Albatroz Engineering开发自动化,实时电力线检测系统

挑战

开发用于检查和维护架空电源线的自动化实时系统

使用MathWorks工具在实时从多个来源获取,可视化,同步和解释数据。

结果

  • 开发时间减少至少50%
  • 系统精度接近100%
  • 检查成本降低了90%

“在第一次测试航班期间,我们在我们的算法中发现了一个错误。我们打开了Matlab并在飞行中解决了这个问题。在10分钟内,我们的数据采集和处理算法正常工作,我们能够与之进行审判。这很令人印象深刻。“

Alberto Vale,Albatroz Engineering
横渡一个密集的森林区域的60kv架空线的直升机视图。

为确保可靠的电力分配,公用事业公司必须进行定期检查,以识别电力传输线附近的树木和其他障碍,并检查导线或绝缘体的物理劣化。从地面或飞机中检查线路,甚至培训的专家都可以只提供危险和电力线之间距离的主观估计。通常需要多次通过来完成检查,使过程昂贵且耗时。

Albatroz Engineering开发了电力线维护检测系统(PLMI),这是一款自动化的实时系统,可集成所有检查并提供精确的距离测量。使用MathWorks™工具构建,PLMI使用复杂的数据分段算法来分析LIDAR(光检测和测距)数据,捕获红外线,紫外线和摄像机图像。

“MATLAB被证明是开发,测试和分析几种不同的图像采集和信号处理算法的理想平台,”阿尔巴塔茨工程中的首席研究和开发工程师Alberto Vale Notes。“与Matlab,想法和实施之间的时间非常短。因此,我们在不到六个月的时间内开发了我们的第一个工作原型,预计我们的上市时间三到四个月。”

挑战

Albatroz Engineering需要集成的开发环境,用于数据和图像采集,可视化,信号处理和数据同步。“我们需要从数码相机和GPS接收器以及LIDAR传感器的实时获取数据,相当于大约500kb / s的总带宽。“我们的工程师需要同步和可视化所有这些数据,处理它,然后将其清楚地向我们的客户展示生产系统。”

为了吸引潜在的客户,PLMI需要在一次通过的情况下提供准确的定量结果。“我们的客户规范要求系统检测培训专家识别的至少95%的电力线危险,同时提供危险和线路之间的精确距离,”Vale解释说。

Albatroz Engineering二手Matlab®和几个伴侣工具箱开发,原型和实施PLMI的生产版本。

为了建立早期原型,Albatroz团队使用MATLAB通过TCP / IP和GPS数据通过串行链路获取LIDAR数据。它们使用图像采集工具箱™与USB链路的标准Web摄像头捕获图像。在生产系统中,该相机由带有FireWire的更高分辨率相机(IEEE-1394)链路代替。

该团队使用MATLAB和信号处理工具箱™来处理LIDAR信号。使用来自信号处理工具箱的卷积功能,它们开发了数据分段算法,解释了激光雷达产生的积分云,识别电力线,树木,建筑物和其他障碍物。当这些算法识别潜在的危险时,在交互式界面中发出警报,示出了从LIDAR,视频图像的几何图形,以及来自GPS的位置。

用于空降操作的高端系统,具有高达6MB / s的持续数据速率,将C ++实时多线程采集,SQL引擎,MATLAB开发的算法组合在一起,然后在C ++和Web服务中实现。它包括来自葡萄牙伴侣的四视频,双音频频道地理参考记录器。

Albatroz Engineering使用Matlab Compiler™,Database Toolbox™和MATLAB图形用户界面(GUI)构建工具,以创建独立应用程序进行后处理任务数据。使用此应用程序,Albatroz Engineering客户端可以对聚集在多个任务上的数据进行深入分析,并创建全面的多媒体报告。

PLMI系统目前正在葡萄牙使用。

结果

  • 开发时间减少至少50%。“与MATLAB,我们在四个月内的测试航班和六个月内的工作版本进行了原型,”谷谷解释道。“开发将使用C或C ++的时间长两到三倍。”

  • 系统精度接近100%。“对于高压线(50kV及以上),我们的测量系统通过经验丰富的技术人员优于视觉检查,缺少误报的5%,很少错过一个问题,”谷说。“在实践中,它经常识别接近100%的潜在危险。”

  • 检查成本降低了90%。“我们使用MathWorks工具开发的系统将数据集成了来自多个来源的数据,以优化每个直升机飞行,同时执行多次检查,”Vale说。“因此,通过标准的空中激光雷达调查,对PLMI进行检查,它的成本减少了十倍。”