無人機(jī)技術(shù)服務(wù)應(yīng)用

無人機(jī)技術(shù)服務(wù)應(yīng)用

隨著無人機(jī)的迅速發(fā)展，無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用越來越豐富，如何實(shí)現(xiàn)無人機(jī)行業(yè)內(nèi)高效的運(yùn)

營一直是我們關(guān)注的重點(diǎn)。當(dāng)今無人機(jī)具有的優(yōu)勢很多，例如：攜帶方便、操作簡單、反應(yīng)

迅速、載荷豐富、任務(wù)用途廣泛、起飛降落對環(huán)境的要求低、自主飛行，極力推動了無人機(jī)

發(fā)展；同時(shí)無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用也有很多缺點(diǎn)，例如：旋翼無人機(jī)飛行時(shí)間短、載荷重量低、飛

行穩(wěn)定度低、應(yīng)變能力差以及數(shù)據(jù)精度低等也阻礙了其發(fā)展。

現(xiàn)階段無人機(jī)制作發(fā)展迅速，以大疆為首的民營企業(yè)無人機(jī)制作技術(shù)已經(jīng)非常成熟，且

市場占有份額大。但無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用服務(wù)還處在初步階段，因此我們公司主要是針對無人機(jī)

行業(yè)運(yùn)營所展開服務(wù)。通過打造無人機(jī)運(yùn)營團(tuán)隊(duì)，來提供無人機(jī)實(shí)地飛行、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和

后續(xù)數(shù)據(jù)處理等功能，從而推動無人機(jī)在行業(yè)的應(yīng)用。

現(xiàn)階段可提供的技術(shù)服務(wù)包括：目標(biāo)跟蹤、圖像拼接、電力巡線、海島監(jiān)測、海岸線巡

查、災(zāi)后監(jiān)測以及河流汛期監(jiān)測等。

1、無人機(jī)視頻圖像目標(biāo)跟蹤服務(wù)

應(yīng)用背景：

無人機(jī)視覺跟蹤技術(shù)是無人機(jī)監(jiān)測的重要手段，是眾多應(yīng)用的基礎(chǔ)，視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)定位

目標(biāo)跟蹤，環(huán)境監(jiān)測，以及指導(dǎo)無人機(jī)自主飛行等。對于海洋艦船目標(biāo)跟蹤、電力巡線故障

目標(biāo)鎖定、防汛重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)視以及無人機(jī)偵察、監(jiān)控服務(wù)等都是必不可少的。

技術(shù)特點(diǎn)：

1）根據(jù)不同的興趣目標(biāo)，選擇需要跟蹤的目標(biāo)，然后對其進(jìn)行跟蹤，獲取其實(shí)時(shí)的動

態(tài)。

2）依據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的自動識別與跟蹤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的目標(biāo)檢測

跟蹤，根據(jù)對目標(biāo)的感興趣程度，選擇性跟蹤目標(biāo)，提高跟蹤目標(biāo)的價(jià)值。

飛行實(shí)例：

通過實(shí)地飛行，對無人機(jī)拍攝的1080P視頻圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，選定跟蹤目標(biāo)進(jìn)行跟蹤,

跟蹤效果好，見下圖

2、海岸線巡查服務(wù)

應(yīng)用背景：

隨著人類對海域活動的加強(qiáng)，人為垃圾、人為填海等對海域資源造成了嚴(yán)重破壞，為了

有效地巡查海岸線,加強(qiáng)海岸線監(jiān)管力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并制止破壞海域資源、非法用海等行為，

實(shí)時(shí)的海岸線監(jiān)測是十分必要的。

技術(shù)特點(diǎn)：

1）高清圖傳，實(shí)時(shí)監(jiān)測；

2）多角度拍攝，可是全方位監(jiān)測海岸線狀況；

3）飛行高度要求高。

飛行實(shí)例：

下圖無人機(jī)可以清晰的觀測到該海岸的環(huán)境狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)海岸線的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

3、海島監(jiān)測服務(wù)

應(yīng)用背景：

衛(wèi)星拍攝由于距離過遠(yuǎn)圖像精度無法得到滿足。遙感技術(shù)以其精度高、更靈活、低成本

等優(yōu)勢在海島自然資源開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測等方面的應(yīng)用已趨常態(tài)化。通過無人機(jī)監(jiān)測海島環(huán)境

