一、项目背景
面对已经建成的输电线路，需要有效的对其进行巡检，确保电力的安全。传统的人工巡检方法不仅工作量大而且条件艰苦，特别是对山区和跨越大江大河的输电线路的巡查，以及在冰灾、水灾、地震、滑坡、夜晚期间巡线检查，所花时间长、人力成本高、困难大，某些线路区域和某些巡检项目人工巡查方法目前还难以完成。无人机+激光雷达（LiDAR）作业可以大大提高输电维护和检修的速度和效率，使许多工作能在完全使用无人机与激光雷达的组合下迅速完成。因此，无人机+激光雷达巡线方式无疑是一种安全、快速、高效、智能的巡线方式。 本项目线路分散，位于重庆市，主要以丘陵山地为主，线路沿线多是无道路山区，人员难以到达，甲方要求工期短，并且需提交分类点云成果和线路通道分析报告成果，根据点云数据后期进行精细化巡检任务等。
二、项目难点
工期短，线路总长170km，客户要求7天内完成扫描和成果输出； 线路分散，空域协调难度大，高低落差大，且部分线路穿过较多密林； 不同等级线路交跨复杂。
三、项目方案
采用GS-100C搭载大疆M300无人机的单兵作业方案； 方案中设备重量仅1kg，最大程度提高作业时长； 多个小组协同作业，采用免基站模式；
高点频，保证线路数据完整有效采集； 数据回传，同步处理，批量输出分类点云和分析报告。
四、项目实施
五、作业准备
5.1 设备简介
GS-100C
GS-100C是不朽情缘导航研发的一款轻小型短测程无人机激光雷达系统，拥有三次回波，能够实时、动态、海量地采集高精度点云数据和丰富的影像信息，广泛应用于地形测绘、电力通道巡检等行业。
5.2 第三方应用软件
5.3 航线规划
1、使用精灵4RTK或M300RTK等带RTK模块的飞行器在杆塔正上方将云台对准塔顶拍照
2、打开不朽情缘导航WPM定制版，在工具栏找到lidar航线-电力廊道，将照片文件夹导入，显示到地球，会出现杆塔的坐标信息。
3、点击显示到地球，会在界面中显示杆塔的走向。
4、然后在地形文件中导入当地DEM,在设计参数中设置成如图飞行参数，IMU校准一栏的蓝色➕点击后，在航线图中点击任意位置选择八字校准位置。点击生成校验与任务航线，会直接生成电力航线kml至照片文件夹，然后导入飞机遥控器即可作业。
5.4 航高及外扩建议：
（相对塔高：20米；旁向间距：10-30米，根据塔形和雷达视场角确定）
六、外业点云采集
6.1通用设置
飞行安全基本设置
1、返航高度（高于障碍物 30米）
2、飞机失控返航（测区较大，确保航线安全情况下，可选择失控继续执行航线）
3、智能低电量返航
6.2基站设置
1、将基站架设在空旷位置，距离测区30公里以内；
2、将RTK基站设置为静态模式，频率1hz，高度截止角10°或5°；
3、测出架设基站点的经纬度坐标，量取天线高（量至相位中心）；
6.3雷达设置
1、GNSS天线安装接入天线接口；
2、设备通电GNSS灯开始间隔1S闪烁后，静止5分钟准备飞行；
3、带相机设备开始拍照即可起飞；
静止结束后，检查无人机及雷达指示灯是否正常，上传航线、开始执行，航线开始须绕八字，航线结束直接返航、断电，外业数据采集即结束。返回后无需绕八字和静止。
6.4数据导出
取出SD卡，通过读卡器插入电脑拷贝即可。
七、点云数据预处理
7.1 新建工程
7.1.1 添加GNSS基站
1、打开Gairhawk4.8软件，点击【新建工程】、【设置工程名称】、【保存】
2、【GNSS基站】界面，点击【添加】，加载基站静态文件。
7.1.2 添加【GNSS流动站】
GNSS差分数据输入：导入流动站.dat文件。（基站模式）
7.1.3 添加【Lid】
点击【Lid】、【添加】、选择.lid文件、【打开】。
7.1.4 添加【img】
1、点击【img】、【...】连接到照片储存位置。（如果赋色错位剪切出第一张照片重新运算）
点击【确定】，完成新建工程。
7.2 设置坐标系统
点击【工具】、【坐标系统】、【椭球及投影】，源椭球设置WAGS84，目标椭球选择需要使用的椭球，投影方式和中央经线等参数根据当地实际情况使用。源椭球投影方式、中央经线及其他参数与目标椭球保持一致。四参或七参可在转换参数界面中输入或计算。保存、关闭。
