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【三足乌干货】关于无人机适用领域详解

发布时间:2023-01-13 15:48 浏览:

近年来,无人机技术正在以突飞猛进的趋势不断发展与完善,且市场规模逐渐稳步扩大,解决着现实生活中各方面的问题,以及在国民经济和社会生活中发挥着越来越重要的作用,使得无人机应用在各行各业也迎来了全新时代。目前已被成功应用于影视航拍、测绘航测、高压线巡查、地质勘探、救灾救援、农业植保、商业表演等领域,在未来,无人机或将服务于社会更多的领域,并展现出其更独特的价值。


那今天小编就以多旋翼、固定翼、垂直起降固定翼、直升机以及植保机(植保多旋翼、植保直升机)这六种航空器类别为例,将它们最适用的应用领域进行详细的讲解,看看传统的人工方式以及无人机操作到底有什么不一样。并附上目前无人机技术所涉及到的多个领域图及无人机的应用领域细分详情图。


图源自于三足乌宣传手册内容


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根据上图内容所细分


Multi-rotor
多旋翼

提到多旋翼,不需要小编讲,很多人的第一反应就是电力巡检。传统的电线路巡检的主要方式为人工沿线路步行或借助交通工具,使用望远镜和红外热像仪等对线路设备和通道环境进行近距巡视和检测。随着线路里程的不断增加,人均运维长度逐年增加,现有的巡检方式效率较低,特别是像高山、沼泽等复杂地形以及雨雪冰冻和地震等灾害条件下,人员不仅难以到达还难以发现杆塔上设备缺陷,这种传统的方式已经不能完全适应现代化电网建设与发展的需求。


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图为多旋翼机型


例如常见的消费级大疆无人机御以及精灵系列,也属于多旋翼机型。

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大疆无人机御2
大疆精灵4rtk
那使用无人机巡检有什么意义?
1、有利于电力部门制定有针对性的维护措施,加大线路运维工作力度,确保重要输电线路安全运行。
2、有利于加大强降雨后重点区段的特巡力度,增加大负荷运行下设备检测次数。
3、有利于定期对线路通道内树木、违章建筑等情况进行重点排查、清理,确保输电通道安全。


由此可见,随着航空、遥感、以及信息处理等技术的快速发展,无人机巡检因其方式灵活、成本低,不仅能够发现杆塔异物、绝缘子破损、防震锤滑移、线夹偏移等缺陷,还能够发现金具锈蚀、开口销与螺栓螺帽缺失、查找闪络故障点等人工巡检难以发现的优点,将成为线路运检技术发展的重点方向之一。

传统的人工电力巡检方式不仅劳动强度大、工作条件艰苦,而且劳动效率较低。在遭遇电网紧急故障和异常气候条件下,线路维护人员不具备有利的交通优势,利用普通仪器或肉眼来巡查设施,也存在一定的安全隐患。


无人机巡检取代传统巡检有哪些优势?


1、无人机设备不仅方便携带、操作简单、反应迅速、载荷丰富、任务用途广泛、起飞降落对环境的要求低、能够自主飞行。还能够发现杆塔异物、绝缘子破损、防震锤滑移、线夹偏移等缺陷,还能够发现金具锈蚀、开口销与螺栓螺帽缺失、查找闪络故障点等人工巡检难以发现的缺陷。解决人力展放导引绳和动力伞展放导引绳着陆困难等问题,也减少了线路通道的树木砍伐,最大限度地保护了自然生态。





2、搭载高清摄像设备还可对输电线路产生故障进行实时在线定位和监控,地面控制人员能够根据地面站回传实况及时发现并排除线路缺陷和重大隐患,提高了电力维护和检修的速度及效率,使许多工作能在完全带电的环境下迅速完成,确保了用电安全。据相关信息表明:无人机巡线比人工巡线效率高出40倍。

3、通过挂载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,发现隐蔽性较强的故障点,结合传统可见光巡线,热成像巡检将会大幅提高故障点检测的准确性。无人机搭载热成像设备夜间巡检输电设备判断依据有以下几点:导线有无红色发热点,线夹有无接触点发热,引流线有无发热点,绝缘子有无击穿发热,杆塔有无击穿发热,耐张管有无发热等情况。




4、利用激光扫描技术、航空高精度测绘技术进行输电线路环境定量化测量和定性化分析预警的全新巡线系统,激光雷达系统拥有强大的内置信号处理、大视野和多段测量功能,能够产生关键的距离测量数据以及进行高效的障碍物测量,实现了长输线路的高精度通道测量、线路杆塔的塔倾和沉降检测、线路垂弧预警及线路周围树木、山体、地质灾害对线路的威胁预警。




图为多旋翼搭载设备进行技术化巡线


当然,无人机在巡检场景中的的使用还远远不止这些。从传统的人工巡检到无人机巡检,再到基站无人机精细化巡检,颠覆性的创新技术与效率革新,无人机在电力巡检行业的应用,还有更多可能。


