1、無(wú)人機(jī)及相關(guān)技術(shù)在蘇里格氣田管理中的應(yīng)用與研究,王鈞丞二零一七年三月,第一部分 研究背景第二部分 無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究第三部分 認(rèn)識(shí)與結(jié)論,匯報(bào)提綱,一、無(wú)人機(jī)的廣泛應(yīng)用近年來(lái)，無(wú)人機(jī)及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越多，已經(jīng)成為多個(gè)領(lǐng)域的主流應(yīng)用技術(shù)。,,,技術(shù)成熟應(yīng)用廣泛,一、研究背景,,二、無(wú)人機(jī)的定義與分類(lèi)無(wú)人機(jī)是無(wú)人駕駛航空器的簡(jiǎn)稱(chēng)（Unmanned Aerial Vehicle），是利用無(wú)線電遙

2、控設(shè)備和自備的程序控制裝置的無(wú)人駕駛飛行器。,,,按機(jī)型分類(lèi),,按使用領(lǐng)域分類(lèi),一、研究背景,三、蘇里格氣田無(wú)人機(jī)應(yīng)用需求,,,蘇里格氣田特點(diǎn),,,無(wú)人機(jī)技術(shù)特點(diǎn),一、研究背景,針對(duì)生產(chǎn)管理的實(shí)際需要，梳理了5個(gè)方面12項(xiàng)應(yīng)用需求。,一、研究背景,第一部分 研究背景第二部分 無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究第三部分 認(rèn)識(shí)與結(jié)論,匯報(bào)提綱,一、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)1.無(wú)人機(jī)巡井無(wú)人機(jī)巡井按照生產(chǎn)組織方式，分單井巡護(hù)與多井巡護(hù)兩種方式。,地面操作

3、設(shè)備設(shè)定飛行航線,蘇6-9-8井手動(dòng)航拍圖,單井/重點(diǎn)井,1.采用多旋翼無(wú)人機(jī)手動(dòng)操作。2.搭載高清可見(jiàn)光攝像頭。3.飛行時(shí)間不少于40分鐘。,1. 多旋翼無(wú)人機(jī)按照設(shè)定坐標(biāo)規(guī)劃路線，自動(dòng)飛往目標(biāo)區(qū)域，通過(guò)遙控操作搭載設(shè)備獲取圖像信息。2.搭載高清可見(jiàn)光攝像頭。3.飛行距離8-10公里以上，單架次至少完成3-5口巡井任務(wù)。,多口井,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,試驗(yàn)效果,試驗(yàn)效果,1.多旋翼無(wú)人機(jī)能夠開(kāi)展單口（多口）氣井巡護(hù)工作。

4、2.采集圖像可通過(guò)地面站將畫(huà)面?zhèn)鬏斨辽a(chǎn)指揮平臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控。3.受無(wú)人機(jī)航程影響，飛行時(shí)間低于40分鐘的無(wú)人機(jī)一次無(wú)法完成至少3口氣井巡護(hù)任務(wù)，不滿足現(xiàn)場(chǎng)巡井?dāng)?shù)量及效率要求。,,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,2.無(wú)人機(jī)巡線無(wú)人機(jī)巡線按照生產(chǎn)組織方式，分區(qū)域測(cè)繪與單一線路巡查兩種方式。,巡線飛行導(dǎo)航圖,固定翼無(wú)人機(jī)航拍效果圖,單一線路,多線路或區(qū)域,1.多旋翼或固定翼無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡航拍攝。2.搭載高清可見(jiàn)光攝像頭。3.飛行時(shí)間40分鐘以

5、上。,1.固定翼無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡航拍攝。2.搭載高清可見(jiàn)光攝像頭。3.飛行時(shí)間一個(gè)小時(shí)以上。,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,試驗(yàn)效果,1. 通過(guò)區(qū)域測(cè)繪，可對(duì)整個(gè)生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)管線作業(yè)帶完好情況及周邊設(shè)施情況進(jìn)行普查。2. 飛行航程在40分鐘以上的多旋翼無(wú)人機(jī)可對(duì)單條重點(diǎn)管線或道路進(jìn)行巡航。3.固定翼無(wú)人機(jī)適用于多條線路連續(xù)巡航拍攝。,,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試效果,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,3.無(wú)人機(jī)熱紅外拍攝通過(guò)熱紅外技術(shù)對(duì)夜間人員闖入，裸露管線判斷提供

6、幫助。,單一區(qū)域,數(shù)據(jù)獲取,1.多旋翼或固定翼無(wú)人手動(dòng)航行。2.搭載熱紅外攝像頭。3.飛行時(shí)間40分鐘以上。,1.井站及周邊熱成像信息。2.管線裸露及溫度變化信息。3.夜間人員活動(dòng)監(jiān)測(cè)。,夜間人員及周邊環(huán)境熱成像圖,裸露管線熱紅外成像,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,4.管線埋深勘測(cè)通過(guò)無(wú)人機(jī)測(cè)繪圖像獲得數(shù)字地表模型（DSM）數(shù)據(jù)，分析計(jì)算管線埋深。,測(cè)繪飛行,1.固定翼無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡航拍攝。2.搭載測(cè)繪相機(jī)連續(xù)拍照。3.飛行

