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设备与工具“报告，导线清障完毕，用时30秒。”“收到，请注意安全返回。”这一幕是南方电网深圳供电局无人机体系中最新款的轻型激光“战斗机”工作现场，它也是国内首款装备了激光炮的清障无人机，专门用来清除悬挂在输电导线上的风筝等轻型障碍物。
与它配合“作战”的还有两个“好兄弟”——长航时超视距“侦察机”、落地线清障“登陆飞艇”，它们分别担任了远距离自动侦查故障、长航时清除大型障碍物的重任。
三架无人机各司其职，组成的铁三角可将传统人工停电作业的5-8小时缩短至30分钟左右。其配备了缺陷自动辨识、双目识别系统等黑科技，普通人员只需3次左右集中培训即可掌握，实用性、易用性、安全性在无人机电力行业应用领域处于全国领先，目前已获授权专利10项，登记软件著作权6项。
长航时超视距“侦察机”，自动识别六成以上典型缺陷
“线路巡视是输电线路工作中最常开展也是最重要的一项工作，既要飞得久，又要看得远，最好还能自动识别故障，所以我们的巡视无人机就主攻这些痛点。”项目负责人余鹏介绍道。
该局的研发团队通过采用气动外壳布局、3D打印、电源管理、高效推进系统等技术，将巡视无人机续航时间提高到了40分钟以上。“之所以称之为‘超视距’，是因为它的巡航图传距离超过4公里，使操作人员获得视野距离之外线路的有效信息。”余鹏说。硬件需求达标后，研发团队进一步在系统上开展输电线路典型缺陷数据库技术及自动辨识技术研究，自主识别典型缺陷的正确率高达60%以上。如在空中遇到障碍物或发生失控，无人机便会利用双目视觉系统和应急伞降系统自动避障和迫降，可谓是“武装到牙齿”。
这台身兼数项黑科技的“侦察机”，不仅是该局输电人的“千里眼”，而且配合他们创新提出的网格化无人机巡检模式，将线路巡视工作量大幅降低50%，使得巡线管理更加精益高效。
激光清障“战斗机”，击溃障碍物只需10秒
作为国内首个配置“激光炮”的无人机，其攻击的对象为输电导线上的风筝飘带、塑料薄膜等轻型外飘物，它的“激光炮”采用无需水冷的高功率密度激光发生器，可以在极短时间内“击毁”外飘物。
激光对精度要求很高，而高空中的风力无时无刻都在影响着无人机、导线和外飘物的相对位置，所以激光无人机最大的技术难点就是在高空保持高精度，既要烧毁外飘物又不能损伤导线。该机采用了毫米波雷达精准测距，用高精度的稳定云台保持准星稳定，用60毫秒的超低延时图传链路保证地面控制人员的操作精准，做到在3级风下稳定精准，指哪打哪，一击即中。相比目前业界应用较多的喷火式无人机，它对使用环境的要求更低，没有引发火灾的风险，也没有降温的要求，更加安全可靠。
“我们在研发这台无人机的时候，最重视的就是实用性，要求不仅仅能应用于深圳一地，还要能适应其他地区的各种条件。”余鹏表示，该机在多种配件上采用了军品级的元件，保证在0℃天气等恶劣环境下正常使用。
落地线清障“登陆飞艇”，辅助系统实现精准落线
激光清障无人机一般是用于清除宽度在5厘米以内的外飘物，当遇到难缠的“对手”时，就需要登陆飞艇——落地线清障作业无人机出马了。
“清除面积较大外飘物需要一定的时间，为了提高清障效率，我们考虑让无人机像鸟儿一样‘停’在线上，以增加它的工作续航时间。”谈到该无人机的设计理念时，项目主要研发人员张欣说道。在整个清障作业中，最重要的一环就是精准落线。为了攻克这个难关，研发团队研制了单轮落线机构和辅助落线系统，通过“双目视觉+超声”辅助落线系统的实时测距功能，辅助无人机精准落线及复飞，落线后可在25度的坡度线路上行走。
该无人机自地面起飞后，可通过第一视角摄像头靠近线路，落线后启动滚轮行走至障碍物附近，使用加热电阻丝在30秒内清除燃点在500摄氏度以下的障碍物，相比传统5-8小时的人工停电作业，工作效率大大提高。
“在努力实现‘机巡为主，人巡为辅’的智能化、可视化巡检的同时，积极推动电力行业专用无人机产业化升级。”余鹏对此信心满满。
2024-03-15 09:50
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