【应用方案】无人机管线应用解决方案

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天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 1 无人机管线应用解决方案 天津腾云智航科技有限公司 2016 年 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 2 目录 1 石油、天燃气管线行业现状....................................................................................................................................3 2 解决方案.................................................................................................................................................................... 4 2.1 管线施工安全检测.........................................................................................................................................4 2.2 管线安全巡检.................................................................................................................................................5 2.3 管线地形选线.................................................................................................................................................6 2.4 管道场景智能化管理.....................................................................................................................................8 3 产品介绍.................................................................................................................................................................... 9 3.1 无人机系统.....................................................................................................................................................9 3.2 无人机搭载传感器.......................................................................................................................................11 3.3 iGCS-1 高清数字图传系统......................................................................................................................... 12 3.3 无人机系统软件介绍...................................................................................................................................13 4 产品咨询.................................................................................................................................................................. 15 5 本地化服务机构......................................................................................................................................................16 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 3 无人机管线应用解决方案 1 石油、天燃气管线行业现状 随着国民经济的快速发展，国家多能源的需求越来越大。我国现有在役石油天然气管道十几万公里， 遍布全国二十多个省市和渤海、黄海、南海等广大海域，形成了国民经济的“血脉”。石油、天然气管道 作为国家的能源动脉，其安全性显得尤为重要。 