2024無人機風機葉片缺陷巡檢

無人機風機葉片缺陷巡檢2024無人機風機葉片缺陷巡檢2024年5月目錄02 成果與應用項目背景發(fā)展展望無人機風機葉片自動巡檢技術040103目錄02 成果與應用項目背景發(fā)展展望無人機風機葉片自動巡檢技術040103項目背景政策背景：習主席2020年12月提出“30·60”碳達峰、碳中和目標；風光發(fā)電量占比：9.5%(2020年)、22%(2030年)、58%(2060年)。20萬臺風機，未來10年以平均2.5萬臺/年速度增長。我國陸地、海上風機累積裝機量世界第一（40%、49%）。風電裝機規(guī)劃及布局（單位：億千瓦）2022年底3.65億千瓦2025年2030年2050年2060年裝機總量5.482225開發(fā)方式陸上風電97.294.494.193.6海上風電2.85.65.96.4區(qū)域分布西部、北部58.860.356.157.3東中部項目背景政策背景：習主席2020年12月提出“30·60”碳達峰、碳中和目標；風光發(fā)電量占比：9.5%(2020年)、22%(2030年)、58%(2060年)。20萬臺風機，未來10年以平均2.5萬臺/年速度增長。我國陸地、海上風機累積裝機量世界第一（40%、49%）。風電裝機規(guī)劃及布局（單位：億千瓦）2022年底3.65億千瓦2025年2030年2050年2060年裝機總量5.482225開發(fā)方式陸上風電97.294.494.193.6海上風電2.85.65.96.4區(qū)域分布西部、北部58.860.356.157.3東中部41.239.743.942.7 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 項目背景2020年陸上搶裝，2021年海上搶裝葉片故障率僅次于齒輪箱、發(fā)電機葉片常見故障：腐蝕、雷擊、疲勞、覆冰應力疲勞葉片斷裂、倒塔 前緣腐蝕發(fā)電量損失5%葉片故障停機葉片維修雷擊項目背景2020年陸上搶裝，2021年海上搶裝葉片故障率僅次于齒輪箱、發(fā)電機葉片常見故障：腐蝕、雷擊、疲勞、覆冰應力疲勞葉片斷裂、倒塔 前緣腐蝕發(fā)電量損失5%葉片故障停機葉片維修雷擊導致分層、外殼脫落 發(fā)電量損失10%-30%覆冰 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 2023/5/230.456次/年/臺20-200小時/年/臺項目背景風機葉片缺陷特性缺陷來源統計應力疲勞雷擊前緣腐蝕運輸安裝葉根中部葉尖生產制造磨損運輸與施工其它無缺陷葉片數量：4,860缺陷數量：48371統計時間段：2008年-2015年功率：0.66MW-3.0MW葉片生命周期的缺陷占比統計數據源自CanWEA(項目背景風機葉片缺陷特性缺陷來源統計應力疲勞雷擊前緣腐蝕運輸安裝葉根中部葉尖生產制造磨損運輸與施工其它無缺陷葉片數量：4,860缺陷數量：48371統計時間段：2008年-2015年功率：0.66MW-3.0MW葉片生命周期的缺陷占比統計數據源自CanWEA(加拿大風能協會) 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 其它質量問題導致使用磨損 生成加導致 導致運輸&施工導致葉片占比原先質保期結束過質保后項目背景風機葉片故障檢查常用方法 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 類別技術手段備注表面檢查地面、無人機相機望遠鏡或高性能相機、無人機攜帶增穩(wěn)相機表面下檢查項目背景風機葉片故障檢查常用方法 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 類別技術手段備注表面檢查地面、無人機相機望遠鏡或高性能相機、無人機攜帶增穩(wěn)相機表面下檢查吊籃或平臺技術人員拍照或維修可現場維修每個葉片數小時高成本超聲波剪切散斑干涉技術熱紅外電磁手段X射線地面或實驗室NDI根據內在結構對波(電磁波、聲波)的影響來判斷成本高可識別表面下的缺陷其它狀態(tài)監(jiān)測系統依靠安裝在機艙和葉片上的傳感器自然振動和頻率趨勢顯示葉片結構變化無法確定缺陷位置系統成本高，每一臺風機需安裝項目背景風機葉片運維技術發(fā)展趨勢發(fā)展方向傳統方式 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 項目背景風機葉片運維技術發(fā)展趨勢發(fā)展方向傳統方式 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 重復性工作機器替代人工專業(yè)性工作人工操作機器高空作業(yè)出海作業(yè)人工吊籃地面望遠鏡合作·共贏·發(fā)展合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新項目背景風機葉片運維模式項目背景國外主要無人機風機運維企業(yè)Perceptual-roboticsNearthlabSkyspecsHelvetis 