九天无人机天然气管道巡线技术方案

九天创新-自然气管道巡线技术方案深圳市九天创新科技有限责任公司二零一六年八月网站：://目录一、 自然气管道巡线现状 11. 目前自然气管道巡线技术现状 22. 自然气管道巡线需求 33. 无人机巡线的意义 3二、 我公司现有技术积累及产品 61. 固定翼无人机系统 62. 五相机四旋翼系统 103. 吊舱版四旋翼无人机 12三、 应用案例 15四、 结论 18自然气管道巡线现状目前，我国自然气资源主要依靠管道进展输送，线路漫长，时时须要穿越沼泽、沙漠、山区、森林等地形困难区域及人口密集区域。其中局部管线已运行20余年，而且有些管道已出现锈蚀和变薄现象，这些管道面临紧要的自然灾难威逼、违法打孔盗气以及地上建筑违章占压等问题时，存在巨大的平安隐患。自然气自身具有易燃、易爆的特性，一旦发生泄漏就极易造成重大事故。电力、石油、自然气管道是国家的能源动脉，为确保自然气管道平安运行，削减和幸免有管道泄漏造成的损失，必需在日常的巡检工作中把提取发觉的管道平安隐患作为重中之重。目前自然气管道巡线技术现状传统的管道巡检方法通常以人工巡检作为主要手段，巡检人员沿管道巡察，检查管道本体及其地表环境，不仅工作量大而且条件艰辛，特殊是对山区和跨越大江大河等线路的巡查，以及在冰灾、水灾、地震、滑坡、夜晚期间巡线检查，所花时间长、人力本钱高、困难大，某些线路区域和某些巡检工程人工巡查方法目前还难以完成。目前，主要接受人工巡检的方式对自然气管道进展巡线检测，巡检人员须要配有相应的巡检设备，来对自然气管道进展检测。同时，巡检人员必需保持通讯工具畅通，能够够确保随时随地进展联系，而在困难地形区域、天气气泄漏的状况下，巡检人员对管线进展巡察、检查时，也存在必需的平安隐患。此外，在巡检工作管理方面也存在一些难点：1.无法客观、便利地驾驭巡检人员巡检的到位状况；2.管线和附属设施的运行状况等无法便利、牢靠的记录存档，无法有效应用历史数据。自然气管道巡线需求为了保障自然气管道能够平安运行，巡查发觉管道四周存在的担忧全行为及事故隐患能刚好有效的得到处理，巡线工作应遵照“早发觉、早沟通、早预防”的原那么。自然气管线巡线要做到：对管线周边必需区域内是否有施工现象，如有施工应纳入重点巡查区域，并进展预防性协调和沟通。对于可能穿插通过管道或在管道中心线5米范围内的施工应提前告知相关部门，以便接受对应措施。在气象灾难或地质灾难发生后，应立刻对管线进展巡查，并做好应对保障措施。对自然气管线是否有管道老化、锈蚀、漏气等现象进展巡查，确保自然气管线能够平安、牢靠的运行。无人机巡线的意义自然气管线一般呈线形分布，其线路长度通常到达上百公里，人们在巡检作业中主要关注的是管线本身及其周边1公里范围内的环境状况。因此，作为一种有效的监测手段，无人机技术可以实现对管道沿线的宏观监测，对管道本身可实现重点、微观监测。无人机具备高空、远距离、快速、自行作业的实力，可以穿越高山、河流对输电、输油、输气线路进展快速巡线，对架空线的铁塔、支架、导线、绝缘子、防震锤、耐张线夹、悬垂线夹及输油管道是否有原油泄漏、气体泄漏、环境是否受到污染、管道材质是否遭到破坏进展全光谱的快速摄像和故障监测。无人机遥感技术综合了无人机和遥感技术的特点,可以自动快速获得地貌的空间遥感信息,在国外无人机遥感技术在管道行业应用特殊广泛,山区管道巡检、近海油气管道监视、灾后次生灾难评价,漏油和盗油点现场定位等。