑等方面进行了优化,仅需飞行扫描 1 次,就能实现以往 2 次飞行才能达到的效果。


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      禅思 L2,云台 -90°,扫描一次

      此外,通过对一个 V 串直线塔进行剖面分析,工作人员发现禅思 L2 在杆塔底部绝缘子的扫描效果是最佳的,V 串点云模型得到了完整还原。

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       左:禅思 L1,云台 -90° 单次飞行

      中:禅思 L1,云台 -75° 往复飞行

      右:禅思 L2,云台 -90° 单次飞行

      弱信号山区测试:支持云 PPK 解算,重建高精度模型

       在山区采集电力线路点云数据时,通常会遇到两大挑战:

      1、网络 RTK 信号不稳定。

      通常而言,山区 GNSS 卫星搜星难和网络 RTK 覆盖不全,会导致部分线路无法获得稳定的 RTK 信号。

      2、4G/5G 通信网络信号质量不佳。

      没有移动网络意味着无人机将无法使用网络 RTK 服务。

      这两类弱网环境,均会导致电力线路点云数据不完整。尽管可以通过 PPK 方式解决部分问题,但对于电力作业者而言,需要额外携带 RTK 移动站并获取已知坐标点,并不方便。

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      山区网络信号往往不佳

      大疆智图支持对 L2 采集的数据进行云 PPK 解算,工作人员无需额外携带设备。在复杂作业环境中,哪怕飞行器意外丢失 RTK 实时差分数据,作业人员依然能通过云  PPK 功能,匹配离线基站数据,重建高精度模型。

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       L2 支持云 PPK 解算

      本次针对粤西某山区 4G 网络覆盖较差的配电场景进行测试。过去,工作人员使用禅思 L1 作业,常常因为网络不佳导致 RTK 无法固定,最后数据解算失败。

      本次选择在能够搜到微弱 4G 网络信号的山顶位置进行测试。在实际作业中,为了避免山区遮挡导致无人机图传中断和 RTK 失锁,将无人机的高度保持在塔顶 100 米的位置。

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      禅思 L2 参数设置

      尽管相对塔顶高出 100 米,禅思 L2 依然能够完整还原所有配电线路,并通过使用大疆智图的云 PPK 解算功能进行重建,得到了相同的数据结果。

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       通过禅思 L2 采集点云发现藤蔓导致的缺陷,给运维消缺提供有效依据

      低温雪后天气测试:清晰还原精细化结构

       随着寒潮的到来,气温逐渐下降,电网负荷不断攀升,各地纷纷展开电力巡检,确保冬季电力供应正常运转。在东北地区,冰灾预防格外重要,而无人机已经成为灾害巡视的重要手段之一。

      利用激光雷达对线路上的导地线、铁塔以及周边地貌进行扫描,能够生成精度达厘米级的点云模型,对灾害预测具有重要的指导意义。

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       雪后低温天气巡检

      低温环境下,可能会影响激光雷达正常作业,且地面被厚雪覆盖后,将直接影响反射率,对给激光雷达数据采集工作带来了一定挑战。

      工作人员在吉林某地区开展输电线路的实践测试,现场环境温度约 -15℃,在禅思 L2 的设计温度范围内(不低于 -20℃),产品可免预热采集作业。

      在低温多雪的天气条件下,点云采集的质量受到了较轻微的影响,但整体而言,杆塔细节、金具和导地线都能够清晰还原。多组采集数据叠加验证后,整体相对精度保持一致,为线路运维分析提供了可靠的数据分析支持。

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       雪后某 500kV 输电线路建模效果

      禅思 L2 的全面升级,为电力线路高效采集工作带来了全新的解决方案:不仅提升了采集效率,而且在各种复杂环境中表现出色。无论是在大落差山区、弱网络环境,还是在低温的天气条件下,禅思 L2 都能够胜任,为电力行业的数字化转型提供了可靠的支持。