Fixed Wing
固定翼

在以前的航空表演中,都是真人驾驶飞机进行特效表演。特技飞行表演是飞机与舞蹈艺术的集合,在表演中通常会穿插各种机动动作,堪称“蓝天上的芭蕾”。但真人航空模型飞行表演具有一定的危险性以及不确定因素,飞行员训练也要投入大量的时间精力。所以渐渐被航模设备进行了替代。


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图为固定翼机型

无人机特技飞行表演作为飞行表演的另一种潜在形式,不光是带来了更加精彩的表演,同时在安全性和经济上也占有一定的优势。

而固定翼凭借着灵敏轻巧、速度快等优点成为了特效飞行表演的首选机型。

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图为三足乌教练团队参加2022年全国航空航天模型锦标赛照片


Vertical take-off and landing fixed wing
垂直起降固定翼

垂直起降固定翼既能高速巡航,又能垂直起降、精准悬停,具有对起降场地要求低、机动性好、巡航速度高、航时长等优势,可以不用借助跑道而在原地就能垂直起飞和垂直降落,而这些优势在测绘行业应用中显示尤为突出。


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图为垂直起降固定翼机型


测绘作为一个基础性行业,从大比例的地形图,到铁路网、公路网的分布再到互联网地图,测绘的身影无处不在。国防、能源、农业、林业、水利电力、城市建设、交通规划、土地管理等都离不开测绘。较为传统的测绘测量技术是使用仪器到达实地进行考察,再通过测量、绘图、计算、设计再到工作面交接,这种方法不仅耗时较长,受条件限制颇多,而且由于视距较短、测量数据无法保证准确性、工作效率较低,更需要大量的人力和物力,而使用无人机测绘的优势就极为突出。

图为传统的测绘、测量方式

无人机在测绘中有哪些优势?
1、工作效率高

垂直起降固定翼既能高空飞行,也能低空勘测,在工作操作的工程中,具有方便灵活的特点。使得无人机可以在各式各样的地势中穿行,采集地质图片,也能在高空拍摄总体地势图像,再应用大数据进行分析,相比于传统的测绘方式而言,工作效率大大提升。


2、测绘结果精确

无人机体内可搭载高新技术芯片,与大数据进行链接,所以相对于传统的测绘技术,能更精准的分析地势情况。在高清摄影摄像头的加持下能采集到更清晰、更全面的地质照片,即使是通过这些高清图像再进行人工分析讨论,测绘结果也远比传统方式更加精确。


3、高分辨率图像和及时传输数据处理

相比于卫星图像和大型飞机遥感技术,无人机能够获得更高分辨率的图像,帮助测绘人员对数据进行更精准的把控。同时,无人机技术还能通过联网或蓝牙技术,对拍摄处理后的图像进行实时传输,这一特点保证了地质数据的实时传输的真实性以及图像的有效性,通过实时图像的反馈,工作人员能更高效率、更精确的实施测绘工作。


4、快速获取地表数据及建模能力

无人机航拍测绘系统可以携带数码相机、数字彩色航摄像机等设备,以便快速获取地表信息,获取具有高分辨率的影像,进而获取更精准的数据,方便工作人员进行地质分析。而且最重要的是,无人机系统可以利用所获得的信息生成DEM、三维正射影像图、三维景观模型、三维地表模型等二维、三维可视化数据,这些数据都可以直接运用于各类环境下应用系统的开发和应用。

图为使用垂直起降固定翼进行测绘、测量


总而言之,垂直起降固定翼不仅效率高、成本低、数据准确、操作灵活,还可以满足测绘行业的不同需求,大大地节省了测绘人员野外测绘的工作量,还能取得巨大的社会经济效益,降低工作难度。


Helicopters
直升机

熊熊燃烧的大片森林、因地震被阻断的道路、在沿海水域遇险的船只、重大交通事故的现场、影响范围广泛的风暴或旱灾等,中国每年因自然灾害、事故灾害和社会安全事件等突发事件造成的人员伤亡不计其数,损失更是高达数千亿。在这些地域情况复杂、救援情况紧急的事件中,直升机成为了首选的应急救援手段 。


图为直升机机型


传统的应急救援过程中,由于复杂的地形条件和危险程度,以及救援人员的分散搜寻方式,都给被困人员以及搜救人员带来极大风险及伤害。因此利用“上帝视角”不仅可以让救援行动更便利、更准确也更安全。


直升机不光能够垂直起飞降落,也能够快速到达水、陆路不可通达的作业现场,实施搜索救援、物资运送、空中指挥等工作。快速、高效、受地理空间限制较少等优势使其成为应急救援队伍中的“急先锋”。


那么最普遍有效的应急救援手段都有哪些呢?
1、勘察地形、运送急救药品及物资

在许多的救灾行动中,救灾点都位于偏僻山区,无法进行定位,通过实时传输到地面站,救援人员不再需要进入未知的危险区域。以及通过借助无人机来传递呼吸器和救援绳等救援设备。


2、协调指挥

现代测绘技术与无人机的融合能够应急测绘救援现场,为救援行动进行技术支撑,也可以通过无人机进行指令的下达。在无人机上安装语音传输和扩音模块,可以及时告知救援人员撤退线路和危险区域进行指令传达的下发,从而对现场各种动态信息有准确把握和及时了解。


