科创中国

本科技成果在于解决无人机在电力巡检应用领域存在的人工成本高、巡检效率低、数据安全风险高等问题。能够实现定点部署、自主飞行、智能分析、协同应用，提升无人机巡检应用成效，提高无人机数据安全防护能力。 “网格化无人机智能巡检系统”由无人机机巢、无人机、后台管控中心三部分组成，以“输变配全量电力设备网格化智能巡检”为目标，融合4G/5G通信、北斗定位、视觉引导、深度学习、大模型、自主导航等技术，实现无人机全自主起降与自动能源供给、任务智能调度、自主巡检与状态实时监管，巡视数据统一存储与智能分析，构建输变配无人化、协同巡检体系，实现部署范围内全量电力设备的无人化、智能化、精细化数据采集与状态监测，推动设备专业巡检质效提升。

创新点 1：设计了人机上倾式复位充电平台和无人机停驻装置、提出一种无人机机巢控制系统及方法、无人机机巢快速充电控制方法、机巢自检系统级方法以及无人机机巢作业方法，创新性的设计了一款机巢设备，满足无人机起降、无人机巡检、无人机快速充电、内部温湿度调节、外部探测监测、数据传输等功能。 创新点 2：提出一种结合 RTK 定位与视觉识别辅助引导相结合，通过视觉实时识别 apriltag 码获取无人机的实时位姿数据，并在无人机降落过程中动态调整风速、光线、遮挡等干扰参数，不断校正无人机的位置信息，调整无人机姿态，引导无人机在指定位置精准降落的算法。 创新点 3：提出了一种电力巡检无人机自主避障的方法，无人机搭载的避障模块基于高频毫米波信号感知障碍物并传送信号至主控模块，由主控模块基于自主饶障算法规划避障路径，实现无人机自主绕障飞行 。 创新点 4：提出一种电力巡检无人机安全可信加密通信系统级方法。通过在无人机、地面控制终端、遥控器终端分别内置加密芯片，利用加密芯片的签名验证，实现无人机与地面控制终端、遥控终端与后台服务器端之间的可信连接及安全加密通信。

在电力领域，根据国家电网“一体四翼”发展布局，将会以现代设备管理体系建设为指引，各网省正在持续推进无人机巢应用。同时随着设备规模不断扩大，对运检、安监、规划、基建等各专业管理均提出更高要求，具有机动、快速等特点的无人机将成为提高工作质量和效率的主要手段，电力各专业、甚至各行各业均需大量无人机配置。但采用分13专业、分班组配置飞机的方式，将导致飞机使用效率及飞行作业效率大大降低，无法适应新形势、新要求，因此，无人机机巢将会有广泛的应用空间，全面进行无人机巢全覆盖部署，加快构建网格化部署、协同化作业、规模化应用、一体化管理的无人机工作新模式，才能更好适应新形势下的发展新要求，实现体系化质效提升。

另一方面，无人机智能巡检系统还可作为消防、安防、智慧城市等领域的有益补充，为森林草原火情监测与预判、社会治安违法行为记录与追踪、交通疏导、应急处置等提供社会服务，同时可拓展在勘察测绘、新能源场站巡视、高铁接触网运维等领域的有偿服务，具备较为广阔的应用前景。

课题组成人员在项目研究过程中的分工及承担并完成的主要工作情况 1、刘越 工程师 项目总负责人，负责产品总体方案制定及推广应用、精降算法研发、后台系统功能设计 2、刘天立 中级职称 负责产品技术调研、总体方案及项目进度把控体实施计划编制和推进 3、孙宁 中级职称 负责产品电气电路设计、控制板卡设计，电气元件选型 4、杨杰 高级工程师 负责项目整体问题协调、推广应用 5、姜可孟 工程师 负责项目后台系统开发需求对接及项目整体管理工作 6、詹晓宇 助理工程师 负责产品嵌入式控制程序编写、工艺文件编制及产品测试 7、吕建红 高级工程师 负责产品总体方案设计，产品技术沟通协调及推广应用 8、刘镇远 助理工程师 负责产品机械设计及图纸绘制，产品对外宣传、材料编制及支撑 9、李春飞 工程师 负责产品设计方案制定、把控产品研发、测试及服务支持 10、仲鹏飞 工程师 负责项目总体技术支持，产品后台系统整体开发、逻辑设计 等……

机巢本地部署、任务远程下发、图片实时回传，设备巡检不再需人员驱车到达现场，大幅节省运维成本投入，特别是在保电情况下，工作成效更加显著，以一座机巢代替 3 人 3 车（输变配各 1 人 1 车）测算，每座机巢每年使用 200 天，可节省运维成本约 96 万元，而每座机巢每年需投入成本（建设、运行维护）仅约为 6 万元，整体费用将节约 90%以上。同时，通过机巢巡视，设备缺陷隐患发现效率大幅提升，降低故障发生几率，进一步降低故障抢修成本。

目前该项目研发电力专用无人机和机巢设备以及机巢后台管控系统已在山东省、江苏省部署投入使用。同时已与河北、宁夏、青海等多个网省开展网格化无人机智能巡检系统项目方案沟通，预计将在 2024开逐步开展项目实施工作。

拟通过技术咨询与技术服务等方式进行合作。