隨著智能電網的建設加速，無人機憑借高精度視覺與紅外傳感等技術，已廣泛應用于變電站絕緣子缺陷識別、金具銹蝕檢測及熱成像異常排查等場景，大幅提升了巡檢效率并降低了人工高危作業風險。

然而，規模化應用仍面臨復雜電磁環境導航避障能力不足、極端天氣適應性弱、多源數據智能化分析水平有限等挑戰，制約巡檢效能突破。

4月16日，由金巡獎組委會主辦的“變電站無人機巡檢技術沙龍”匯聚了國網、南網及廣州智飛科技等行業企業權威專家，聚焦技術優化與場景拓展兩大方向展開研討，為無人機巡檢系統深度應用提供了關鍵技術突破路徑。

本次沙龍由廣東電網有限責任公司機巡管理中心經理劉高、國網泰州供電公司智能運檢中心負責人戴永東共同主持。

在日常航線規劃里，現有的激光點云模型已能滿足基本需求，然而在運維管理和數字孿生場景中，其質量卻暴露出明顯短板。就原始數據采集而言，無論是運用傾斜攝影技術，還是借助激光雷達掃描，整個過程都極為耗時。不僅如此，后續針對采集到的原始數據開展三維重建等處理工作，同樣會耗費大量的時間，嚴重影響整體工作效率與應用效果。

1.提前對采集區域進行詳細勘察和分析，規劃科學合理的采集路線，能夠避免重復采集和遺漏關鍵區域，提高采集效率。比如，在城市建筑密集區，按照街道走向和建筑布局規劃路線，可確保每個建筑都能被完整掃描。

2.提升數據采集的全面性與精準度，對數據采集方案進行優化：地面數據采集環節，將靈活采用背包雷達與地基雷達協同作業模式，充分發揮背包雷達機動性強、可深入復雜區域以及地基雷達穩定性高、監測范圍廣的優勢，實現地面數據的高效、精準采集；上層空間數據采集方面，引入無人機進行天空端補拍作業，利用無人機快速響應、高空視角獨特等特點，對重點區域及地面設備難以覆蓋的盲區進行針對性補拍，形成天地一體化的數據采集網絡，確保數據采集無死角、高質量。

3.運用3DGS重建及渲染技術，針對模型成像質量差、紋理模糊、幾何失真等問題進行優化，提升模型成像品質，使其達到更高的視覺效果與應用標準。

1.聚焦現有采集設備采集耗時久、數據重建效率低下的難題，通過技術升級、流程優化等手段，實現采集時間與數據重建時間的顯著縮短。

2.背包雷達、地基雷達和無人機采集的數據在格式、精度、坐標系等方面存在差異，需要攻克多源異構數據的高效融合算法，確保不同類型數據能夠準確、無縫地整合在一起，形成統一、完整且高質量的數據集，以支撐后續精準的模型重建。

3.研究更高效、準確的三維重建算法，減少重建過程中的計算量和誤差。

基于3DGS的重建及渲染技術雖有效改善了模型質量不佳的問題，但該技術重建與渲染過程高度依賴超高硬件資源，且當前市場上缺乏較為成熟且專門針對經3DGS重建及渲染后模型的編輯軟件，這都給其應用推廣帶來了較大挑戰。

1.合理選擇硬件組合能有效提升資源利用率；

2.對現有三維模型編輯軟件進行模型格式適配，也能實現部分編輯需求。

1.研發專門針對3DGS重建及渲染的專用硬件芯片，優化其架構和算法，提高計算效率和降低能耗。

2.對3DGS重建及渲染算法進行優化，降低其計算復雜度。

3.推動3DGS編輯軟件與現有主流三維建模、染和可視化軟件的集成，實現數據的無縫傳輸和功能的互補。

大面積區域完成重建后，生成的實景模型或點云模型數據量極為龐大，這使得模型在實際應用時，必須依賴高性能的硬件資源才能實現流暢加載。而且，一旦已采集區域出現變化，就需要重新組織數據采集工作，同時調整航線規劃。這一流程通常會導致項目不得不重新立項，從而造成人力與物力資源的大量浪費。

1.將整體區域按照一定間隔劃分成獨立的子區域數據，當某個子區域出現變化時，僅針對該子區域重新開展數據采集與航線規劃工作。

2.針對非核心設備，開展模型簡化與壓縮工作，以此降低渲染負擔，顯著提升交互的流暢程度。

1.研究更高效的幾何簡化算法，在保證模型視覺效果的前提下，減少模型的面片數量。

2.實現模型更高效的LOD加載方案，根據用戶的視角和需求，動態加載模型的不同部分。

當前變電站單架次巡檢存在效率低下的問題，主要由于航點拍攝角度規劃欠佳，導致拍攝范圍過大、涵蓋設備數量過多，加之現場環境干擾因素復雜，給后續的缺陷識別與判斷工作帶來了不利影響。