设置坐标系统
选择所设置的当地中央经线坐标系统、坐标形式通常使用 ENH。
7.3 按航带输出
点击【按航带】、【航带划分】、【手动添加】，选择航带后点击【应用】、关闭选择航带界面。勾选【航带平差】。
输出彩色点云、剔除未赋色点
7.4 点云计算
点击【数据】、【点云计算】。等待计算完毕即输出las点云数据。
7.5 点云浏览
八、点云分类
8.1 点云自动分类及人工交互分类
流程化、规范化整理、人工交互编辑等，对不同电压等级、不同地形数据都具有良好适用 性，分类精准度超95%以上；可以对地面、低植 被、高植被、杆塔、 导线和地线进行自动分类，也可进行 人工交互。
8.2 实时工况安全距离检测报告
按照“架空输电线路运行规程(DL/T 741-2019 ) ”要求，基于激光点云数据，进行输电导线之间、导线与地面、山坡、建筑物、树木、电力线路交叉、通讯线、交通 设施等其他线路和管道间距的自动星测，形成实时工况安全距离检测报告。
8.3 支持模拟工况分析，自动生成分析告
模拟大风、高温、 覆冰♦候条件下，导线 风偏、弧垂的变化状态。 结合三维地形和三维模 型，实现线路安全运行 净空距离检测，并生成报告。
8.4 杆塔建模
(5)杆塔建模
激光雷达巡线在电网中得到广泛使用，点云精度高，但是对于杆塔、绝缘子、各种金具 等获取的激光点云的密度很不理想。准确对输电线路杆塔及杆塔基础进行精细逆向建模，可 以提高设备可视化展示能力和管理水平。
激光雷达巡线在电网中得到广泛使用，点云精度高，但是对于杆塔、绝缘子、各种金具 等获取的激光点云的密度很不理想。准确对输电线路杆塔及杆塔基础进行精细逆向建模，可 以提高设备可视化展示能力和管理水平。
8.5 其他功能：空间量测、多模式渲染、平断面图绘制
8.6 平断面图绘制
基于分类的点云和影像数据绘制输电线路平面 图和断面图。实现输电线路平面图和断面图的提取 和输出。根据指定的断面，抽取该断面上的激光点 云，自动将三维模型信息转化为二维的输电线路平 断面图信息，包括档距、地面高程信息、交叉跨越物 等，可以直观显示线路走廊路径和跨越物的距离方位关系。
九、航线规划
十、缺陷识别系统
缺陷识别系统根据电力相关规范和设备缺陷样本库，应用机器深度学习和人工智能构建对 应缺陷类别的识别算法，实现了巡检图像缺陷的自动识别，把巡检人员从繁重的人工识别工作 中解放出来，大大提升了工作效率。
缺陷库系统根据晴天、阴天、雪天等不同场景对导线、绝缘子、 防震锤、重锤片等部件进行分类，按照标注规则进行标注，构建了输电线路图像数据集。
十一、变电站无人机智能巡检业务
变电站智能巡检业务基于巡检无人机三维点云数据模型，实现变电站建模；采用大疆经 纬M300-RTK无人机搭载高清、高分别率禅思H20T系列可见光、红外摄像头，对串补平台 的电容器、避雷器、电抗器、电流互感器等进行全面巡检，对重点部位变换掐撮角度和距离进 行拍照，实现对串补平台设备缺陷的全方位图像采集、分析；基于无人机智能机库，实现无人 机自主巡检。
方案总结
激光扫描技术，可高精度重建电力线路和走廊，自动量测地物到电线的距离，实现危险点预警，可广泛应用于电力线路路径优化、优化排杆等领域，为实现勘测、设计、施工成果数字化移交，线路三维可视化管理和专业分析提供数据支撑。
同时，本方案具有以下优势：
1、成本低，建设、维护、使用的人力成本较低。 2、效率高，能够一键解算，快速生成点云数据，全天候执行任务，比传统人工巡线效率高。 3、安全性高，避免巡线人员处于高危险工作环境中。 4、轻量化，携带方便，操作简单，反应迅速，起落对环境要求低。
GNSS差分模式;支持PPK基站和CORS RTK模式，CORS账号不能覆盖区域也可使用。
5、不朽情缘拥有自有知识产权POS系统，极大地降低了无人机激光扫描系统的成本POS成熟稳定，低、中、高精度应用都支持。
6、GNSS信号支持，支持北斗3信号及纯北斗解算，对于军政部门尤为重要。
7、拥有全流程解决方案，后处理方便快捷，自动化程度高。
8、预处理软件，自主研发，终身免费。
