1. 背景介紹

經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電力先行，歷史的車輪，總是在永不停息的奮進(jìn)中書寫進(jìn)步和發(fā)展的軌跡；隨著黨的二十大閉幕，我國綜合實(shí)力躍上新臺(tái)階，電網(wǎng)發(fā)展也步入快車道。北京御航智能科技有限

司緊跟行業(yè)步伐，積極響應(yīng)國網(wǎng)總部創(chuàng)新建議，聯(lián)合國網(wǎng)部分網(wǎng)省公司以無人機(jī)綜合管控微應(yīng)用平臺(tái)為依托，以前端AI智能識(shí)別模塊“御視A10”為基礎(chǔ)，探索出了一條“AI輔助拍照與航線智能優(yōu)化”的智能化應(yīng)用新模式，在輸電線路運(yùn)維垂直領(lǐng)域大力推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，向電網(wǎng)巡檢數(shù)化轉(zhuǎn)型又邁進(jìn)了一大步。

2022年11月17日，一架新款DJI 經(jīng)緯M30騰空而起，執(zhí)行山東電力220kV某線精細(xì)化無人機(jī)巡檢的任務(wù)。這是山東電網(wǎng)首次在前端加載AI輔助拍照模塊“御視A10”，采用實(shí)時(shí)邊緣計(jì)算及精準(zhǔn)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視覺AI輔助數(shù)據(jù)自主采集，同時(shí)結(jié)合無人機(jī)綜合管控微應(yīng)用平臺(tái)智能優(yōu)化歷史航線，完成航線自適應(yīng)改造，全面升級(jí)無人機(jī)數(shù)字化管控技術(shù)手段。

2. 創(chuàng)新技術(shù)

當(dāng)前電網(wǎng)無人機(jī)巡檢技術(shù)發(fā)展迅猛，規(guī)?；瘧?yīng)用推進(jìn)日新月異，近兩年各網(wǎng)省公司在自主巡檢航線規(guī)劃、線路三維全息信息采集和缺陷智能識(shí)別方面不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用升級(jí)。但總體來講無人機(jī)巡檢的智能化應(yīng)用方面仍存在不少實(shí)際問題需解決，如航線規(guī)劃的靈活性和自適應(yīng)方面，以及萬眾期待的缺陷識(shí)別精度提升等方面。北京御航基于自身在人工智能、圖像識(shí)別領(lǐng)域深厚的技術(shù)積累和無人機(jī)電力巡檢的深入實(shí)踐，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了以下技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用。

（1）基于邊緣智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人機(jī)AI輔助巡檢

前端AI輔助拍照產(chǎn)品定義

無人機(jī)自主巡檢前端AI輔助拍照產(chǎn)品，基于人工智能和前端邊緣計(jì)算技術(shù)，高精度目標(biāo)抓拍的同時(shí)，滿足低功耗、易集成的要求，降低后端分析壓力，可有效保證數(shù)據(jù)的高質(zhì)量采集，為后端AI缺陷分析提供數(shù)據(jù)保障，讓自主巡檢真正快速、精準(zhǔn)、高質(zhì)量的完成任務(wù)。

前端AI輔助拍照核心功能可有效解決自主巡檢時(shí)拍攝模糊、對(duì)焦不準(zhǔn)、目標(biāo)在圖像中的占比不足、圖像曝光不足、逆光等問題，基于前端AI識(shí)別及精準(zhǔn)控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)居中對(duì)準(zhǔn)、自適應(yīng)放大、清晰可辨地捕獲檢測(cè)目標(biāo)，讓自主巡檢真正快速、精準(zhǔn)、高質(zhì)量的完成任務(wù)。

圖丨智能變焦-自適應(yīng)放大

圖丨智能對(duì)焦-清晰可辨

圖丨居中對(duì)準(zhǔn)--一點(diǎn)多拍

圖丨智能曝光--抵抗逆光、過曝、欠曝

AI輔助拍照產(chǎn)品形態(tài)--“御視”系列邊緣智能終端。

北京御航早在2019年開始探索無人機(jī)前端邊緣計(jì)算技術(shù)，并于2020年3月首次推出機(jī)載端無人機(jī)邊緣智能產(chǎn)品“御視A100”無人機(jī)機(jī)載大腦，后續(xù)又陸續(xù)推出了移動(dòng)端邊緣智能模塊“御視A10”，重要核心功能之一即AI輔助拍照能力。