1.對于日常巡檢是否能先執行粗巡作業，并對采集到的數據進行初步篩查，一旦發現問題，便立即開展精細化缺陷群組巡檢，以此提升整體巡檢效率。

2.分析歷史巡檢數據和缺陷分布情況，針對容易出現缺陷的部位和設備，增加航點密度和拍攝角度。

3.在開展巡檢前，對變電站現場環境進行充分的預調研和評估。

4.航線規劃應滿足以下原則，1）安全原則：應該從航線規劃開始考慮安全問題。走巡視通道的方式進入設備。不建議高空進入跨設備，容易掉在設備上導致安全事故的發生。2）高效原則：蓋面需要考慮主設備的正面和背面的采集。在規劃單條航線時，需充分考慮無人機的續航能力，盡可能多地覆蓋拍攝點位。同時，航點的覆蓋范圍應兼顧主設備的正面與背面采集，確保巡檢數據的全面性和準確性，從而提高整體巡檢效率。

1.期望采用基于設備巡檢需求點位選取的方式構建巡檢航線，自動生成高效且安全的巡檢航線。

2.研發航點拍攝優化算法，綜合考慮拍攝范圍、設備數量、拍攝清晰度等多個目標，優化航點規劃方案。通過不斷調整算法參數，找到滿足多個目標的最佳航點組合。

當前，變電站巡檢領域在基于可見光的算法應用上已取得一定進展像表計識別、設備外觀破損檢測等算法發展得較為成熟。但紅外算法在實際應用中卻面臨較大識別難題，這主要是因為變電站巡檢點位設備背景復雜、干擾因素眾多。與此同時，變電站可用于算法訓練的樣本數量匱乏問題突出，盡管每年能生成逾千萬張巡檢樣本，但其中缺陷樣本僅有幾千張，樣本分布極度不均衡，給算法訓練帶來了嚴峻挑戰。

1.制定更為合理的樣本采集策略，著重提升缺陷樣本的采集占比。針對易出現故障的設備和區域，采用多角度拍攝、不同時段采集等方式全方位獲取樣本數據，從而有效增加缺陷樣本的數量。

2.利用生成對抗網絡生成更多的缺陷樣本，平衡樣本分布。

3.開展紅外夜間專項特巡工作，以此降低太陽反射以及背景環境溫度過高所帶來的干擾因素對巡檢結果的影響。

1.研究更適合紅外圖像的深度學習模型，提高對紅外圖像中設備特征的提取能力。

2.研究多模態融合算法，將紅外圖像與可見光圖像進行融合，利用兩種圖像的優勢互補，提高識別的準確性。

3.針對部分識別效果不佳的場景，深入鉆研小樣本網絡技術，同時積極探索并推動其與適用于該場景的傳統算法進行深度融合研究。降低網絡對大規模樣本數量的依賴程度，提升算法在樣本稀缺情況下的識別性能和泛化能力。

經過全面且深入的分析，我們發現，無人機碰撞事故大多是由RTK定位出現異常，或是設備間隔出現新增變化等情況導致的。這些狀況會使無人機在巡檢作業過程中，定位精度下降，觸碰到障礙物，最終引發碰撞事故。

1.在完成模型重建后，從中提取出設備的包圍盒信息，并在無人機巡檢過程中，將該包圍盒信息與無人機飛行數據進行融合，以此制定更為精確的繞障避障策略，進而提升無人機的飛行安全性。

2.在無人機巡檢系統中集成RTK信號監測模塊，當信號出現異常時系統能夠及時發出預警信息，提醒操作人員注意。

1.目前對于導線級的避障仍需提升檢測精度及避障策略，從而提升無人機巡檢的安全。

2.建立完善的模型更新機制，及時獲取設備間隔新增變化的信息，并對無人機巡檢任務模塊中的模型進行更新，執行任務前進行碰撞檢測，確保作業安全。

無人機的圖數傳鏈路在傳輸距離超過七公里時，受信號干擾的影響會顯著增大，難以有效支撐網格化巡檢工作的順利開展。而在存在樓房、設備等障礙遮擋的復雜巡檢場景中，無人機所采用的圖數傳鏈路或4G/5G鏈路常常出現不穩定的情況，這大幅增加了無人機發生碰撞的風險。