传统石油、天然气管线巡检面临问题  人工管线巡线方式，工作量 大、工作效率低，巡线周期长  遇到冰雪、水灾、地震、滑坡 等恶劣天气时，对管线巡检工 作影响大  受地形因素影响较大，山区等 人、车到达困难区域，勘察工 作困难，危险性大  利用卫星遥感数据进行管道 选线，数据重访周期长，分辨 率低  利用载人飞机进行管线巡检， 使用成本高，维修费用高，操 作复杂，空域申请复杂 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 4 2 解决方案 2.1 管线施工安全检测 管线施工，都呈条带状分布，施工线路很长，施工时单纯依靠传统的人工监测，不仅工作量大，工作 效率低，难以从全局去把控施工进度及施工安全问题。  首先，利用四旋翼无人机 iFly D1 搭载高清专业摄像机，实时获取施工现场图片和视频数据；  然后，通过高清数字图传系统设备，将无人机获取的高清图片和视频数据实时回传至监控中心；  最后，分析接收数据，根据数据信息作出科学、合理的措施，为管线等带状施工现场检测提供有 力的技术支持。 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 5 2.2 管线安全巡检 a. 无人机可见光巡查： 无人机可见光巡查  首先，规划无人机巡检航线，进行自主飞行巡检，对管线损坏程度、遗漏情况等进行巡 检；  然后，利用旋翼无人机 iFly D1搭载图传设备进行巡检监控，并将数据实时同步传输至 地面站；  最后，地面人员根据巡检实时数据判断巡检结果，并根据具体情况制定科学、合理的解 决措施。 无人机可见光巡线优势： 与人工目视巡线相比，无人机工作范围大，拍摄角度灵活，离拍摄目标近，拍摄到的目 标细节更丰富，有效提高巡线效率。 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 6 b. 无人机搭载红外热成像设备巡查 无人机红外巡查  无人机通过挂接热成像设备，对巡检线路进行巡检，通过温度异常变化对比值，发现隐 蔽性较强故障点；  结合传统可见光巡线，热成像仪巡线将大大提高故障点检测的准确性；  通过图传设备，将巡检数据实时回传至地面站；  地面人员根据巡检实时数据判断巡检结果，并根据具体情况制定科学、合理的解决措施。 无人机红外巡线优势： 提高了夜间抢修队伍在处理应急事件的办事效率，无人机搭载热成像设备快速准确的为 出现故障点进行红外巡查，为寻找故障点和电线抢修赢得宝贵充足的时间； 2.3 管线地形选线 在管道勘察设计阶段，可以用无人机进行管道选线、评估应用。传统的管道线路选择采取手工在纸质 地图作业并结合现场踏勘的方式，这种方式不仅浪费人力物力，且数据来源单一、时效性差、数据处理工 作量大，已不能适应当前快速建设管道的需要。在选线过程中使用无人机，可以全面快速地了解地区的地 形地貌、植被、水文等信息，从而为管道选线提供依据。 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 7 大比例尺地形图 立体测图 摄影测量工作站 空三成果 航拍 + 管线地形图测绘  首先，对测区地形进行踏勘，并规划无人机飞行航线；  其次，利用固定翼无人机 iFly U3搭载高分辨率航拍相机 Sony A7r 进行区域航拍，获 取高分辨率航片及 POS 数据；  然后，利用 Pix4Dmapper 软件，对航拍数据进行空三加密；  接着，利用摄影测量工作站，导入空三加密成果，进行立体测图，得到测区大比例尺地 形图；  最后，结合高分辨率正射影像和大比例尺地形图数据，为管线规划和选线提供依据。 无人机管线地形图测绘优势：  可节省大量外业人工成本；  工作效率更高；  数据现势行强，分辨率更高，精度可达厘米级。 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 8 2.4 管道场景智能化管理 基于倾斜航空摄影技术，利用无人机系统按照一定规则获取目标对象影像，结合相关数据处理系统对 场景进行三维重建，恢复目标区域三维场景，为石油、天然气管道智能化管理提供技术支撑。 管线场景三维重建  首先，利用多旋翼无人机 iFly D1搭载专业倾斜相机 iCam Q5，进行多视影像获取；  其次，通过天际航三维建模软件 DP-Smart，进行石油、天燃气等管线三维场景重建；  然后，可利用天际航精细建模测图软件 DP-Modeler，对石油、天燃气等管线进行精 细化建模，利用 DP-Modeler 软件矢量测图模块，提取不同地物类型二维矢量；  最后，结合三维场景数据和相应属性数据，实现石油、天燃气等管线场景的智能化管理。 无人机应用于管线场景三维重建优势： 利用多旋翼无人机搭载专业倾斜相机，可快速获取三维场景各个角度的纹理信息，覆盖 范围广，获取数据分辨率高，三维重建效率高。 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 9 3 产品介绍 3.1 无人机系统 a. iFly U3 电动固定翼无人机 iFly U3 电动无人机是一款性能优良的固定翼无人机，机体采用全航空复合材料，下反翼尖设计增强飞 行稳定性，支持弹射起飞，定点伞降，高效作业迅速完成航测任务。  