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 序號公司總部所在國家業(yè)務種類1Cornis法國地面望遠鏡、無人機葉片巡檢；塔筒巡檢；內部巡檢；云報告；無人機作業(yè)培訓2Aero-enterprise奧地利海上、陸上風機無人機巡檢；工業(yè)設備無人機巡檢；分析與報告3Dronebase美國建筑、工程設施；光伏；風電葉片無人機巡檢4Helvetis瑞士葉片巡檢；直升機研制5ABJdrones美國風機；光伏；電力線；鐵塔巡檢（紅外）6Skyspecs美國風機巡檢7Nearthlab韓國風機巡檢8項目背景國外主要無人機風機運維企業(yè)Perceptual-roboticsNearthlabSkyspecsHelvetis 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 序號公司總部所在國家業(yè)務種類1Cornis法國地面望遠鏡、無人機葉片巡檢；塔筒巡檢；內部巡檢；云報告；無人機作業(yè)培訓2Aero-enterprise奧地利海上、陸上風機無人機巡檢；工業(yè)設備無人機巡檢；分析與報告3Dronebase美國建筑、工程設施；光伏；風電葉片無人機巡檢4Helvetis瑞士葉片巡檢；直升機研制5ABJdrones美國風機；光伏；電力線；鐵塔巡檢（紅外）6Skyspecs美國風機巡檢7Nearthlab韓國風機巡檢8Aerones美國巡檢、維修、清理等綜合業(yè)務9Perceptual-robotics美國風機巡檢項目背景接受度有待普及巡檢品類有待完善巡檢缺少規(guī)范性指導：1、拍攝的規(guī)范性不夠，手動與自動共存2、故障的定級與定損缺少規(guī)范與標準數據的價值、應用潛力有待挖掘項目背景接受度有待普及巡檢品類有待完善巡檢缺少規(guī)范性指導：1、拍攝的規(guī)范性不夠，手動與自動共存2、故障的定級與定損缺少規(guī)范與標準數據的價值、應用潛力有待挖掘無人機風機巡檢存在的問題 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 技術方案 無人機風機巡檢技術12點方向 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 技術方案 無人機風機巡檢技術12點方向 6點方向 任意角度 背景純凈 ? 易操作后緣面易拍攝 ? 飛行高度低、安全省優(yōu)勢 ? 操作簡單 ? 不需要復雜的轉彎機沒有遮擋物 ? 可手動或自動飛行可手動或自動飛行高效省電拍攝標準、可回溯劣勢 ? 費時 ? 費時無人機飛行高、耗電 ? 塔筒遮擋需要自動航線、技術難度大需合理規(guī)劃航線避免遮擋技術方案無人機自動巡檢方案-初始狀態(tài)估計不能適應逆光、光線過曝、過暗等情況效率低，停機時間長 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新技術方案無人機自動巡檢方案-初始狀態(tài)估計不能適應逆光、光線過曝、過暗等情況效率低，停機時間長 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 視覺+雷達，實時規(guī)劃航線先建模后作業(yè)純視覺技術方案無人機自動巡檢方案-動態(tài)航線上葉片：前緣、PS面（左面）、后緣、SS面（右面）右葉片：前緣、技術方案無人機自動巡檢方案-動態(tài)航線上葉片：前緣、PS面（左面）、后緣、SS面（右面）右葉片：前緣、PS面（上面）、后緣、SS面（下面）左葉片：前緣、SS面（上面）、后緣、PS面（下面） 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 技術方案無人機自動巡檢方案-拍攝要點分辨率2-3像素/光照影響曝光時間與成像質量薄云天氣最佳技術方案無人機自動巡檢方案-拍攝要點分辨率2-3像素/光照影響曝光時間與成像質量薄云天氣最佳ISO靈敏度/增益ISO高表示光敏感度高ISO鏡頭與相機變焦性能像元數鏡頭可更換性景深垂直拍攝非垂直拍攝：提升景深方法（遠離葉片、小光圈、小焦距） 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 技術方案Sensor大小無人機自動巡檢方案-相機選型譜段像素數導熱率2000萬4500萬6100萬1.2億快門速度反射率大疆H20T/P1：技術方案Sensor大小無人機自動巡檢方案-相機選型譜段像素數導熱率2000萬4500萬6100萬1.2億快門速度反射率大疆H20T/P1：1/8000s高速相機：1/16000s發(fā)射率全畫幅相機高速相機雙光譜相機 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 技術方案無人機自動巡檢方案-處理算法 合作·共贏·發(fā)展·技術方案無人機自動巡檢方案-處理算法 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 葉片拼接算法技術方案無人機自動巡檢方案-處理算法涂層破損橫向裂紋涂層破損后緣開裂涂層破損葉片淺表探傷葉片表面探傷 合作·共贏技術方案無人機自動巡檢方案-處理算法涂層破損橫向裂紋涂層破損后緣開裂涂層破損葉片淺表探傷葉片表面探傷 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 采用深度學習算法模型對常見的裂紋、開裂、破損、腐蝕、雷擊等缺陷輔助識別，減少后期內頁工作量。