1、1广东电网有限责任公司韶关供电局广东电网有限责任公司韶关供电局20232023年年6 6月月2知识产权声明 本文件的知识产权属广东电网公司韶关供电局所有。对本文件的使用及处置应严格遵循广东电网公司韶关供电局有关规定或获取本文件的合同及约定的条件和要求。未经广东电网公司韶关供电局事先书面同意，不得对外披露、复制。Intellectual Property Rights Statement The intellectual property rights of this document belong to Guangdong Power Grid Company Shaoguan Power S

2、upply Bureau.The use and disposal of this document shall strictly comply with the relavant provisions of Guangdong Power Grid Company Shaoguan Power Supply Bureau or the conditions and requirements of the contract and agreement for obtaining this document without the prior writen consent of Guangdon

3、g Power Grid Company Shaoguan Power Supply Bureau,it shall not be disclosed or duplicated.3目录研究内容（关键技术及相关产品功能介绍）02.03.目目 录录CONTENTS（需求、研究现状、痛点及目的）预期成果（预期效益、技术指标、成果展示）4一研究背景需求 在电力行业中，变电站是电能输送、变换和分配的关键环节。为了确保变电站的安全运行和可靠供电，对室内空地进行定期巡检是必不可少的需求。传统的人工巡检方式存在效率低、安全风险高、数据获取和处理困难等问题，因此需要一种更高效、更智能化的巡检技术来满足需求。5

4、一研究背景现有研究基础 2019年4月，韶关供电局依托基于多机协同的空间机器人变电站自动巡检系统研发及示范应用科技项目开始探索无人机变电巡视中的应用，2021年4月实现变电站建模及航线规划全覆盖。2022年牵头省级揭榜挂帅项目：变电无人机自主巡检，参与编写省公司无人机智能巡检制度5份，向全省推广韶关经验；到目前为止，韶关局已成立生产指挥中心，支撑智能运维工作，常态化开展133座变电站一次设备无人机单轨巡视。6一研究背景痛点 传统人工巡检存在一些痛点和限制，首先，变电站室内空间（如高压室、GIS室）结构复杂，设备密集，人工巡检需要耗费大量时间和人力资源。其次，存在难以到达或存在安全隐患的区域，对

5、巡检人员造成风险。此外，人工巡检难以全面获取实时数据，并且对于大量数据的处理和分析也存在困难。当前南方电网已在主配网线路和室外变电站全面实现了无人机巡检，但是电网内还存在大量室内环境有机器巡检的需求，如室内变电站、仓库等。相较于机器人，无人机的视角更大更灵活，但是受限于GIS室内飞行时无人机GPS定位信号弱、误差大等问题，一直未能突破室内飞行的精确性和稳定性问题，限制了无人机在这些室内场景的应用。0 如采用固定摄像头监控方案，需要在变电站室内空间（GIS室、高压室）安装及维护大量固定摄像头，造价昂贵、成本高，且由于固定摄像头监控范围受限，可能会受到障碍物的限制，对于部分设

6、备表计的监控无法全覆盖，存在盲区。7一研究背景 室内空地一体立体化巡检技术的目的是提高变电站室内巡检的效率、准确性和安全性。通过引入巡检机器人、无人机等智能设备，减轻人工巡检负担，实现全面覆盖和高效巡检。通过数据分析和人工智能应用，实时监测和预测潜在故障，及时采取维修措施，提高变电站的可靠性和安全性。研究目的及意义空地：地8目录（关键技术及相关产品功能介绍）01.03.目目 录录CONTENTS研究依据（需求、研究现状、痛点及目的）预期成果（预期效益、技术指标、成果展示）9研究内容室内巡检无人机二10研究内容低成本无人机机载激光雷达载荷技术激光雷达选择：考虑成本因素，寻找性能与价格之间的平衡，

7、选择能够满足室内无人机巡检应用需求-测量范围、分辨率、扫描速度、重量和功耗等参数。数据传输和处理：为了实现低成本，使用轻量级的数据传输方案，如无线通信。此外，针对资源受限的无人机平台设计高效的数据处理算法，以满足实时性和精确性要求。定位与导航：机载激光雷达的主要目的是用于无人机在室内的定位和导航。由激光雷达作为载体，研究和开发基于激光雷达数据的SLAM算法，以实现无人机实时姿态估计、轨迹规划和控制等。二 尺寸：77.1 x 57 x 74.9mm 扫描频率：8Hz-15Hz重量：165g 测量半径：0.1m-40m11二研究内容无人机飞控平台可支持大疆御2、御2 行业版、御3行业版等。01御系