能夠充分獲取海島實(shí)時(shí)狀態(tài)，有助于海島管理和開發(fā)。

技術(shù)特點(diǎn)：

1）高清圖傳，實(shí)時(shí)監(jiān)測；

2）多角度拍攝，可是全方位監(jiān)測海島狀況；

飛行實(shí)例：

4、災(zāi)后監(jiān)測

行業(yè)背景：

林業(yè)是全國生態(tài)建設(shè)的主體，在保持經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中有著不可或缺的作用，在生物的

進(jìn)化過程中起著巨大的作用。我國擁有森林面積1.75億公頃，森林蓄積量為124.56億立方

米，森林覆蓋率為18.21%,既是森林資源大國，又是森林火災(zāi)多發(fā)國家。國家林業(yè)局防火

辦提供的資料表明，1950年-2007年，我國平均每年發(fā)生森林火災(zāi)22566次，年均受害森林

面積近97.75萬公頃。為撲救林火耗費(fèi)了大量人力、物力和財(cái)力，森林火災(zāi)對森林資源和

生態(tài)環(huán)境的破壞所造成的損失難以估量。

發(fā)展優(yōu)勢:

無人機(jī)中低空監(jiān)測系統(tǒng)具有機(jī)動快速、使用成本低、維護(hù)操作簡單等技術(shù)特點(diǎn)，具有對

地快速實(shí)時(shí)巡察監(jiān)測能力，是一種新型的中低空實(shí)時(shí)可見光成像和紅外成像快速獲取系統(tǒng)能

客觀直白地記錄災(zāi)情現(xiàn)狀，有利于快速制定科學(xué)合理的救災(zāi)計(jì)劃。在對車、人無法到達(dá)地帶

的資源環(huán)境監(jiān)測、森林火災(zāi)監(jiān)測及救援指揮等方面具有其獨(dú)特的優(yōu)勢。另外還能實(shí)時(shí)監(jiān)督救

災(zāi)進(jìn)程，監(jiān)視突發(fā)狀況。

飛行實(shí)例:

下圖是實(shí)際飛行的災(zāi)害監(jiān)測圖像，能夠清晰的獲得災(zāi)害范圍情況等。

5、防汛抗旱監(jiān)測

行業(yè)背景：

無人機(jī)在日常防汛檢查和遇到洪水險(xiǎn)情時(shí)，可克服交通等不利因素，快速趕到出險(xiǎn)空域,

根據(jù)機(jī)上所載裝備，實(shí)時(shí)傳遞影像等信息，監(jiān)視險(xiǎn)情發(fā)展，為防洪決策提供準(zhǔn)確的信息，同

時(shí)最大限度地規(guī)避了風(fēng)險(xiǎn)。由于無人機(jī)的使用，防汛搶險(xiǎn)中的人身安全得到進(jìn)一步的保障。

為了保障政府和其他應(yīng)急力量在洪澇災(zāi)害或旱情來臨的時(shí)候，可以快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地收集

到應(yīng)急信息，通過多種方式進(jìn)行高效地溝通、為領(lǐng)導(dǎo)提供科學(xué)的輔助決策信息。

面臨問題：

經(jīng)過數(shù)年的信息化建設(shè),防汛信息采集傳輸系統(tǒng)已經(jīng)形成。太空中有衛(wèi)星專用轉(zhuǎn)發(fā)器傳

遞水情信息，地面上有移動通訊車、防汛無線專網(wǎng)、國家公網(wǎng)等信息采集傳輸手段。但是，在

天空中使用航空器材開展防汛信息采集卻是空白。以移動通訊車為例,它可以將采集到的信

息實(shí)時(shí)發(fā)送到衛(wèi)星上轉(zhuǎn)發(fā)到防汛指揮中心,但它的圖像采集卻是用人工的辦法，要人冒著生命

危險(xiǎn)去現(xiàn)場用攝像機(jī)拍攝采集，而一些人去不了的地方，移動通訊車也就沒辦法了。通訊車雖

然有一定的越野能力，但它下不了公路，作用有限，無法為后方的決策會商系統(tǒng)提供更多的

信息支持。

發(fā)展優(yōu)勢：

1）方便、快捷無須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，即可操作，可做到自動滑跑起飛、點(diǎn)哪飛哪、就地

盤旋、視頻切換、實(shí)時(shí)調(diào)高、飛行召喚。

2）遠(yuǎn)視距飛行，可到災(zāi)害時(shí)人員無法到達(dá)的區(qū)域；高清晰圖像傳輸，可清晰的看到受

災(zāi)區(qū)域的情況。

3）配合衛(wèi)星通信系統(tǒng)將高清晰圖像傳輸?shù)街笓]中心。針對小范圍區(qū)域的監(jiān)控使用便攜

式小型無人機(jī)，完成監(jiān)控內(nèi)容飛回后，"即可一鍵式回收"。

飛行實(shí)例：

6、電力巡線

行業(yè)背景：

我國目前已形成華北、東北、華東、華中、西北和南方電網(wǎng)共6個(gè)跨省區(qū)電網(wǎng)；110kV

以上輸電線路已達(dá)到近51.4萬km。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，我國每年電力行業(yè)整體投資約為

