南方电网自2015年大规模引入多旋翼无人机参与输电线路运维工作以来，解决了传统人工巡检效率低、工作强度大等问题，但随着时间推进，无人机手动飞行巡检的一些诸如操作难度大、推进前期炸机率高等问题也逐渐显现出来。
随着电网机巡工作的成熟与多旋翼无人机技术的进步，输电线路无人机一键起飞、自动精细化巡检已经开始在南方电网部分地区试行，预计在2020年建立数字南网实现机巡为主，人巡为辅的目标，与手动飞行工作相比，自动飞行更为规范、巡检质量更高，再次提升了作业效率，为运维人员有效减负。
现在就来详细介绍一下无人机自动巡检使用到的无人机机型与几种技术。
自动精细化巡检图传画面
自动巡检使用的机型
精灵 Phantom 4 RTK 和 SDK 遥控器
精灵 Phantom 4 RTK 集成全新 RTK 模块，拥有更强大的抗磁干扰能力与精准定位能力，提供实时厘米级定位数据，在执行自动巡检任务时可保证航线精准、飞行安全。配合SDK遥控器使用广东电网基于 DJI MSDK开发的自动飞行软件智巡通。工作人员只需在遥控器上选择对应的模式，导入航线，即可实现杆塔点对点自动巡检。
精灵 Phantom 4 RTK 和 SDK 遥控器
自动巡检使用的技术
DJI Mobile SDK开发：自动飞行软件智巡通
智巡通提供正射影像、带状正射、倾斜摄影、线状摄影、全景采集、通道巡视、树障巡视、精细巡视、点云采集、环绕飞行、雷达扫描等多达 12 种作业模式，满足不同作业的巡视需求。飞行结束后，系统还将自动对照片分类、重新命名，更新三维空间的台账。
智巡通APP界面
激光点云三维建模技术（主网建模）
使用固定翼或直升机搭载激光雷达沿主网线路飞行，采集每节杆塔高程，GNSS等点云数据，后续再根据点云模型设定不同飞行模式的航线。自动巡检就可以根据雷达点云数据预设好的航线，实现自主绕塔和精细化巡检。
在精细化巡检时，相机对焦部位设置都在三维航线系统里预先设置。先识别点云中的部件区域，再根据焦距、拍摄距离、角度需求进行拍摄。
激光点云建模
大疆智图倾斜摄影三维建模（配网建模）
主网的自动飞行方案并不能直接在配网复用。难点在于最基础的导航数据采集部分。配网线路，其主线和支线的关系就如同树干和树枝的关系，直升机和固定翼飞机飞行速度过快，飞机太大，来回调头效率极低，而多旋翼雷达作业硬件成本太高。另外，配网线路低矮，作业风险很大。
配网的三维建模是使用精灵 4 RTK 逐步采集配网线路数据，利用大疆智图软件生成点云通道，最后依托点云通道计算出最佳飞行路径，生成航线。
大疆智图生成点云模型
网络RTK定位技术
精灵4RTK使用的网络RTK定位技术是近年来在常规RTK和差分GNSS的基础上建立起来的一种新技术。它的基本原理是在一个较大的区域内稀疏地、较均匀地布设多个GNSS参考基准站， 构成一个基准站网， 我们就能借鉴广域差分GNSS和具有多个基准站的局域差分GNSS 中的基本原理和方法来设法消除或削弱各种系统误差的影响， 获得高精度的定位结果。简单解释就是，通过千寻位置预先在全国各地设置的基准站发送位置信号，结合无人机的定位计算误差得出精准位置。特别提醒：网络RTK模式作业前提是要有网络信号。
网络RTK原理
RTK定位技术对于自巡检自动化至关重要，以往精细化巡检是炸机最多、用时最长的巡检工作项目，现在使用基于RTK定位的自动精细化巡检，无人机可以快速精准地飞到杆塔各个挂点，而且飞行时没有多余的动作，省时省力安全性高。这样飞手只需要经过基础培训，就可以参与到巡检工作中，大大提升了电网巡检效率。
本文作者是慧飞无人机应用技术培训中心《无人机巡检技术》课程教员王忠源，2016年开始接触多旋翼无人机，从事慧飞无人机教学工作3年。
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