大疆發(fā)布全新一代的機載高精度激光雷達禪思 L2。通過慣導優(yōu)化、量程提升和光斑縮小等技術改進,禪思 L2 為電網(wǎng)輸電、變電和配電設備的點云掃描工作帶來了效率和質量的雙重提升。
為了確保禪思 L2 在電網(wǎng)點云建模業(yè)務中的最佳性能,大疆行業(yè)應用進行了大量的業(yè)務場景實際測試。本文將詳細介紹測試情況,并與上一代的禪思 L1 產(chǎn)品進行對比,探索全新禪思 L2 在電網(wǎng)應用中所帶來的價值和優(yōu)勢。
DJI M350 RTK 搭載禪思 L2
禪思 L2 電網(wǎng)應用關鍵提升包括:
1.雷達和慣導模塊升級:作業(yè)飛行速度更快,效率提升 110% 。
2. 慣導無需預熱:無懼轉場等待,開機就可起飛,節(jié)省至少 5 分鐘的預熱時間。
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線,點云還原精準。
4. 作業(yè)質量報告:自動生成質量報告,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,解決信號遮擋難題,有效增加激光雷達作業(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)進行點云重建,無論是否有網(wǎng)絡或飛行中 RTK 中斷,都能順利進行作業(yè)采集。
DJI M350 RTK 搭載禪思 L2
效率提升實測
在電網(wǎng)激光雷達點云采集中,采集效率是一個核心需求指標。為此,禪思 L2 采用了升級的激光雷達和慣導模塊,使得無人機能以更快的飛行速度進行作業(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 和達到最大速度 15m/s 時的采集情況。
對比桿塔結果,即使在無人機飛行速度提升至 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%。
禪思 L1 在 7m/s 自主飛行時采集成果
禪思 L2 在 15m/s 自主飛行時采集成果
采集質量實測
除了效率提升外,點云質量也需要有效保證。
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的模型,也可識別更細小的目標物。
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,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。
光斑優(yōu)化,模型更精細(左為禪思 L1,右為禪思 L2)
配電桿塔建模更精細(左為禪思 L1,右為禪思 L2)
500kV 四分裂導線間隔棒
量程實測
禪思 L2 量程達 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 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、非重復掃描),一遍即可完成采集作業(yè)任務,有效解決因量程問題導致下相導線采集斷裂等情況,成果滿足應用需求。
某 500kV 跨江線路,弧垂處導線掃描清晰可見
某 1000kV 線路,八分裂導線和間隔棒清晰分明
配電場景實測
配電導線外徑更細,對激光雷達掃描方式要求更高,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)。這導致雷達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。
激光雷達掃描光斑示意圖(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無人機,仍可按照直線飛行即可采集成功,進一步提高了配電采集效率。
禪思 L2 對配網(wǎng)提升了分裂線路導線建模效果
(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 對于變電站的設備細節(jié)(如:隔離開關、互感器、瓷瓶等)均可提供高質量的點云成果,可以通過點云模型直接規(guī)劃無人機變電巡檢航線。
某 220kV 變電站點云成果圖(使用禪思 L2)
總結
大疆全新禪思 L2 給電力場景帶來效率和質量的雙重提升效果。
在激光雷達和慣導模塊升級的幫助下,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 為無人機自主巡檢,電網(wǎng)數(shù)字化轉型數(shù)據(jù)采集工作帶來全新解決方案。