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一、无人机全自动风机叶片智能化巡检
无人机全自动风机叶片智能化巡检系统为风电行业打造的国内首套风机叶片无人机全自动飞行智能化巡检系统及全生命周期管理平台,帮助叶片售后服务商,巡检维护单位以及风电运维企业和业主对风车叶片进行稳定、清晰、完整、高效的图像采集。
(1)系统流程:
1)无人机检查/展开:现场操作人员携带无人机到风车机位,检查无人机自检状态及硬件状态。
2) 起飞前准备:风车停机在倒“Y”字形,轮毂锁死。操作人员将无人机放置在风机轮毂正前方平坦空地(3m*3m)。
3)起飞:操作人员单击地面站操作界面起飞按钮,无人机将自动起飞。
4)作业:无人机在起飞后将在视觉与激光雷达融合计算的辅助下自动计算风机的朝向和风塔高度,自动寻找风机轮毂导流罩的中心点,操作人员点击确认作业起始点。起始点确认后,无人机将开始采集第一支叶片的第一条路径(前缘迎风面),自动采集到第一条路径的结束点叶尖后,沿叶长方向自动飞行5m,操作人员确认此时无人机视野无叶尖可安全穿过。无人机穿过叶尖后将开始采集第一支叶片的第二条路径(后缘迎风面),无人机飞行到此条路径叶根结束点后,将以此点为第三条路径的起始点,开始采集第三条路径(后缘背风面),采集到叶尖结束点后,将以此点为第四条路径的起始点,开始采集第四条路径(前缘迎风面),采集结束后将飞行到风机轮毂中心点停止,完成第一支叶片的全部表面采集过程。
5)降落:作业结束后,无人机将自动返回起飞点自主降落。
二、基于航空多光谱遥感的松材线虫病疑似疫木监测项目
本领域研究旨在基于无人机搭载多光谱传感器获取多光谱数据,综合遥感、GIS 技术混合建模的方法,实现自动化提取松材线虫病疫木。光谱遥感发挥中小型多旋翼、固定翼无人机大载重、长航时等特点,搭载多光谱相机及高清可见光载荷,快速获取各种地形情况下的森林高分辨率多源遥感数据,基于一站式数据预处理软件完成对原始数据-拼接成果-融合成果的处理流程,成果导入定制的专家算法模块可自动提取林草生物灾害信息、植被覆盖指标等综合信息,实现林草信息的智能化提取,为森林资源管理、林草灾害信息应急工作提供科学决策依据。
无人机飞行高度为 250m,速度 6m/s,航向重叠率 75%,旁向重叠率 65%,飞行时间 13min,作业面积 180 亩。内业使用 Yusense Map 软件(也可以用 Pix4D)对航空多光谱数据进行配准、拼接、辐射校正等数据预处理后,得到航空多光谱DOM 及 DSM。基于常见松林的光谱曲线,分别选450nm、555nm、660nm、710nm、840nm 波段,根据作业区域主要树种不同,波段会有所调整。遥感建模原理是,松树因感染松材线虫病程度不同,光谱曲线存在相应的差异,将差异空间结合形态学算法,构建松材线虫病疫木遥感模型,并基于拼接生成的多通道光谱数据进行光谱特征提取并建立遥感提取模型。在光谱识别结果的基础上,进行 GIS 数据建模,建模原理主要是根据地形、位置信息、空间信息等差异,充分结合林木立地信息分权赋值,减少病疫木误提。同时对于提取精度方面,因松材线虫病疫木表征为针叶红褐色且不脱针,据实地踏勘的巡林人员反映,提取错误的病树均出现针叶枯黄、掉落的现象,导致树木冠层表征与松材线虫病侵染后表征相似,从而出现误提。
目前,对于松材线虫病还没有可根治的方法,因此只能早发现、早砍伐、早处理,一种可以兼顾高效巡查与自动化精准识别的病疫木巡查方式越来越成为森林保护相关部门亟待探究的方法。无人机载多光谱遥感技术充分结合光谱遥感信息丰富的特点和无人机巡查便捷的优势,在米级分辨率的前提下综合精度可达 90%,能够满足松树枯死、松针变色等异常情况的大面积、高精度调查,大大减少人力踏勘带来的经济成本和时间成本,且大幅度降低因处理不及时导致的疫病传播,是现阶段一种比较好的方法。
截至目前,公司获得申请专利6项,已授权3项,获得软件著作权登记证书5项,2019年7月,威海天航信息技术有限公司被山东省科技厅批准成立“山东省院士工作站”。