都市部の架空送電線検査における新たな選択肢――SLAM100ハンドヘルドLiDARスキャナー

都市の急速な発展に伴い、都市部の電力供給システムは比較的速いペースで成長を続けており、架空送電線の総延長も増加の一途をたどっているため、送電線の運用と保守には大きな課題が生じている。従来の手動検査は主に現場での手作業による検査に依存しており、作業負荷が高く効率も低い。特に複雑な地形の都市部では、効率と精度が十分とは言えない。一方、UAV（無人航空機）搭載LiDARによる送電線検査は、送電線検査において非常に成熟した技術である。現場での送電線検査、データ処理、分析を統合したプロセスにより、送電線の欠陥を迅速に特定することが可能となる。

しかし、都市部と山岳地帯などでは環境が大きく異なります。都市部は人口と建物が密集しており、送電線と周囲の地形が複雑に絡み合っているため、ドローンの飛行安全性に深刻な脅威となります。都市部の送電線点検には、モバイルLiDARバックパックプラットフォームS-PACK100とSLAM100を組み合わせることで、都市部の複雑な作業シーンに対応できます。作業員はS-PACK100を背負い、通常のペースで送電線に沿って歩くことで、近距離での送電線のデジタルスキャンを実現します。

都市部の架空送電線

LiDARバックパックプラットフォームS-PACK100は、SLAM100モバイルLiDARスキャナに対応した新発売の統合拡張プラットフォームです。RTKモジュールやパノラマカメラモジュールの拡張に対応し、SLAM100 LiDARスキャナを搭載して、歩行、乗車など様々な動作形態でピギーバックスキャン操作を実行できます。これにより、SLAM100の動作モードが豊かになるだけでなく、SLAM100の動作効率も向上します。

SLAM100+S-PACK100+S-RTK100+S-PANO100

試験区域は、ある都市の大きな駐車場周辺に位置しています。この区域の架空送電線の電圧レベルは220kVです。対象となる送電線は、全長約1kmで、合計4基の基塔を備えています。その両側には、2本の送電線が平行に走っています。送電線周辺には、建物や植生、多くの道路や人間の営みがあり、送電線は河川や高架橋を横断するなど、複雑な環境となっており、都市部の架空送電線の主な特徴と条件を反映しています。

試験区域の概要とルート方向

テストエリア環境

調査地域の複雑な実情を考慮し、収集担当者は点群データの完全性を確保し、送電線の途絶やデータ損失を防ぐため、事前に区画およびエリアごとに収集ルートを策定した。収集ルートの計画は、以下の原則に従う。

♦ 通常の歩行可能なエリア（駐車場内など）では、ラインの両側に従って通常通り収集すれば十分です。

♦ 高架橋や河川などのエリアでは、収集者の安全を確保することを前提として、遠方から近方へと目標線にできるだけ近づき、高架橋や河川の両側のデータを完全に取得します。

データ収集方法

SLAM100 をバックパック プラットフォーム S-PACK100 と一緒にインストールします。SLAM100 の電源を入れた後、CORS ネットワークに接続してポートとソース ノードを選択し、バックパックをオープン エリアに 2〜3 ​​分間置いて休ませます。これにより、RTK モジュールが衛星をすばやく検索して固定しやすくなります。SLAM100 の初期化作業が完了したら、収集者は確立された収集ルートとルールに従ってバックパック プラットフォームを使用してデータを取得します。収集プロセス中は、携帯電話ソフトウェア SLAM GO APP を介してリアルタイムでスキャン概要を閲覧できます。フィールド スキャンは 3 つのエリアに分割され、それぞれ異なる色で表されます。1 (緑) のスキャンには 10 分かかり、2 (赤) のスキャンには 15 分かかり、3 (黄) のスキャンには 15 分かかり、合計 40 分かかります。

野外採集

PC側サポートソフトウェアSLAM GO POST Proを使用して、RTK軌跡に基づいたワンクリック非剛体変換で点群データを処理します。非剛体変換は、座標の真値を使用して累積誤差の影響を排除し、点群の精度を向上させるだけでなく、点群を絶対座標系に直接組み込むことで、後続の点群登録手順を不要にし、異なるスキャンシーケンスの点群を正確に統合して、電力検査の点群結果要件を満たすことができます。

架空送電線路の点群の平均点密度は980点/㎡であり、同一鉄塔上の二重回路が迅速に描画され、河川や高架橋を横断する送電線は途切れることなく完全かつ連続している。

架空送電線の導体、接地線、ジャンパー線、鉄塔、碍子の点群データは明確に網羅されており、構造は完全で、4分岐導体もはっきりと確認できる。

点群をGNSS-RTKで測定したタワー基部のコーナーポイント（赤い点は測定チェックポイントで、合計16点）と照合し、点群の精度を比較・確認します。点群の平面誤差は5.3cm、標高誤差は4.7cmです。

ポイントクラウドとチェックポイントの適合

SLAM100に基づいて取得された高精度点群データは、電力検査サービスのニーズを完全に満たします。携帯性、GPS不要、および複数のプラットフォームにより、複雑な環境で飛行ができない都市部の幹線ネットワークや配電ネットワークに適用できます。送電線検査。電力検査におけるUAV搭載LiDAR技術の大規模な適用と比較すると、SLAM100は補助的な技術手段です。さらに、SLAM100は、鉄塔や変電所などの電力機器のきめ細かいスキャンを実行し、送電線継手の形状、外形、幾何学的寸法を正確に取得し、鉄塔や変電所の3次元モデルを構築し、送電機器のデジタル台帳を確立して、スマートグリッドの開発を支援します。