“報告，導線清障完畢，用時30秒。”“收到，請注意安全返回。”這一幕是南方電網深圳供電局無人機體系中最新款的輕型激光“戰斗機”工作現場，它也是國內首款裝備了激光炮的清障無人機，專門用來清除懸掛在輸電導線上的風箏等輕型障礙物。
“線路巡視是輸電線路工作中最常開展也是最重要的一項工作，既要飛得久，又要看得遠，最好還能自動識別故障，所以我們的巡視無人機就主攻這些痛點。”項目負責人余鵬介紹道。
激光對精度要求很高，而高空中的風力無時無刻都在影響著無人機、導線和外飄物的相對位置，所以激光無人機最大的技術難點就是在高空保持高精度，既要燒毀外飄物又不能損傷導線。該機采用了毫米波雷達精準測距，用高精度的穩定云臺保持準星穩定，用60毫秒的超低延時圖傳鏈路保證地面控制人員的操作精準，做到在3級風下穩定精準，指哪打哪，一擊即中。相比目前業界應用較多的噴火式無人機，它對使用環境的要求更低，沒有引發火災的風險，也沒有降溫的要求，更加安全可靠。
與它配合“作戰”的還有兩個“好兄弟”——長航時超視距“偵察機”、落地線清障“登陸飛艇”，它們分別擔任了遠距離自動偵查故障、長航時清除大型障礙物的重任。
三架無人機各司其職，組成的鐵三角可將傳統人工停電作業的5－8小時縮短至30分鐘左右。其配備了缺陷自動辨識、雙目識別系統等黑科技，普通人員只需3次左右集中培訓即可掌握，實用性、易用性、安全性在無人機電力行業應用領域處于全國領先，目前已獲授權專利10項，登記軟件著作權6項。
長航時超視距“偵察機”，自動識別六成以上典型缺陷
“線路巡視是輸電線路工作中最常開展也是最重要的一項工作，既要飛得久，又要看得遠，最好還能自動識別故障，所以我們的巡視無人機就主攻這些痛點。”項目負責人余鵬介紹道。
該局的研發團隊通過采用氣動外殼布局、3D打印、電源管理、高效推進系統等技術，將巡視無人機續航時間提高到了40分鐘以上。“之所以稱之為‘超視距’，是因為它的巡航圖傳距離超過4公里，使操作人員獲得視野距離之外線路的有效信息。”余鵬說。硬件需求達標后，研發團隊進一步在系統上開展輸電線路典型缺陷數據庫技術及自動辨識技術研究，自主識別典型缺陷的正確率高達60％以上。如在空中遇到障礙物或發生失控，無人機便會利用雙目視覺系統和應急傘降系統自動避障和迫降，可謂是“武裝到牙齒”。
這臺身兼數項黑科技的“偵察機”，不僅是該局輸電人的“千里眼”，而且配合他們創新提出的網格化無人機巡檢模式，將線路巡視工作量大幅降低50％，使得巡線管理更加精益高效。
激光清障“戰斗機”，擊潰障礙物只需10秒
作為國內首個配置“激光炮”的無人機，其攻擊的對象為輸電導線上的風箏飄帶、塑料薄膜等輕型外飄物，它的“激光炮”采用無需水冷的高功率密度激光發生器，可以在極短時間內“擊毀”外飄物。
激光對精度要求很高，而高空中的風力無時無刻都在影響著無人機、導線和外飄物的相對位置，所以激光無人機最大的技術難點就是在高空保持高精度，既要燒毀外飄物又不能損傷導線。該機采用了毫米波雷達精準測距，用高精度的穩定云臺保持準星穩定，用60毫秒的超低延時圖傳鏈路保證地面控制人員的操作精準，做到在3級風下穩定精準，指哪打哪，一擊即中。相比目前業界應用較多的噴火式無人機，它對使用環境的要求更低，沒有引發火災的風險，也沒有降溫的要求，更加安全可靠。
“我們在研發這臺無人機的時候，最重視的就是實用性，要求不僅僅能應用于深圳一地，還要能適應其他地區的各種條件。”余鵬表示，該機在多種配件上采用了軍品級的元件，保證在0℃天氣等惡劣環境下正常使用。
落地線清障“登陸飛艇”，輔助系統實現精準落線
激光清障無人機一般是用于清除寬度在5厘米以內的外飄物，當遇到難纏的“對手”時，就需要登陸飛艇——落地線清障作業無人機出馬了。
“清除面積較大外飄物需要一定的時間，為了提高清障效率，我們考慮讓無人機像鳥兒一樣‘停’在線上，以增加它的工作續航時間。”談到該無人機的設計理念時，項目主要研發人員張欣說道。在整個清障作業中，最重要的一環就是精準落線。為了攻克這個難關，研發團隊研制了單輪落線機構和輔助落線系統，通過“雙目視覺＋超聲”輔助落線系統的實時測距功能，輔助無人機精準落線及復飛，落線后可在25度的坡度線路上行走。
該無人機自地面起飛后，可通過第一視角攝像頭靠近線路，落線后啟動滾輪行走至障礙物附近，使用加熱電阻絲在30秒內清除燃點在500攝氏度以下的障礙物，相比傳統5－8小時的人工停電作業，工作效率大大提高。
“在努力實現‘機巡為主，人巡為輔’的智能化、可視化巡檢的同時，積極推動電力行業專用無人機產業化升級。”余鵬對此信心滿滿。
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