8、列无人机&配件(RFID)触点式充电模块02低成本无人机机载激光雷达载荷技术-室内巡检无人机改造配件激光雷达：用于室内定位与 避障充电模块：触点式自动充电/无线充电。载重目前载重为320g。理论最大 载重为550g。充电时间50分钟可从20%充至90%。0305飞行时间15-25分钟（御3 行业版）04尺寸御3 标准版 595mm x 520mm x 300mm 0612研究内容基于激光雷达SLAM室内无人机定位与导航技术二SLAM算法SLAM算法用于实现无人机在未知环境中的定位和地图构建。通过结合激光雷达感知数据和无人机的运动信息，SLAM算法可以估计无人机的位置，并同时构建室内环境的地图。

9、常用的SLAM算法包括基于扩展卡尔曼滤波（EKF-SLAM）和基于粒子滤波（Particle Filter）的方法。定位与导航基于激光雷达的SLAM技术可以实现无人机的实时定位和导航。定位是指无人机相对于室内环境地图的位置估计，导航是指根据目标位置进行路径规划和控制，以实现无人机的自主移动。通过实时更新定位信息，并结合路径规划算法，无人机可以安全、高效地在室内环境中飞行。避障与路径规划基于激光雷达的SLAM技术可以帮助无人机实现障碍物避障和路径规划。通过感知周围环境中的障碍物，无人机可以避开障碍物并规划最优路径以到达目标位置。路径规划算法可以结合环境地图和目标位置，考虑飞行约束和优化目标，生成

10、适合无人机飞行的安全路径。13二研究内容基于激光雷达SLAM室内无人机定位与导航技术路径规划、自主避障规划线路，自动调整路径，自主避障，安全飞行。03自动充电模块无人值守自动机库自动放飞，自动收纳，降落引导，数据下载，自动充电。01 自主研发、支撑多种室内自动场景应用：室内变电房巡检、仓库巡检及各类GPS信号不佳地点巡检无人机+激光雷达采 用 无 人 机+激 光 雷 达 方式 实 现 室 内 避 障 与 定位，保障稳定运行。多场景应用支持环境检测、能源巡检、安防应急、管道 巡 检 等 复杂 场 景 巡 检应用。激光雷达测距定位040214适用于室内场景的无人机低成本自动充电机库技术二研究内容

11、自动充电与自动降落l自动充电：通过充电控制系统，与无人机通信并执行充电指令。当无人机电量低于设定阈值时，机库自动启动充电流程。充电架会调整高度和角度，使充电接口与无人机对接，确保充电连接的稳定性。充电过程中，充电控制系统实时监测充电电流和电压，以保证充电安全和效率。l自动降落：机库配备降落引导系统，通过激光雷达和视觉传感器等技术，实现无人机的自动降落。结构模块化l停机坪模块化：XY杆、停机面板一体化，可快速拆装。l主控及机电箱模块化：主控机箱与电箱高度集成化，方便更换及维护。15智能充电机库输入标题文本输入标题文本亮点一：视觉引导精准回巢降落算法亮点二：模块化组装、易于维护关盖（mm）：107

12、4x1205x876开盖（mm）：1970 x1205x835重量（kg）：60无人机自动机库（室内版）无人机位置定位与调整室内无人机模块无人机飞行模型机电箱模块化组装后的机库宽520mm高340mm长595mm停机坪模块化无人机视觉映射二研究内容16室内自主飞控技术-室内无人机飞控平台二研究内容 为满足变电站室内巡检需求，研发一套室内无人机飞控平台，实现巡检任务远程一键下发、路径规划、任务执行、无人机调度及控制等。17室内巡检无人机主要功能高精定位及自主巡航实现远程控制无人小车启停远程一键下发任务二研究内容18照片实时回传与台账匹配实现远程控制无人小车启停实时直播与定点拍照室内巡检无人机主要

13、功能二研究内容19视觉降落、自动充电二研究内容室内巡检无人机主要功能20研究内容室内巡检机器人二21室内巡检机器人核心技术循迹导航技术宽度不限黑白胶带-高容错性、高鲁棒性六路灰度传感器-提高循迹精度高精度编码电机和PID控速-精准行驶A自动充电装置充电无需偏离工作路线，自动充电降低维护成本通过式充电桩，高容错性C状态识别技术使用具备时序分析能力的目标检测算法实现指示灯定位与状态识别功能通过影像图像分类与光学字符识别，实现压板所属类别、压板动作与状态信息识别功能D稳定结构设计采用全铝合金底盘结构，搭载避震悬挂系统和越野轮胎，碳纤维增高架减轻整体总重量，增加整体稳定性B研究内容二22研究内容二室内

