无人机激光雷达在电力线路的应用(EWATT)

无人机载激光雷达系统在电力线路的应用激光雷达技术基础知识什么是激光雷达技术？激光雷达技术LiDAR(LightDetectionandRanging)是一门高新遥感技术，它综合了扫描技术、激光测距技术、惯性导航IMU技术、全球定位GPS技术、数字摄影测量以及图像处理技术等多种技术，能快速准确的获取裸地表以及地表上各种物体的三维坐标和物理特征，是目前国际上最先进的一种测绘技术。什么是激光雷达系统？激光雷达系统通常由激光扫描仪、高精度贯导系统、高清晰数码相机以及系统控制电脑等部件组成的一套系统设备，能搭载在不同的平台上获取高精度的激光和影像数据，经后期处理得到精确的地表模型及其他数字模型。激光雷达系统的分类有哪些？通常分为地面激光雷达系统、车载激光雷达系统（又称移动式激光雷达系统）和机载激光雷达系统。三维激光雷达技术•三维激光雷达技术是当今世界上最快、最精确的获得地表模型的一种高新技术。三维激光雷达系统通常包括地面激光雷达、车载激光雷达系统和机载激光雷达系统，其中机载激光雷达系统在全世界应用最为广泛。•机载三维激光雷达系统的特点：1）高激光发射频率（30万赫兹以上）2）常用的激光测距技术的种类•（旋转棱镜）•（翻转镜）•（光纤技术）3）高精度贯导系统与GPS测量空中飞行姿态4）双频全波段GPS基站和差分解算5）快速、高精度完成地表模型，结合同时获取的影像可生成高分辨率正射影像。机载三维激光雷达系统LeicaALS70Highaltitudesystems:高空莱达1.4级激光，人眼不安全2.不得低于200米3.适合大面积测绘4.50公斤以上5.激光脉冲频率20万赫兹以上OptechGeminiLowaltitudesystems:低空莱达1.激光安全级1级2.没有最低高度限制3.适合小范围和带状测绘4.10-20公斤重5.激光脉冲频率30万赫兹以上BL-50BL-300BL系列产品简介我公司自主研发的无人机载激光雷达系统BL50和高端机载激光雷达系统BL300，不仅填补了目前国际上轻型三维激光雷达系统的技术空白，而且更能够满足市场需要。特点：体积小、重量轻、便宜携带、运输方便智能化程度高激光点密度大、数据精度高我们的产品及技术优势相对于现在市场上能提供的激光雷达系统，我们研发的无人机载激光雷达系统具有明显优势：1）重量轻、体积小：我公司研发产品的重量为10-20公斤，只相当于大型激光雷达系统的1/10-1/5，体积小很多，轻便、易于运输和安装。2）一键操作，失误率很低：所有的部件有机的结合在一个盒子里，只需要一根电源线和一个开关，没有其他的线缆和接口需要在安装的时候连接，操作智能化，失误率非常低。3）飞行平台选择范围广：由于重量轻、体积小，这个设备可以搭载的飞行平台非常多，包括小型有人机，飞艇，三角翼动力伞，尤其是可以选择无人机，可选择的范围很广。我们的技术优势4）智能化程度高：利用无人机或飞艇上的自动飞控系统与我公司研发的三维激光雷达系统有机结合，可以自动完成设置的任务，智能化程度高。5）设备利用率高：由于搭载的飞行平台多样化，而且飞行的速度和高度随着飞行平台的变化而变化，设备可使用的机会明显增加，在普通天气条件下，只要云层不低于200米，就可以实现飞行。6）数据精度高、激光点密度大：由于无人直升机和飞艇可以飞行的高度和速度可以很低、很慢，设备可以获取到激光点密度很大的数据，如每平方米激光点达到400点，激光点越密，数据最终成果精度越高。BL50轻质小型化的激光雷达系统BL50是一款挂载于无人直升机或其它低空飞行器上实现自动获取航测数据用于工程设计、三维建模和资产维护等的智能设备。BL50产品规格项目指标激光等级一级，人眼安全激光波长近红外激光束分歧角2.79mrad测距5cm至100m扫描辐射角±50°脉冲频率700KHz点云密度可达100p/m²扫描方式旋转透镜俯仰精度/滚转精度0.015deg方位精度0.03deg照片存储介质Win7系统电脑存储容量128GBBL50产品规格（续）单次扫描条带宽度85米图像传感器CMOS图像传感器，36mm×24mm照片尺寸5616×3744有效操作测距输电线：50m/其他目标：100m工作电压11V~13.5V功耗50W尺寸（长×宽×高）340mm×260mm×170mm重量10kg工作温度0℃至40℃存储温度﹣10℃至50℃持续工作时间（内部电源）约3小时BL300高端机载激光雷达系统BL300，采用高精度中等测距的激光扫描仪，配合高精度的IMU/GPS系统，以及高分辨率数码相机，能够快速获取激光和影像数据，生产出各行各业适用的高质量测绘产品。