1.可以借助自組網技術，有效支撐機巢覆蓋范圍拓展以及解決巡檢過程中面臨的信號傳輸距離限制或干擾等相關問題。

2.機巢若部署于變電站圍墻附近，易引發氣象站信息采集不準確、定位精度下降以及圖數傳信號被遮擋等問題。針對此類狀況，可通過采用升高機構的方式，對機巢的部署位置進行優化調整。

3.在固定機場部署的既定條件下，宜采用移動機場對固定機場覆蓋范圍之外的點位開展巡檢工作，以此提升整體巡檢效能。

4.對于遠距離作業場景，部署中繼節點，延長無人機與機巢的數據傳輸距離，保證無人機作業安全性。

1.關注并探索新興通信技術的應用，利用其更快的網絡速度、更低的延遲以及通感一體化功能，提升無人機圖數傳鏈路的性能。

2.對于超視距或特殊應用場景，研究并采用衛星通信鏈路實現更長距離、更穩定的數據傳輸。

3.研究在無人機與地面站之間建立多條通信鏈路，當主鏈路出現故障時，能夠自動切換到備用鏈路，確保通信的連續性。

如何將無人機檢測環節與現有的新站投運和改造驗收流程有效整合避免流程沖突和重復工作，提高整體驗收效率？

1.將無人機檢測環節嵌入到現有驗收流程的關鍵節點中。例如，在設備安裝調試完成后，安排無人機進行外觀和布局檢查，及時發現安裝過程中可能存在的問題，如設備位置偏差、線路連接異常等。

2.無人機在智慧工地場景中具有廣泛應用價值，可完成建設工地現場針對違章行為進行監測、挖填方分析，對基建項目的進度進行實時監控等工作。

3.利用信息化技術，建立無人機檢測結果的實時反饋系統。無人機完成檢測后，操作人員將檢測結果及時上傳至系統，驗收團隊相關人員可以實時查看。

1.為提升新站投運和改造驗收中的智能化與高效性，要求無人機需具備前端算法檢測能力，使其能夠在巡檢過程中，依托該能力自動、精準地捕獲各類異常情況；并且，在巡檢任務結束后，可基于巡檢所獲取的數據快速的自動生成全面、詳細的巡檢報告供現場分析。

2.期望當前三維重建技術能夠進一步提升使模型在質量與精度方面能夠達到更優水平，待新建工作圓滿完成后，先對站點開展點云及實景的高精度建模作業，隨后將建模成果進行數字化移交，以便基建等相關單位能夠加以應用。

無人機在避雷針缺陷排查和除銹場景中是否具備顯著應用潛力？如何精準測算避雷針傾斜程度，精確分析并判定缺陷具體位置，涵蓋缺陷所在節數與朝向方位等詳細信息，從而為運維人員精準定位缺陷提供有力支持？無人機在除銹場景中是否具備應用可行性，能否針對生銹設備開展除銹作業，并進一步實施重新噴涂操作？

1.利用深度學習算法對無人機拍攝的大量避雷針圖像進行訓練，建立缺陷識別模型。該模型可以快速準確地識別出避雷針的外觀缺陷，如裂紋、斷裂、腐蝕等缺陷。

2.借助無人機分段拍攝避雷針的可見光圖像，運用專業的圖像拼接與融合技術合成全景圖像，或采用先進的三維重建算法構建出精確的三維傾斜模型，以此為后續避雷針缺陷位置的精準定位提供可靠依據。

