禅思 L2 电网应用实测案例介

　　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。
 

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?？樯叮鹤饕捣尚兴俣雀?，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。
 

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?？?，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%。
 

禅思 L1 在 7m/s 自主飞行时采集成果
 

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。
 

光斑优化，模型更精细(左为禅思 L1，右为禅思 L2)
 

配电杆塔建模更精细(左为禅思 L1，右为禅思 L2)
 

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。
 

某 500kV 跨江线路，弧垂处导线扫描清晰可见
 

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。
 

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。
 

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。
 

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?？樯兜陌镏?，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。