应用无人机对自然气管道进展巡线可以做到：大大提高自然气管线巡线效率，对于管线长度几十公里，甚至上百公里的自然气管线，假如由巡检人员进展人工巡线，须要大量的人力，花费十几天，甚至几十天的时间来完成，而由无人机进展巡线，几天时间便能完成数据获得和分析的工作，完成巡线任务；降低平安隐患，对于沙漠、森林、山地等地形困难的区域，人工巡线时，巡检人员的平安不能够有效保障，将面临人身平安威逼，运用无人机巡线可大大降低这些隐患；数据可有效存档，便于以后管道分析，通过无人机飞行获得的巡线数据，可进展电子归类存档，可用于以后的分析工作；幸免局部区域漏检的状况，由于受到困难地形条件的影响，有些区域，人工巡检不易或无法完成，而应用无人巡检便能很好的解决；无人机巡线的优点：1、运用灵敏无人机通过不同航高可实现高空间、大面积巡线，也可实现低空间较小范围精确监测，也可多架、屡次同时对上万平方公里测区进展巡查。通过多光谱分析，得到大面积测区的各项监测数据，以面信息结合传统点信息，从而为整个线路检查供应依据。2、高辨别率、处理速度快无人机上搭载的摄像装备其影像辨别率可以到达0.02～0.2米，辨别率优于目前国内外一些高辨别率卫星影像数据；数据采集和处理速度快，其采集实力能到达每天采集和处理近4000平方公里。3、本钱低、集成性强兼具卫星影像的价格和航空影像的快速采集优势，接受高性能自动处理技术，可完成数据的预处理、精加工及镶嵌及高程数据生成，整体数据费用低。4、平安、高效将无人机用于管道巡线，能代替人工进展巡线，尤其在一些险要地段，可以幸免巡线漏洞。同时,和传统人工巡线相比，无人机一个起降所巡查的管道路途可以代替几十个巡线工的工作时，节约了巡线时间，提高了巡线效率,能帮助获得管线周边的信息。5、环境依靠小无人机巡线受自然气候、地形条件限制小,保证了运用的可能性。对于高海拔受地灾影响较大的地区,人员不便利到达现场进展巡线,通过运用无人机代替巡线人员进展巡线。我公司现有技术积累及产品固定翼无人机系统固定翼无人机系统整机包括机体、动力系统、航摄系统及自驾系统完全自主研发，并经过大量的飞行测试，性能稳定牢靠。固定翼无人机接受EPO材料一体成型，构造稳定，内置的高清晰度相机能够获得高质量的航拍影像。固定翼无人机操作简洁，实现了全自主起降，接受手抛起飞的起飞方式，使无人机不受起飞场地的限制。地面站接受全中文操作界面，易于操作。自主研发无畸变测绘级无人机专用相机，配有特地用于无人机平台的减震环境，整机重量不超过100克。航拍专用相机相机畸变检校效果和Sensefly公司的ebee无人机相比，我们的无人机拥有更长的航时〔ebee无人机的航时为45分钟〕，能够获得更多的影像数据；整机一体成型，性能更加稳定；我们的无人机在空中直线飞行，在航线上拍照，而ebee无人机在空中波峰式飞行，在俯冲关键点拍照，主要是ebee无人机没有很好的解决机身的振动问题。性能参数：最大起飞重量980克空机重量530克任务载荷重量150克航拍传感器辨别率1600万像素机长350毫米翼展900毫米定位导航方式高精度导航定位动力类型电动电池高性能锂聚合物电池航时75分钟巡航速度50-60公里/时最大速度80公里/时限制半径5公里起飞方式手抛起飞回收方式触地回收任务高度100-500米升限3000米环境要求小于6级风，天气晴朗五相机四旋翼系统五相机四旋翼无人机机体接受全碳纤维复合材料腔体构造，一体化成型，拥有更轻的重量和更高的强度。五相机四旋翼无人机系统具有优秀的平安设计模式，即使通讯链路丢失，也能够自动返回到起飞点。五相机四旋翼无人机搭载的五相机传感器系统，可获得测区内多个角度的影像，经过后期的数据处理，可得到更加直观的三维模型。