1.研發更高效的除銹和噴涂技術，提高無人機的作業速度。

2.改進無人機搭載的除銹和噴涂設備，使其能夠適應不同類型、不同形狀的設備。

3.開發無人機自動化除銹和噴涂系統，通過預設的程序和傳感器反饋實現無人機的自動定位、除銹和噴涂作業。減少人工干預，提高作業的準確性和一致性。

當災情發生時，網絡信號往往難以得到有效保障，在此情況下，如何高效、穩定地將無人機巡檢數據傳輸回來，已然成為當前面臨的一項重大挑戰。

1.將巡檢數據先保存在本地。待網絡環境恢復后，再將數據導出或傳輸至其他設備。

2.利用衛星通信，按照數據重要程度設定傳輸順序，先傳重要數據，后傳非重要數據，這樣就算帶寬低，也能保證重要數據傳得回來。

1.期望移動機巢能夠配備具備充足帶寬的衛星通信傳輸能力，以確保在應急救災等關鍵場景中，均能實現穩定、高效的數據傳輸。

2.開發更高效的數據壓縮與編碼技術，減少無人機巡檢數據的傳輸量。這樣，即使在網絡帶寬有限的情況下，也能保證數據的實時傳輸。

在白天開展紅外巡檢作業時，無人機紅外成像所獲取的數據往往會受到太陽光反射、背景溫度干擾等諸多因素的影響，這些干擾因素會嚴重干擾對設備缺陷的準確判定。

1.因此，針對設備紅外巡檢，應盡可能以夜間專項巡檢為主，以此提升巡檢圖像的質量。

2.調整無人機云臺拍攝角度，盡量避免太陽光直接反射到被檢測設備上。例如，對于一些垂直安裝的設備，可采用側飛或斜飛的方式，減少太陽光反射對紅外成像的影響。

1.研發具有更高靈敏度和分辨率的紅外探測器，能夠在復雜環境下獲取更清晰的紅外圖像。

2.制定統一的無人機紅外巡檢流程和規范，明確巡檢時間、角度、數據處理方法等方面的要求。

3.建立更加準確的設備缺陷識別模型。該模型可以自動學習和識別不同干擾因素下的設備缺陷特征，提高缺陷判定的準確性和魯棒性。

在當前階段，無人機、攝像頭以及機器人仍是主要的技術應用手段。不過，高精度傳感器、人形機器人在穩定性與綜合應用能力方面尚需進一步驗證，目前，相關領域已著手探索人形機器人在變電場景中的實際應用。

1.數字孿生應用可融合人員穿戴設備等傳感器的定位信息以及生產事件數據，以此實現對運維人員在設備區域內異常行為的精準監測，減少安全事故的發生。

2.無人機和攝像頭在電力巡檢中已廣泛應用，積累了豐富的經驗。可以借鑒這些技術在數據采集、傳輸和處理方面的成熟做法，為人形機器人在變電場景中的應用提供參考。

3.針對人形機器人綜合能力，采用分階段驗證與測試的方法。先在實驗室環境下進行基礎功能測試，確保傳感器精度和機器人穩定性；然后在模擬變電場景中進行復雜環境測試，驗證機器人在實際環境中的表現。

1.研究人機交互技術，使人形機器人能夠與運維人員實現更自然、更高效的交互。同時，探索機器人與其他設備（如無人機、攝像頭）的協同作業模式，提高整體巡檢效率。

2.研究機器人的優化算法和控制策略，提高人形機器人的運動控制、環境感知、自主決策等綜合能力。例如，開發更智能的路徑規劃算法，使機器人能夠自主避開障礙物；研究更高效的能源管理系統，延長機器人的工作時間。

3.制定人形機器人在變電場景中的標準化測試與評價體系，明確測試指標、測試方法和評價標準。這有助于規范市場、提高產品質量，并推動人形機器人在變電場景中的廣泛應用。

變電站室內空間局促，設備間距狹小，且諸多場景存在玻璃反射情況，這無疑給無人機的飛行與避障增添了極大難度。當無人機對屏柜進行拍攝時，還易受到燈光反光干擾，進而嚴重影響所采集圖像的成像質量。

1.在無人機的攝像頭上安裝偏振鏡，偏振鏡可以過濾掉特定方向的偏振光，減少燈光反光對圖像的影響。同時，配備遮光罩，避免強光直接照射到攝像頭鏡頭上，進一步提高圖像的清晰度和對比度。

2.在拍攝屏柜時，盡量選擇合適的拍攝角度，避免燈光直接反射到攝像頭中。如果可能的話，調整室內的光線條件，如關閉部分燈光或調整燈光的照射方向，減少反光現象。

3.將激光SLAM與3DGS融合，無人機可以在飛行過程中實時構建高精度的三維環境地圖，更準確地識別玻璃等反射物體的位置和形狀。

1.研發更先進的傳感器，如具有更高分辨率和更寬視場角的激光雷達能夠更精準識別透明物體的視覺傳感器等。

2.研究更有效的圖像增強算法，對受燈光反光影響的圖像進行處理。例如，采用去噪、銳化、對比度增強等技術，提高圖像的清晰度和可讀性。

3.研發更高效的數據處理算法和硬件架構，提高3DGS和激光雷達數據處理的實時性，確保無人機能夠及時構建和更新三維地圖。

4.設計合理的系統集成架構，實現激光SLAM與3DGS系統和飛行控制系統之間的無縫對接；開發協調控制算法，確保兩個系統能夠協同工作，實現安全高效的飛行。