1000億元，其中硬件設(shè)施為73%,說明輸電設(shè)備在國家電網(wǎng)建設(shè)上比重越來越大，隨著電

網(wǎng)的日益擴(kuò)大，巡線的工作量也日益加大，100km的巡線工作需要20個(gè)巡線人員工作一天

才能完成。因此傳統(tǒng)的巡線方式已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的廣泛需求。

發(fā)展意義：

采用無人機(jī)在日常巡檢工作中做好對輸電線路的巡視和維護(hù)工作，具有非常重要的意義。

1）有利于電力部門制定有針對性的維護(hù)措施，加大線路運(yùn)維工作力度，確保重要輸電線路

安全運(yùn)行;2）有利于加大強(qiáng)降雨后重點(diǎn)區(qū)段的特巡力度,增加大負(fù)荷運(yùn)行下設(shè)備檢測次數(shù)；

3）有利于定期對線路通道內(nèi)樹木、違章建筑等情況進(jìn)行重點(diǎn)排查、清理，確保輸電通道安

全。

面臨問題:

1.輸電設(shè)備面臨嚴(yán)重的自然災(zāi)害

解決方案：首先：無人機(jī)可利用固定翼快速做出應(yīng)急反應(yīng)，固定翼適用于自然災(zāi)害預(yù)

警巡查飛行和事故應(yīng)急飛行；其次：通過大范圍飛行快速巡查，第一時(shí)間掌握事故隱患點(diǎn)。

最后：通過航拍測繪掌握地面受災(zāi)程度，地面工作站根據(jù)實(shí)時(shí)航拍監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)立即通知輸電管

理所以及搶修隊(duì)伍展開搶修維護(hù)事宜

2.夜間輸電設(shè)備出現(xiàn)故障

解決方案：無人機(jī)通過掛接熱成像設(shè)備，對巡檢線路進(jìn)行巡檢，通過溫度異常變化對比

值，發(fā)現(xiàn)隱蔽性較強(qiáng)故障點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)可見光巡線，熱成像巡線將大大提高故障點(diǎn)檢測的

準(zhǔn)確性。無人機(jī)搭載熱成像設(shè)備夜間巡檢輸電設(shè)備判斷依據(jù)：導(dǎo)線（有無紅色發(fā)熱點(diǎn)）、線

夾（有無接觸點(diǎn)發(fā)熱）、引流線（有無發(fā)熱點(diǎn)）、絕緣子（有無擊穿發(fā)熱）、桿塔（有無擊

穿發(fā)熱）、耐張管（有無發(fā)熱）

飛行實(shí)例:

7、無人機(jī)視頻圖像拼接

應(yīng)用背景：

無人機(jī)拍攝的圖像分辨率高，獲取飛行區(qū)域全景圖像，獲取全局的拼接圖像使得我們能

夠獲取高分辨率的圖像。

無人機(jī)視頻圖像局部區(qū)域拼接:

發(fā)展意義:

無人機(jī)視頻圖像局部區(qū)域拼接能夠?qū)崟r(shí)的獲取無人機(jī)飛行區(qū)域的整合圖像，能夠充分了

解當(dāng)前飛行區(qū)域的飛行概況，對于指導(dǎo)無人機(jī)飛行有著很大幫助。同時(shí)無人機(jī)局部區(qū)域拼接

能夠指導(dǎo)無人機(jī)后續(xù)的整體圖像拼接。

無人機(jī)圖像拼接:

面臨問題:

1）圖像數(shù)據(jù)量大，消耗時(shí)間大

采用高性能計(jì)算機(jī)以及分布式處理和并行處理等方法提高圖像處理速度。

8、無人機(jī)傾斜攝影與建模技術(shù)

傾斜攝影優(yōu)勢:傾斜攝影測量技術(shù)以大范圍、高精度、高清晰的方式全面感知復(fù)雜場景，

通過高效的數(shù)據(jù)采集設(shè)備及專業(yè)的數(shù)據(jù)處理流程生成的數(shù)據(jù)成果直觀反映地物的外觀、位置、

高度等屬性，為真實(shí)效果和測繪級