大疆發(fā)布全新一代的機(jī)載高精度激光雷達(dá)禪思 L2。通過(guò)慣導(dǎo)優(yōu)化、量程提升和光斑縮小等技術(shù)改進(jìn)，禪思 L2 為電網(wǎng)輸電、變電和配電設(shè)備的點(diǎn)云掃描工作帶來(lái)了效率和質(zhì)量的雙重提升。
為了確保禪思 L2 在電網(wǎng)點(diǎn)云建模業(yè)務(wù)中的最佳性能，大疆行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行了大量的業(yè)務(wù)場(chǎng)景實(shí)際測(cè)試。本文將詳細(xì)介紹測(cè)試情況，并與上一代的禪思 L1 產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比，探索全新禪思 L2 在電網(wǎng)應(yīng)用中所帶來(lái)的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)。
DJI M350 RTK 搭載禪思 L2
禪思 L2 電網(wǎng)應(yīng)用關(guān)鍵提升包括：
1.雷達(dá)和慣導(dǎo)模塊升級(jí)：作業(yè)飛行速度更快，效率提升 110% 。
2. 慣導(dǎo)無(wú)需預(yù)熱：無(wú)懼轉(zhuǎn)場(chǎng)等待，開(kāi)機(jī)就可起飛，節(jié)省至少 5 分鐘的預(yù)熱時(shí)間。
3. 量程較 L1 提升 30%：超高壓和特高壓線(xiàn)路，一次掃描即可覆蓋弧垂處導(dǎo)線(xiàn)，點(diǎn)云還原精準(zhǔn)。
4. 作業(yè)質(zhì)量報(bào)告：自動(dòng)生成質(zhì)量報(bào)告，現(xiàn)場(chǎng)查看作業(yè)效果，有問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)補(bǔ)拍修正。
5. 支持增強(qiáng)圖傳：支持大疆增強(qiáng)圖傳，依托運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，解決信號(hào)遮擋難題，有效增加激光雷達(dá)作業(yè)距離。
6. 支持云 PPK：與中國(guó)移動(dòng)合作，支持 PPK 匹配離線(xiàn)基站數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云重建，無(wú)論是否有網(wǎng)絡(luò)或飛行中 RTK 中斷，都能順利進(jìn)行作業(yè)采集。
DJI M350 RTK 搭載禪思 L2
效率提升實(shí)測(cè)
在電網(wǎng)激光雷達(dá)點(diǎn)云采集中，采集效率是一個(gè)核心需求指標(biāo)。為此，禪思 L2 采用了升級(jí)的激光雷達(dá)和慣導(dǎo)模塊，使得無(wú)人機(jī)能以更快的飛行速度進(jìn)行作業(yè)采集。
以某條 220kV 輸電線(xiàn)路為例，我們對(duì)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(shí)測(cè)了禪思 L2 在 7m/s 和達(dá)到最大速度 15m/s 時(shí)的采集情況。
對(duì)比桿塔結(jié)果，即使在無(wú)人機(jī)飛行速度提升至 15m/s 時(shí)，點(diǎn)云成果仍能滿(mǎn)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(shí)采集成果
禪思 L2 在 15m/s 自主飛行時(shí)采集成果
采集質(zhì)量實(shí)測(cè)
除了效率提升外，點(diǎn)云質(zhì)量也需要有效保證。
禪思 L2 重點(diǎn)升級(jí)光斑，大小為 4 × 12 厘米(100 米飛行高度時(shí))，這個(gè)光斑尺寸僅為禪思 L1 的 20%。更小的光斑有助于獲取更精細(xì)的模型，也可識(shí)別更細(xì)小的目標(biāo)物。
以本次對(duì)比測(cè)試為例，可以看到禪思 L2 對(duì)桿塔還原的更加精細(xì)，噪點(diǎn)更少。此外，我們也測(cè)試了配電線(xiàn)路和變電站建模效果，點(diǎn)云模型均有顯著提升。
光斑優(yōu)化，模型更精細(xì)(左為禪思 L1，右為禪思 L2)
配電桿塔建模更精細(xì)(左為禪思 L1，右為禪思 L2)
500kV 四分裂導(dǎo)線(xiàn)間隔棒
量程實(shí)測(cè)
禪思 L2 量程達(dá) 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(dá) 150 米，基本覆蓋電力所有工作場(chǎng)景。
本次測(cè)試了某 500kV 跨江線(xiàn)路和某 1000kV 特高壓線(xiàn)路，按照典型作業(yè)方式(桿塔上方飛行、非重復(fù)掃描)，一遍即可完成采集作業(yè)任務(wù)，有效解決因量程問(wèn)題導(dǎo)致下相導(dǎo)線(xiàn)采集斷裂等情況，成果滿(mǎn)足應(yīng)用需求。
某 500kV 跨江線(xiàn)路，弧垂處導(dǎo)線(xiàn)掃描清晰可見(jiàn)
某 1000kV 線(xiàn)路，八分裂導(dǎo)線(xiàn)和間隔棒清晰分明
配電場(chǎng)景實(shí)測(cè)
配電導(dǎo)線(xiàn)外徑更細(xì)，對(duì)激光雷達(dá)掃描方式要求更高，對(duì)于垂直于飛行軌跡的線(xiàn)路(如分裂線(xiàn)路)，由于光斑尺寸較大，只有很少的面積能夠覆蓋到線(xiàn)路上，而更多光斑則覆蓋到了地面上(如下圖所示)。這導(dǎo)致雷達(dá)接收到的地物能量大于線(xiàn)路能量，從而無(wú)法還原顯示線(xiàn)路模型。
激光雷達(dá)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(lái)，在配電線(xiàn)路掃描上，即使是垂直于航線(xiàn)的分裂線(xiàn)路，光斑的大部分面積仍可覆蓋到線(xiàn)路上，從而可以更好的還原分裂線(xiàn)路。
對(duì)于飛手來(lái)說(shuō)，無(wú)需在分裂線(xiàn)路上旋轉(zhuǎn)無(wú)人機(jī)，仍可按照直線(xiàn)飛行即可采集成功，進(jìn)一步提高了配電采集效率。
禪思 L2 對(duì)配網(wǎng)提升了分裂線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)建模效果
(左為禪思 L1，右為禪思 L2)
變電場(chǎng)景實(shí)測(cè)
本次測(cè)試也對(duì)某 220kV 變電站進(jìn)行了點(diǎn)云采集測(cè)試，得益于光斑優(yōu)化等提升，禪思 L2 對(duì)于變電站的設(shè)備細(xì)節(jié)(如：隔離開(kāi)關(guān)、互感器、瓷瓶等)均可提供高質(zhì)量的點(diǎn)云成果，可以通過(guò)點(diǎn)云模型直接規(guī)劃無(wú)人機(jī)變電巡檢航線(xiàn)。
某 220kV 變電站點(diǎn)云成果圖(使用禪思 L2)
總結(jié)
大疆全新禪思 L2 給電力場(chǎng)景帶來(lái)效率和質(zhì)量的雙重提升效果。
在激光雷達(dá)和慣導(dǎo)模塊升級(jí)的幫助下，L2 實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)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(gè)電力場(chǎng)景的點(diǎn)云采集工作。禪思 L2 為無(wú)人機(jī)自主巡檢，電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型數(shù)據(jù)采集工作帶來(lái)全新解決方案。
