自主無人機(jī)在壓力管道檢查應(yīng)用

問題

壓力管道在世界各地的水電行業(yè)中應(yīng)用廣泛。這種管道用于將水從水庫直接輸送到渦輪機(jī)中，以產(chǎn)生清潔能源。

管道通常由鋼制成，需要定期檢查，以確保內(nèi)表面的良好狀況，并防止多年來因與高壓水的持續(xù)摩擦而發(fā)生的潛在損壞。

壓力鋼管多建于山坡或與水壩平行，坡度較大，甚至垂直，如何進(jìn)入壓力鋼管內(nèi)部難以到達(dá)的區(qū)域，是水電行業(yè)多年來面臨的主要問題之一。

到目前為止，使用專業(yè)登山隊(duì)是最常用的解決方案。然而，檢查工作速度慢、耗時(shí)長，而且風(fēng)險(xiǎn)大，因?yàn)槿藗儽仨毻ㄟ^水管腔下降，在狹窄的空間里、在完全黑暗的環(huán)境下，以 2 到 3 人為一組進(jìn)行工作。

解決方案

Hovering Solutions 開發(fā)了 新一代飛行機(jī)器人 ，能夠 自主飛行 穿過 垂直或傾斜管道（例如水電站使用的壓力水管）內(nèi)部。該系統(tǒng)已在 Iberdrola 集團(tuán)的不同水電站成功投入使用。

使用自主飛行機(jī)器人可顯著降低調(diào)查和檢查的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)、成本和時(shí)間，同時(shí)增加獲取的數(shù)據(jù)量。此外，這種簡(jiǎn)單、快速且有效的解決方案有助于更定期地檢查基礎(chǔ)設(shè)施，從而降低與潛在故障（包括人為事故或代價(jià)高昂的損失）相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。

與傳統(tǒng)檢查技術(shù)相比，使用飛行機(jī)器人可以：

l將定期檢查所需的時(shí)間從幾天縮短到幾個(gè)小時(shí)， 

l降低 50% 的成本，

l將所需人力資源減少到僅 1 人，并且

l提供無敵的風(fēng)險(xiǎn)降低解決方案

技術(shù)

該技術(shù) 由 Hovering Solutions 作為 OEM 開發(fā)。這款小型機(jī)器人配備了全機(jī)載定位和導(dǎo)航系統(tǒng)，因此系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)無需外部參考或信標(biāo)。新型定位單元能夠在無 GNSS（GPS）和無光環(huán)境中估計(jì)機(jī)器人的位置、姿態(tài)和速度。導(dǎo)航單元完全不受機(jī)器人飛行過程中金屬周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)扭曲的影響。 

整機(jī)重量不到 1.7 公斤 ，電池續(xù)航時(shí)間足以在一次飛行中掃描長達(dá) 700 米的水管。由于電機(jī)之間的直徑為 43 厘米，該機(jī)器人能夠以自主模式飛行穿過直徑最窄 2 米、最 大直徑 10 米的水管。

檢查行動(dòng)在沒有飛行員、 沒有無線電通信 、 沒有視線的情況下進(jìn)行 ，所有這些都是在目標(biāo)場(chǎng)景中成功完成任務(wù)的關(guān)鍵因素。

該系統(tǒng)配備了一個(gè) 名為 H-eyes 的新模塊，Hovering Solutions 最近已為該模塊提交了專利。

這項(xiàng)新技術(shù)在表面信息數(shù)據(jù)采集方面提供了卓越的質(zhì)量，能夠檢測(cè)到壓力水管表面小至 1 平方毫米的故障和細(xì)節(jié)。

此外，全新的H-eyes系統(tǒng)提高了機(jī)器人的導(dǎo)航性能，并降低了整車能耗。

結(jié)果

飛行器著陸后，如果有無線局域網(wǎng)可用，則需要幾分鐘時(shí)間將收集到的信息壓縮并傳輸?shù)酵獠勘镜鼗蜻h(yuǎn)程計(jì)算機(jī)。 
檢查結(jié)果如下： 

l用于表面細(xì)節(jié)分析的高分辨率圖像。

l3D 激光掃描用于檢測(cè)壓力水管橫截面的變形。

l如果檢測(cè)到大面積腐蝕，則會(huì)生成大規(guī)模腐蝕圖，以分析關(guān)鍵部件、創(chuàng)建模式并預(yù)測(cè)未來的腐蝕行為。

所提供的信息基于現(xiàn)有圖紙或以前的調(diào)查數(shù)據(jù)，以本地坐標(biāo)進(jìn)行地理定位。此地理位置信息對(duì)于提供現(xiàn)有故障或興趣點(diǎn)的坐標(biāo)至關(guān)重要，精度可達(dá)幾厘米，以便量化其演變或評(píng)估未來檢查中可能采取的行動(dòng)效果。