相机间夹角为45度，且相机像素数到达1亿像素。飞行和导航系统集成了三轴加速度计、三轴陀螺仪、磁力计、气压高度计等多种高精度传感器，同时接受卡尔曼滤波算法，使无人机的操控更加平安、简洁。和安尔康姆的四旋翼无人机系统相比，我们的四旋翼无人机重量更轻，载荷更大，且搭载的RTK差分导航定位系统，使无人机拥有更高的飞行精度和更高的起飞着陆精度，同时成果数据也有更高的定位精度。性能参数：重量6800克有效任务载荷2000克轴距750毫米动力类型电动起降方式全自主垂直起降航时55分钟〔空载〕经济巡航速度30公里/时最大速度40公里/时定位导航方式RTK高精度导航定位限制半径10公里传感器五相机倾斜摄影测量系统任务高度50-500米升限3000米环境要求小于6级风，天气晴朗吊舱版四旋翼无人机吊舱版四旋翼无人机，集成了高精度的RTK导航定位系统，可精确定点悬停，搭载的可见光和热成像设备，可全天候执行任务，该机操作简洁，全自主起降。机体接受全碳纤维复合材料腔体构造，一体化成型，平安牢靠。吊舱版四旋翼无人机系统具有优秀的平安设计模式，即使通讯链路丢失，也能够自动返回到起飞点。吊舱版四旋翼无人机搭载的可见光和热成像传感器系统，可同时获得测区内的可见光个热成像数据，在夜间也能够观测目标区域，具有全天候的监测功能。飞行和导航系统集成了三轴加速度计、三轴陀螺仪、磁力计、气压高度计等多种高精度传感器，同时接受卡尔曼滤波算法，使无人机的操控更加平安、简洁。性能参数：重量6000克有效任务载荷2000克轴距750毫米动力类型电动起降方式全自主垂直起降航时55分钟〔空载〕经济巡航速度30公里/时最大速度40公里/时定位导航方式RTK高精度导航定位限制半径10公里传感器可见光传感器类型：CMOS；传感器尺寸：1/2.3″CMOS；像素数：2110万；焦距〔等效35mm焦距〕：25-300mm；最大光圈：F3.6〔广角〕/7.0〔长焦〕相机功能：具有自动拍照/混合式自动/P程序/人像/自动快门/高速连拍/低光照等；ISO感光度：自动，ISO80；ISO100-ISO3200视频：MP4[图像数据：H.264/MPEG-AVC][音频数据:MPEG-4AACLC〔单声道〕]；热成像探测器类型：非制冷焦平面；波长范围：7.5～14μm；像素数：640×480；像素尺寸：17μm；帧率：探测器采集帧率50Hz热成像仪输出帧率25Hz；测温范围：-20～150℃；热灵敏度：＜60mK；焦距：25mm；视场角：25°×19°；角辨别率：0.68mrad；最高温追踪：实时显示高温点的位置和温度。任务高度50-500米升限3000米环境要求小于6级风，天气晴朗应用案例利用无人机遥感监测系统对西南丘陵地区的自然气管道进展巡检。巡检长度约22公里，对输气管道沿线的整体建筑、地貌及周边环境进展巡查，并拍摄了高清图片和视频。通过数据处理生成了管道的无人机正射影像图。自然气管道正射影像图自然气管道热成像视频图依据管道平安的相关管理规定进展分析，得到以下结果：在距离自然气管道75米的平安距离内，建筑用地总面积约为180000平方米；在距离自然气管道15米的高危距离内，建筑用地总面积约为25000平方米。草丛中的管道桩我们对其中的管道平安重点区域进展分析，在管道沿线某处的平安距离内有一所学校，存在平安隐患。管线沿线平安隐患夜间用无人机搭载的热成像仪在管道沿线进展巡察，热成像视频中发觉存在可疑人员，在视频图像中清晰可见。热成像仪监测图像中的可疑人员结论无人机自然