14、巡检机器人核心技术-拍摄系统 由上中两段摄像头组成 上段摄像头为两自由度摄像头，适配一般高处的拍摄需求 下段则是固定摄像头，适配低处拍摄拍摄系统23研究内容二 采用高扭力低转速的四电机四驱方式配合自主行进算法可稳定运行动力系统室内巡检机器人核心技术-动力系统24研究内容二 通过识别轨道预设特征进行循迹运作完成自动巡检，而搭载的底部识别摄像头可通过标志物识别进行定点拍摄轨道识别系统室内巡检机器人核心技术-轨道识别系统25研究内容二 电源管理系统可实时监测电源状态（如电量、充电状态等）电源管理系统室内巡检机器人核心技术-电源管理系统26研究内容二室内巡检机器人核心技术-室内巡检机器人系统建设一套变

15、电站室内机器人巡检系统，实现远程控制机器人启停、充电、自主影像采集以及后续的影像自主识别等功能应用。27室内巡检机器人主要功能精准定位及高清拍照实现远程控制无人小车启停远程控制无人小车启停研究内容二28实现自动充电实现远程控制无人小车启停照片实时回传与台账匹配室内巡检机器人主要功能研究内容二29实现智能识别压板实例划分与识别指示灯实例分割与识别高压带电指示灯识别压板开合状态识别室内巡检机器人主要功能研究内容二30目录研究内容（关键技术及相关产品功能介绍）02.01.目目 录录CONTENTS研究依据（需求、研究现状、痛点及目的）（预期效益、技术指标、成果展示）31提高巡检效率和准确性：应用室内

16、空地一体立体化巡检技术可以减少人力资源投入，实现全面覆盖和高效巡检，提高巡检效率和准确性。降低安全风险：通过引入机器人和无人机等智能设备进行巡检，可以减少人工巡检过程中的安全风险，保障巡检人员的安全。实时监测和预测故障：通过数据采集、分析和人工智能算法，可以实时监测室内空地的运行状态，提前预警潜在故障，减少停电时间和故障损失。优化维护计划：通过数据分析和故障诊断，可以优化维护计划，提前进行设备维修和保养，延长设备寿命，降低维护成本。提高电力系统可靠性：通过及时发现和处理潜在故障，室内空地一体立体化巡检技术可以提高电力系统的可靠性，确保稳定的供电。32145预期效果三预期成果32预期效益三预期成

17、果人工巡检机器人巡检每个GIS室巡检时长：2.5h/次/人 （巡视+抄表）每个GIS室巡检时长：0.3h/次/架 （巡视+抄表）3个GIS室每月巡检人力：1人次单个GIS室每月巡检人力：10人次33预期效益三预期成果固定摄像头机器人巡检室内巡检机器人覆盖范围：高压室所有柜子室内巡检机器人建设成本：5万元/套每个高压室建设成本：5万元摄像头覆盖范围：3个高压开关柜/个固定摄像头单价：0.85万元/个固定摄像头建设成本（50个高压开关柜）：14万元/套每个高压室建设成本：14万元34室内无人机主要功能指标20min60min60min95%95%20cm20cm定位误差充电时长任务成功率续航 无人

18、机无线充电时长60分钟（充至90%）改造后的无人机飞行时长20分钟 激光雷达slam定位误差20厘米 任务执行成功率95%三预期成果35 自主充电桩设计，经千余次测试，充电成功率100%在满电的情况下，小车持续巡检时间可达8h 整体重量约15kg，高扭力低转速，稳定动力，可面对3cm高差的复杂地形 实时拍照分辨率：3840*2160 定位标签识别率100%指示灯状态识别准确率98%压板动作与状态识别准确率90%室内巡检机器人主要功能指标三预期成果36室内GIS室：225小时运行和测试500kVXX站有效替代人工巡检降低成本，对比管道式巡检机器人具备更灵活的操作模式与更宽松的环境约束，使得今后智

19、能变电站室内巡检更多采用无人机巡检方案；无人机灵活的空中悬停技术与多端的观测视角，增强巡检过程中的指针式、数字式仪表读数识别能力；设计的室内无人机自主定位控制算法能实现高精度的无人机室内定位。室内巡检无人机应用情况及效果测试成果：三预期成果37继保室：260h运行和测试220kVXX站高压室：380h运行和测试继保室：230h运行和测试220kVXX站高压室：420h运行和测试经过实际应用和测试验证，小车稳定性好，循迹定位准确，拍摄照片清晰，指示灯和压板状态识别准确率高，现场巡检数据实时回传到供电局生产监控指挥中心，实现变电站室内设备自动化、智能化日常巡视。室内巡检机器人应用情况及效果三预期成果38室内无人机巡检-GIS室三预期成果39室内无人机巡检-GIS室三预期成果40三预期成果室内机器人巡检视频-芙蓉站高压室41谢谢聆听