Uma nova opção para inspeção de linhas de transmissão aéreas urbanas: o scanner LiDAR portátil SLAM100.

Com o rápido desenvolvimento das cidades, os sistemas de fornecimento de energia urbana continuam a crescer a um ritmo relativamente acelerado, e a extensão das linhas de transmissão aéreas continua a aumentar, representando desafios cada vez maiores para a operação e manutenção dessas linhas. As inspeções manuais tradicionais baseiam-se principalmente em inspeções presenciais, o que acarreta tarefas árduas e baixa eficiência. Especialmente em áreas urbanas com cenários complexos, a eficiência e a precisão não são ideais. A inspeção aerotransportada por LiDAR com drones é uma solução bastante consolidada para a inspeção de linhas de transmissão. Através do processo integrado de inspeção presencial, processamento e análise de dados, é possível identificar rapidamente defeitos nas linhas.

No entanto, existem grandes diferenças ambientais entre áreas urbanas e áreas como montanhas e colinas. As áreas urbanas são densamente povoadas por pessoas e edifícios, e as linhas de transmissão e as formações geográficas circundantes formam uma situação complexa e interligada, o que representa uma séria ameaça à segurança de voo dos drones. Para a inspeção de linhas de transmissão de energia em áreas urbanas, a plataforma móvel de mochila lidar S-PACK100, combinada com o SLAM100, pode se adaptar aos cenários de trabalho complexos em áreas urbanas. Os técnicos carregam o S-PACK100 nas costas e caminham ao longo da linha em um ritmo normal para realizar a varredura digital das linhas de transmissão em curta distância.

Linhas de transmissão aéreas urbanas

A plataforma de mochila LiDAR S-PACK100 é uma plataforma de expansão integrada recém-lançada, adaptada ao scanner LiDAR móvel SLAM100. Ela suporta a expansão do módulo RTK e do módulo de câmera panorâmica, permite a montagem do scanner LiDAR SLAM100 e possibilita a operação de escaneamento a pé, sobre rodas, etc., o que não só enriquece os modos de operação do SLAM100, como também melhora sua eficiência.

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

A área de teste está localizada ao redor de um grande estacionamento em uma determinada cidade. A tensão das linhas de transmissão aéreas na área é de 220 kV. A linha em questão possui um total de 4 torres de base e cerca de 1 km de extensão. Há outras duas linhas paralelas a ela em ambos os lados. A linha é cercada por edifícios e vegetação, além de diversas vias e atividades humanas. A linha cruza rios e viadutos, configurando um ambiente complexo que reflete as principais características e condições das linhas de transmissão aéreas urbanas.

Visão geral da área de teste e direção do percurso

Ambiente da área de teste

Tendo em vista a complexa situação real da área de levantamento, a equipe de coleta formulou previamente a rota de coleta por seção e área para garantir a integridade dos resultados da nuvem de pontos e evitar interrupções e perdas na rede elétrica. O planejamento da rota de coleta segue os seguintes princípios:

♦ Para áreas normalmente transitáveis ​​a pé (como dentro do estacionamento), basta coletar normalmente, seguindo as linhas demarcadas em ambos os lados.

♦ Atravessando viadutos, rios e outras áreas, sob a premissa de garantir a segurança dos coletores, aproxime-se o máximo possível da linha alvo, de longe para perto, e adquira dados completos em ambos os lados dos viadutos e rios.

Método de coleta de dados

Instale o SLAM100 juntamente com a plataforma de mochila S-PACK100. Após ligar o SLAM100, conecte-o à rede CORS para selecionar a porta e o nó de origem e coloque a mochila em uma área aberta para repouso por 2 a 3 minutos, o que facilita a busca e o posicionamento rápido dos satélites pelo módulo RTK. Concluída a inicialização do SLAM100, os coletores utilizam a plataforma de mochila para obter dados de acordo com a rota e as regras de coleta estabelecidas. Durante o processo de coleta, eles podem visualizar o panorama da varredura em tempo real através do aplicativo SLAM GO para celular. A varredura de campo é dividida em 3 áreas, representadas por cores diferentes. A varredura da área 1 (verde) levou 10 minutos, a da área 2 (vermelha) levou 15 minutos e a da área 3 (amarela) levou 15 minutos, totalizando 40 minutos.

Coleção de Campo

Utilize o software SLAM GO POST Pro para PC para processar os dados da nuvem de pontos com transformação não rígida de um clique, baseada na trajetória RTK. A transformação não rígida não só utiliza os valores reais das coordenadas para eliminar a influência de erros acumulados e melhorar a precisão das nuvens de pontos, como também incorpora diretamente as nuvens de pontos ao sistema de coordenadas absolutas, eliminando a necessidade de etapas subsequentes de registro e permitindo a fusão precisa de nuvens de pontos em diferentes sequências de escaneamento, atendendo aos requisitos de resultados de nuvem de pontos para inspeção de energia.

A densidade média de pontos da nuvem de pontos do canal da linha de transmissão aérea é de 980 pontos/㎡, e o circuito duplo na mesma torre é desenhado rapidamente, e as linhas de energia que cruzam o rio e o viaduto são completas e contínuas, sem interrupção.

Os dados da nuvem de pontos dos condutores do canal da linha de transmissão aérea, fios de aterramento, jumpers, torres e isoladores estão claramente cobertos, a estrutura está completa e os condutores divididos em quatro partes são claramente visíveis.

A nuvem de pontos foi comparada com os pontos de canto da base da torre medidos por GNSS-RTK (os pontos vermelhos são os pontos de verificação medidos, num total de 16), e a precisão da nuvem de pontos foi verificada. O erro no plano da nuvem de pontos é de 5,3 cm e o erro na elevação é de 4,7 cm.

Ajuste de nuvem de pontos e checkpoint

Os dados de nuvem de pontos de alta precisão obtidos com o SLAM100 atendem plenamente às necessidades dos serviços de inspeção de energia. Sua portabilidade, a ausência de GPS e a capacidade de operar em múltiplas plataformas permitem sua aplicação em redes principais urbanas e redes de distribuição onde o sobrevoo não é viável em ambientes complexos. Inspeção de linhas de transmissão. Comparado com a aplicação em larga escala da tecnologia LiDAR aerotransportada por drones na inspeção de energia, o SLAM100 atua mais como um meio técnico complementar. Além disso, o SLAM100 pode realizar escaneamentos detalhados de equipamentos de energia, como torres e subestações, obter com precisão a forma, o contorno e as dimensões geométricas das conexões das linhas, construir modelos tridimensionais de torres e subestações e estabelecer registros digitais para equipamentos de transmissão de energia, auxiliando no desenvolvimento de redes inteligentes.