BL300产品规格项目指标激光等级一级，人眼安全激光波长近红外激光束分歧角0.3mrad测距2.5m至1400m扫描辐射角±40°脉冲频率300KHz点云密度可达400p/m²扫描方式旋转棱镜俯仰精度/滚转精度0.008deg方位精度0.012deg照片存储介质Win7系统电脑照片存储容量128GBBL300产品规格单次扫描条带宽度958米图像传感器CCD图像传感器，36.7mmx49.1mm照片尺寸8176x6132有效操作测距电力线路：350m/自然目标：700m工作电压11.5V~18V功耗120W尺寸（长×宽×高）485mm×365mm×245mm重量23Kg工作温度0℃~40℃存储温度﹣10℃~50℃持续工作时间（内部电源）约1.5小时量身定制，专业服务除上述两种型号的激光雷达系统外，根据不同客户的不同需求量身定制三维激光雷达系统是我们的技术优势，也是我们的骄傲。根据客户特定的需求，我们可以选用不同的激光器和相机，和与之相匹配的POS系统，还有其他可能的传感器，如红外成像仪、高光谱相机、摄像机或其他客户需要的传感器，打造出最合适客户需要的三维激光雷达系统。从部件的选购、配置，到整个系统的设计、集成、测试、检校、数据采集与处理，项目实施和行业应用，我们丰富的专业经验和精湛的技术是您拥有最适合的三维激光雷达系统的保证。无人直升机平台在所有与智能化轻型激光雷达系统匹配的飞行平台中，无人直升机飞行平台是最佳的选择。1）无人直升机飞行高度相对低。由于无人直升机的飞行高度远低于有人直升机的安全飞行高度，可作业的天气更多，也可获得更大的激光点云密度。2）无人直升机飞行速度相对慢。如果采用相同的扫描系统，由于无人直升机飞行速度远低于有人直升机，因而能更清晰的建立导线的模型，进行危险源分析和测距判读等等。3）无人直升机飞行稳定性更好。三维激光雷达内部的惯导可以获得更加准确的定位及姿态信息，结合差分GPS系统获得的GPS坐标数据，得到更精确的输电线路走廊数据，进行各种任务分析。4）无人机直升机比有人机体积小，转场方便，成本较低，与三维激光雷达结合实现智能化数据获取，对于山区和丛林以及车辆无法到达的电力线路的巡视和运维非常有帮助。易瓦特无人直升机易瓦特拥有不同型号的无人机系统，拥有无人机研发技术和专业的行业销售渠道。根据客户需要，定制生产与其需求相匹配的无人机激光雷达系统，既能够满足客户的需要，又能够比其他竞争对手更胜一筹，一举多得，实现共赢。易瓦特无人直升机：其他无人直升机平台无人机激光雷达系统在电力行业的应用三维激光雷达技术应用于电力行业，在国外已有多年的历史。运用无人机搭载三维激光雷达为电力行业服务，可以带来非常多的技术革新，包括经济上、效率上及管理精细化程度上。建立基于数字化输电走廊基础地理信息系统，便于精细化管理。实现线路的自动化智能选线设计和线路设计方案的路径优化，缩短输电线路长度，节省工程造价。实现输电线路的精确设计，精确测量拆迁面积、精确计算砍伐量，精确计算赔偿款。有效提高电力输电线路智能化水平，提高运检效率，维护电力输电走廊正常运转。应急检修、电网改造和线路走廊地形监测。数字巡线与模拟训练。电力线路设计与选线案例客户拟在该路段设计电力线路，需要获取该路段地形及树木房屋农田等分布情况，进行评估，计算砍伐和拆迁赔偿数额，以及优化线路设计等。飞行设计Flightlinesdesign根据客户提出的数据精度要求，我们设计出以下飞行航线，导入无人机飞控系统当中。无人直升机搭载激光雷达系统进行飞行实际飞行轨迹Trajectoryofflying成果–数字正射影像成果—激光点云数据电力线路的检修与维护运行中的电力线路，需要定期的巡视与维护，进行危险源距离判断，排除隐患。利用无人机三维激光雷达可以完成这个任务，每个激光点都带有三维坐标，可以直接量测任何两激光点间的距离。电力线路的检修与维护由于三维激光雷达是目前世界上唯一能对导线建模的技术，因此导线之间的间距测量，导线与树木房屋之间的距离，交叉跨越，导线的弧垂变化等等，都可以通过这种方式完成，给电力运检带来革命性的变化。变电站的三维模型交叉跨越分析电力设施设备的巡检杆塔的巡检变电站的巡检电网改造中间隔棒的测量与设计由于三维激光雷达可以实现对导线的精确建模，在电网改造过程中需要进行间隔棒测量与设计时，就可通过对输电线路走廊的扫描来实现。输电线路走廊的地形监测电力部门对输电线路走廊的地形监测也相当重视，因为地形的变化可能造成杆塔塔基的变化，给输电线路的运行安全造成影响；另外无人机进行巡视时，如果有精确的走廊三维地形剖面图为无人机导航，可以确保安全。综述三维激光雷达技术在电力线路中的应用是全方位的，贯穿电力线路从设计、建设、运行、维护到监控与管理的各个阶段。轻型三维激光雷达系统搭载于无人直升机飞行平台上，可以从经济上、效益上、精确度上给电力线路设计建设与运维带来革命性的变化。我们从2007年开始利用激光雷达系统为电力提供服务，后来又研发出轻型激光雷达，搭载于无人直升机上为电力部门服务，拥有较多的经验。上述各种数据样例都是我们近期完成的。我们期待与易瓦特合作，共同推进无人机激光雷达在电力线路中的应用。