iFly U3 无人机性能参数 飞行 系统  最大起飞重量：5.5 千克  机体尺寸(m)：1.70*0.84*0.18  机体材质：航空复合蜂窝材料  续航时间：90 分钟  飞行速度：85km/h  飞行高度：4000m  起飞：弹射起飞  降落：定点伞降 载荷系统  最大载荷：1.5kg  标配：Sony A7R 地面站  控制半径：20km 环境  抗风性能：6 级风  工作温度：-20°C～60°C  抗雨能力：小雨 飞机操控  架设时间：10 分钟  操控方式：全自主起飞降落 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 10 b. iFly D1 电动多旋翼无人机 iFly D1 为专业级多旋翼飞行器，机身采用进口碳纤预浸料材质，强度高、重量轻、寿命更长，三叶碳 纤空芯桨，升力大、荷载能力强，可搭载可见光相机、红外热像仪、倾斜相机等机载设备。  iFly D1 无人机性能参数 飞行 系统  起飞重量：8kg  荷载能力：3kg  轴距：1.1m  机体尺寸（m）：1.8*1.8*0.485  机体材质：3k 高强度预浸碳纤维  续航时间：70 分钟  飞行速度：10m/s  飞行高度：4000m  起降方式：垂直起降  组装方式：机臂可拆卸 载荷  标配：Sony A7R  选配： ①倾斜相机、高光谱相机 ②图传系统+摄像机、红外相机 地面站 系统  控制半径：10 km  选配：ADS-B 空域监管系统 环境  抗风性能：6 级风  抗雨性能：小雨 飞机 操控  架设时间：10 分钟  操控方式：全自主起飞降落 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 11 3.2 无人机搭载传感器 a. 专业摄像机 iCam-V2 18 倍高清变焦可见光昼夜双模视频载荷，实现白天/夜间星光级高清视频大区域普查和变焦后高清视频 细节详查，同时可以对关注的细节进行拍照取证。 云台参数 镜头参数  输入电压:4S～6S  工作温度:-10℃～45℃  稳像轴数:三轴  控制角度范围:-40°～40°（滚转）， -110°～30°（俯仰），-165°～165° （方向）  控制精度:0.03°  重量:<600g  材质:航空铝合金、尼龙  镜头:1/4 英寸 300 万像素 CMOS SENSOR  输出分辨率:1920×1080P / 30 帧  变焦镜头:18 倍光学变焦 功能 支持宽动态，动态范围高达 105dB AV 模拟输出，1080P 视频流本地存储 实时快速对焦功能，对焦时间<1S 支持垂直翻转/水平镜像/静像，自动白平衡，自动 增益，自动色彩校正 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 12 b. 倾斜摄影相机 iCamQ5 iCam Q5 采用成熟可靠的工业化设计和制造工艺，机身采用工业级 ABS 材料，高度模块化的机身组件， 设计装配多台传感器；实现高分辨率、宽区域覆盖的立体影像数据获取；能适应多种飞行平台和大多数自 然天气环境。 iCamQ5 性能参数  重量：1.68kg（不含电池）  尺寸：φ300mm×144mm  总像素：＞1 亿  供电方式：支持内部供电、外部供电  镜头：选用定焦镜头，焦距小于 35mm  传感器尺寸：23.2mm*15.4mm  像元大小：4.2um  供电电压：11.2V  影像分辨率：1cm～10cm  抗雨性能：小雨 3.3 iGCS-1 高清数字图传系统 iGCS-1 高清数字图传主要用于无人机视频图像实时传输的数字系统。发射机采用国际先进的 COFDM （多载波编码正交频分复用）调制技术和 H.264 编码技术，可传输最高 1080P 高清画质。地面接收站采用 双天线冗余接收，传输距离更远更可靠，显示屏采用高亮屏，具备强光下清晰可见的特点，能够在移动速 度较快的无人机上使用。 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 13 iGCS1-TX 接收机参数  传输分辨率:1920×1080，60P/50P  传输距离:5km@100m（距离可升级）  工作频率:340MHz±50MHz  信道带宽:2M-8M  视音频输入:HDMI 接口  音频格式:MPEG-2@ ML 4:2:0  产品尺寸:70mm×80mm×28mm  重量:180g（含散热风扇） iGCS1-RX 地面接收站参数  传输分辨率:1920×1080，60P/50P  接收灵敏度（dBm）:106  端到端时延:500ms（低延时）  工作频率:46MHz-860MHz 可调  信道带宽:2M-8M  视音频输出:HDMI, CVBS 复合同步  产品尺寸:447×427×109mm  重量:6000g 3.3 无人机系统软件介绍 a. Pix4Dmapper 影像处理软件 Pix4Dmapper 是目前市场上独一无二的集全自动、快速、专业精度为一体的无人机数据和航空影像 iGCS1-TX 机载发射机 iGCS1-RX 地面接收站 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 14 处理软件。无需专业知识，无需人工干预，即可将数千张影像快速制作成专业的、精确的二维地图和三维 模型。 Pix4Dmapper 软件功能参数： 无人机优化的空三和区域网平差 √ 正射镶嵌（GeoTIFF） √ 点云加密 √ Google Map瓦片 √ 地面控制点编辑 √ DEM（GeoTIFF，TXT） √ 自动生成精度报告 √ 点云（PLY，TXT） √ 快速处理模式 √ 三维模型（OBJ） √ 镶嵌编辑工具 √ 空三、区域网平差和相机参数 √ b. 倾斜摄影建模软件  倾斜摄影三维自动建模软件 DP-Smart DP-Smart 是一套基于空地多源序列影像，无需人工干预，软件基于摄影测量、计算机视觉与计算几何 算法，支持全自动空三计算、密集点云生成、构建 TIN 网、自动纹理映射等步骤，实现高分辨率真三维模 型的快速生成。