（2）基于邊緣智能的圖像壓縮有效降低傳輸成本

采用基于深度學(xué)習(xí)的圖像超分辨率技術(shù)進(jìn)行圖像壓縮，以生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)能使圖像重建更加清晰而圖像壓縮比更高。其過程是邊緣計(jì)算端先對(duì)原有JPEG圖像進(jìn)行壓縮后發(fā)送到后端，在后端再進(jìn)行圖像的恢復(fù)，對(duì)大疆無人機(jī)巡檢圖像平均壓縮比在21.53以上，平均PSNR大于30.87, 通過圖像壓縮后的圖像目視比對(duì)上無差異，壓縮后的圖像進(jìn)行智能識(shí)別偏差約0.8%。

（3）航線智能優(yōu)化與改造

航線智能優(yōu)化與改造主要是指可針對(duì)電網(wǎng)存在的已有不同類型航線進(jìn)行統(tǒng)一格式轉(zhuǎn)換和航線改造調(diào)優(yōu)，達(dá)到以下適應(yīng)性能力：

滿足不同機(jī)型的航線需求，如舊有精靈4RTK、御2進(jìn)階版、M300等機(jī)型，還有新機(jī)型如御3、M30/M30T等對(duì)航線不同輸入格式的要求；

滿足不同自主巡檢App的航線要求；

滿足統(tǒng)推微應(yīng)用平臺(tái)的航線要求；

滿足不同巡檢作業(yè)場(chǎng)景的航線要求，在滿足原有精細(xì)化巡檢場(chǎng)景外，還應(yīng)滿足紅外巡檢模式、通道巡檢模式、應(yīng)急巡檢模式等不同場(chǎng)合下的航線需求。

3. 技術(shù)驗(yàn)證

（1）AI輔助拍照技術(shù)驗(yàn)證

測(cè)試采集100基輸電桿塔數(shù)據(jù)，集成AI輔助拍照模塊的自主巡檢App同時(shí)具備“AI巡檢”與“常規(guī)巡檢”兩種模式，分別基于兩種模式對(duì)100基輸電桿塔進(jìn)行圖像采集和缺陷識(shí)別，并進(jìn)行對(duì)比分析。分析結(jié)果表明“AI巡檢”模式廢片率比“常規(guī)模式”下降60%，圖像識(shí)別精度平均提升21%，但單張照片平均耗時(shí)增加7%，“AI巡檢”模式獲得更高畫質(zhì)、更高分辨率圖像的同時(shí)，促進(jìn)了后期缺陷識(shí)別精度的提升。

此外，“AI巡檢”模式減少了自主巡檢對(duì)航線的高度依賴性，提高了對(duì)輸入航線的自適應(yīng)能力；它擺脫了巡檢作業(yè)對(duì)天氣的嚴(yán)苛要求，巡檢人員可在不同光照條件下均能獲取高質(zhì)量巡檢圖像，非常適合目前正在大力推廣的基于機(jī)巢的網(wǎng)格化巡檢作業(yè)模式。

（2）無人機(jī)圖像壓縮回傳測(cè)試

對(duì)540張共計(jì)3.27GB的圖像進(jìn)行壓縮，壓縮后為156MB。

圖丨圖像壓縮前后對(duì)比

目視效果：細(xì)節(jié)基本無差異，滿足銷釘級(jí)缺陷識(shí)別。

圖丨壓縮前-壓縮后

4. 落地推廣

當(dāng)前北京御航推出的前端智能產(chǎn)品已在多個(gè)網(wǎng)省得到試點(diǎn)應(yīng)用和技術(shù)驗(yàn)證。

山東電網(wǎng)早在2021年底就開始與我司共同探索前端邊緣技術(shù)在無人機(jī)自主巡檢中的實(shí)際價(jià)值，目前已經(jīng)完成現(xiàn)有自主巡檢App與前端AI模塊的集成，如前文所述并完成了首次試飛驗(yàn)證。

冀北電網(wǎng)技培中心已在上百架無人機(jī)中集成“AI輔助拍照”模塊，并在多個(gè)地市進(jìn)行了試點(diǎn)推廣，同時(shí)也引入了航線智能優(yōu)化和改造技術(shù)對(duì)省內(nèi)幾萬條航線數(shù)據(jù)進(jìn)行航線治理，以滿足微應(yīng)用平臺(tái)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求。

此外，AI輔助拍照技術(shù)也得到了福建電網(wǎng)的高度認(rèn)可，今年在局部地市也進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證和安裝部署。

相信在不久的將來，前端AI輔助拍照產(chǎn)品“御視”A100和A10可以在無人機(jī)電力巡檢領(lǐng)域開拓更多的應(yīng)用場(chǎng)景，借助人工智能的力量實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，助力無人機(jī)自主巡檢智能化深度應(yīng)用！