3、搜救遇难人员

当地形和建筑结构复杂时,可配备热成像和红外热像仪的无人机进行观察,而不需要让地面上的救灾人员承受危险环境中未知的突发情况,以便在最短的时间内做出最好的决策,及时发现存在的遇难人员,使指挥部能及时进行搜救。不仅能有效的规避人员伤亡,还能全面、细致掌握现场情况。

随着无人机相关软硬件的持续发展,相信在未来的应急救援领域中,无人机能发挥更广泛深入的应用,为保障人民群众生命财产安全,守护一方平安贡献科技力量。


Plant Protection Machine
植保机

植保机顾名思义就是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,目前植保无人机分为两类,植保多旋翼和植保直升机,该型无人飞机由飞行平台、导航飞控、喷洒机构三部分组成,通过地面遥控或导航飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。

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植保多旋翼
植保直升机


近几年植保无人机的作业场景逐渐拓宽,无论是大田还是果园、茶园等都能看到它们的身影。植保不单单是杀灭病虫草害,还包括给植物供给水分、营养,补充植物所需微量元素,调节植物生长状态等多种形式。可以这么说,植保现代是农业生产过程中极为重要的一环。三分种,七分保,植保又可以说是“虫口夺粮”。这些年来粮食亩产量不断创新高,与植保密不可分。


传统的喷施方式存在着的弊端
1、用药用水量大

利用背负式药箱打药,亩喷施用药量约为20-30公斤。


2、农药利用率低

大量农药(约60%)会随着水分低落到土壤中,留存在叶面的药滴也会由于不具备扩散性,以小水珠的状态停留在叶片上,利用率也非常低。


3、效率低

一个青年劳动力,用背负式药箱每日至多能施药20亩。


4、人体危害

施药人员与农药不分离,喷施过程中,农药会对人体面部、皮肤造成侵害,农药中毒情况时有发生。

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图为传统的农林喷洒方式

有了以上的弊端,使用植保机的优势也就显而易见了。




1、节约药水环保

电动无人直升机喷洒技术采用喷雾喷洒方式至少可以节约50%的农药使用量,节约90%的用水量,很大程度的降低资源成本。人工速度慢,虫害传染快,打到后面前面的虫害又发起了,往往要打几次,而无人机植保作业速度快,一次作业短时间内即可达到目的,杀虫速度快,对大气、土壤和农作物危害少,可精准作业、施药均匀等,节药环保明显。


2、高效安全

农用无人直升机飞行速度快,规模作业能达到每小时120-150亩,其效率比常规喷洒至少高出100倍;植保飞防实现了人和药的分离,通过地面遥控或GPS飞控操作,喷洒作业人员远距离操作,避免暴露于农药下的危险


3、防治效果显着

由于植保无人机采用超低量喷雾喷洒方式,在植保飞防作业中使用了专用飞防助剂,旋翼产生的向下气流有助于增加物流对农作物的穿透性。无人机直升机具有作业高度低,飘移少,可空中悬停等特点,喷洒农药时旋翼产生的向下气流有助于增加物流对农作物的穿透性,防治效果好。


4、可以夜间作业


由于植保无人机采用超低量喷雾喷洒方式,在植保飞防作业中使用了专用飞防助剂,旋翼产生的向下气流有助于增加物流对农作物的穿透性。无人机直升机具有作业高度低,飘移少,可空中悬停等特点,喷洒农药时旋翼产生的向下气流有助于增加物流对农作物的穿透性,防治效果好。


5、成本低、易操作

电动无人机整体尺寸小、重量轻、折旧率低、易保养,单位作业人工成本低,容易操作,操作人员经过短暂的训练即可掌握要领并执行任务。


未来,农业一定是往现代化、智能化、精细化、绿色化、可持续方向发展。那么就植保作为农业生产中的重要一环,势必也需要向这些方向发展。

植保无人机是现代化的植保工具,其当下已经拥有智能化的飞控系统,在结合无人机专用药剂,可实现精准施药,降低农药使用量,提高农药利用率,农作物更安全、土地更安全、环境更安全,进而才具有可持续发展的基础。



看完了以上的讲解,大家是否对每个机型的热门应用领域有一个清晰的认知了呢。新时代的到来给许多行业带来很多创新技术应用,合理且熟练地运用接纳工具能够提高工作效率,减少工作误差。无人机其独特的优势能远超过传统的人工方式,所以在保证数据精准的情况下逐步使用无人机代替人工工作,将会是未来的新浪潮。






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三足乌最新开班通知


第七十七期培训班报名正在进行中,了解培训请拨
18108266911(张老师)、18190849175(黄老师)

培训时间:2023年01月11日—02月10日

                2023年02月17日—03月10日

培训模式:精品小班/网课班/周末班

三足乌温馨提示:


合格证即将到期的学员,请及时按照《关于民用无人机驾驶员合格证更新有关问题的通知》要求提前申请更新合格证,更新时间以合格证签发日期为准。


合格证更新攻略:【三足乌无人机】2023年最新无人机合格证更新教程


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