采用紅外與可見光雙譜段融合算法，對分層、褶皺、撞擊等淺表層內傷進行判斷。葉片缺陷識別算法成果與應用獨特優(yōu)勢追風：一款多用途的風機葉片巡檢設備一鍵起飛，全自動作業(yè)動態(tài)航線規(guī)劃，仿葉片飛行適配多樣掛載應用場景適配大疆無人機M300無人機葉片停機自動巡檢：M300+P1/H20T+追風無人機葉片不停機自動巡檢：M300+PhaseOne+追風自動駕駛儀2.0雙光譜相機全畫幅相機高速相機自動駕駛儀1.0合作成果與應用獨特優(yōu)勢追風：一款多用途的風機葉片巡檢設備一鍵起飛，全自動作業(yè)動態(tài)航線規(guī)劃，仿葉片飛行適配多樣掛載應用場景適配大疆無人機M300無人機葉片停機自動巡檢：M300+P1/H20T+追風無人機葉片不停機自動巡檢：M300+PhaseOne+追風自動駕駛儀2.0雙光譜相機全畫幅相機高速相機自動駕駛儀1.0合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新自動飛行成果與應用拍攝分辨率自動駕駛儀1.0設備基本參數????重量：750g，續(xù)航：28分鐘尺寸大小：200mm×80mm×80mm兼容飛機與掛載：DJIM300RTK、H20T、P1防護：全密封設計，防護等級IP64自動駕駛儀2.0合作·共贏自動飛行成果與應用拍攝分辨率自動駕駛儀1.0設備基本參數????重量：750g，續(xù)航：28分鐘尺寸大小：200mm×80mm×80mm兼容飛機與掛載：DJIM300RTK、H20T、P1防護：全密封設計，防護等級IP64自動駕駛儀2.0合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新停機全畫幅：4500萬全畫幅相機停機雙光譜：2000萬可見光+640*512熱紅外可兼容不停機巡檢高速相機缺陷分辨能力：1-2mm一次起飛、自主實時規(guī)劃停機角：倒Y附近±20°自動巡檢PS、SS、LE、TE；3×4，12條航線，垂直拍攝全程全自主飛行支持分葉片飛行拍攝作業(yè)時間：20分鐘（50m葉片）成果與應用巡檢數據管理人工智能處理自動生成報告風機葉片數據管理平臺 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 成果與應用巡檢數據管理人工智能處理自動生成報告風機葉片數據管理平臺 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 支持AI初篩+人工復查的雙重確認機制PDF報告自動生成，大幅提高后處理效率缺陷自動分類與識別大幅葉片全景拼接3D視角圖像展示精確計算缺陷位置與大小巡檢數據一鍵上傳風場、風機、巡檢、缺陷數據一體化管理T級大容量數據存儲，缺陷預測性分析合作·共贏成果與應用追風應用：葉片缺陷深度巡檢方案內部健康數據采集外部健康數據采集內腔檢測缺陷：裂紋分層發(fā)白脫膠葉片外部常見缺陷：裂紋鼓包雷擊合作·共贏成果與應用追風應用：葉片缺陷深度巡檢方案內部健康數據采集外部健康數據采集內腔檢測缺陷：裂紋分層發(fā)白脫膠葉片外部常見缺陷：裂紋鼓包雷擊云端數據處理AI輔助判讀，缺陷定位專家核驗，消除誤判可見光探傷葉片淺表層缺陷：褶皺、分層、脫膠雷擊內部損傷數字化云平臺全生命周期資產管理健康狀況推演、預判重大故障預警監(jiān)測提高運行效率提升發(fā)電量紅外探傷發(fā)展·創(chuàng)新葉片外部與淺表層缺陷巡檢無人機葉片內腔缺陷巡檢小車可見光/紅外追風應用：海上風機葉片無人值守巡檢方案成果與應用M30/M30T云平臺數據鏈葉片故障預測性運維平臺控制平臺機庫控制平臺光纖無人機機場合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新現場自動化現場部署即時反應自動起降自動充電AI飛行自動化全自動飛行無需人工干預巡檢管理平臺軟件風場管理機場管理任務管理故障識別外部通信追風應用：海上風機葉片無人值守巡檢方案成果與應用M30/M30T云平臺數據鏈葉片故障預測性運維平臺控制平臺機庫控制平臺光纖無人機機場合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新現場自動化現場部署即時反應自動起降自動充電AI飛行自動化全自動飛行無需人工干預巡檢管理平臺軟件風場管理機場管理任務管理故障識別外部通信成果與應用追風應用：葉片防雷通道無人機檢測非接觸式葉片防雷通道斷點定位無人機定位精度：成果與應用追風應用：葉片防雷通道無人機檢測非接觸式葉片防雷通道斷點定位無人機定位精度：1m效率：1-1.5小時/臺接觸式