7、時(shí)間1小時(shí)以上。,1.在測(cè)繪區(qū)域內(nèi)均勻選取地面控制點(diǎn)坐標(biāo)信息。2.對(duì)高清航片進(jìn)行處理得到目標(biāo)區(qū)域施工前后正射影像圖DOM、數(shù)字地表模型DSM 。,數(shù)據(jù)獲取,無(wú)人機(jī)高清航片計(jì)算體積量技術(shù)流程圖,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,獲取管線所在區(qū)域測(cè)繪影像圖。,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,疊加等高線的DSM,根據(jù)高程譜色的DSM,兩期DSM較差圖,DSM較差圖局部特寫(xiě),二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,7月航拍片,11月航拍片,兩期DSM較差,DSM較差剖面圖,

8、土方量,利用DSM較差值可計(jì)算管線埋設(shè)深度變化量。利用DSM較差值可計(jì)算目標(biāo)區(qū)域體積（土方量）變化情況。,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,5.防風(fēng)固沙工作量測(cè)算通過(guò)在獲取的施工區(qū)域正射影響圖DOM上勾畫(huà)前后兩次地表矢量邊界變化情況，計(jì)算面積變化量。,測(cè)繪飛行,1.固定翼無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡航拍攝。2.搭載測(cè)繪相機(jī)連續(xù)拍照。3.飛行時(shí)間1小時(shí)以上。,1.對(duì)高清航片進(jìn)行處理得到目標(biāo)區(qū)域施工前后的正射影像圖DOM。2.勾畫(huà)矢量邊界通過(guò)軟件計(jì)算面積

9、值。,數(shù)據(jù)獲取,無(wú)人機(jī)高清航片計(jì)算面積變化量技術(shù)流程圖,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,第一次飛行影像成果,第二次飛行影像成果,對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行航拍測(cè)繪，獲取正射影像DOM。,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,,,,,DOM數(shù)據(jù)處理，計(jì)算面積變化。,井場(chǎng)北、西方向兩塊綠化區(qū)域的邊界勾畫(huà)，計(jì)算面積6498.198229m2,井場(chǎng)西南方向一塊綠化區(qū)域的邊界勾畫(huà)，計(jì)算面積1308.246344 m2,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,試驗(yàn)效果,1.通過(guò)無(wú)人機(jī)測(cè)繪與航空攝

10、影測(cè)量，能夠計(jì)算目標(biāo)區(qū)域面積變化情況，替代人工作業(yè)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。2.防風(fēng)固沙航測(cè)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作量誤差186 ㎡（0.27畝），誤差值較小。,,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試效果,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,二、平臺(tái)實(shí)驗(yàn)搭建無(wú)人機(jī)應(yīng)用平臺(tái)：建立無(wú)人機(jī)相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)技術(shù)與生產(chǎn)管理的深度融合。,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,1.平臺(tái)導(dǎo)航信息獲取衛(wèi)星圖獲取及分析通過(guò)對(duì)高分1、高分2號(hào)衛(wèi)星拍攝的全廠生產(chǎn)區(qū)域衛(wèi)星圖像進(jìn)行處理和分析，獲得礦區(qū)基礎(chǔ)高清地圖

11、、道路圖、井位圖等信息。,衛(wèi)星拍照,1.高分1或高分2號(hào)衛(wèi)星拍照。2.先后兩次獲得全廠6個(gè)作業(yè)區(qū)塊共7000km2衛(wèi)星影像。,1.對(duì)兩次衛(wèi)星圖像進(jìn)行幾何精度校正、配準(zhǔn)、圖像鑲嵌、裁剪、去云、陰影處理和光譜歸一化處理。,數(shù)據(jù)獲取,衛(wèi)星圖像預(yù)處理流程,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,獲取礦區(qū)高清全圖，通過(guò)地面矢量變化情況勾畫(huà)井區(qū)道路，獲取井站坐標(biāo)信息。,蘇54區(qū)塊井、道路信息,蘇54衛(wèi)星圖像,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,2.GIS系統(tǒng)集成將衛(wèi)星

12、圖嵌入我廠現(xiàn)有GIS系統(tǒng)作為基礎(chǔ)底圖將GIS系統(tǒng)原有管線信息與氣井、集氣站、道路信息統(tǒng)一集成在系統(tǒng)底圖中，形成無(wú)人機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)導(dǎo)航圖。,原有GIS系統(tǒng),集成后GIS系統(tǒng),二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用研究,3.無(wú)人機(jī)飛行數(shù)據(jù)集成通過(guò)無(wú)人機(jī)地面操作站將無(wú)人機(jī)航行規(guī)劃路徑，飛行動(dòng)態(tài)和飛機(jī)各項(xiàng)參數(shù)傳輸至監(jiān)控平臺(tái)。通過(guò)無(wú)人機(jī)自帶監(jiān)控軟件或我廠現(xiàn)有安防監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。,無(wú)人機(jī)航導(dǎo)航信息的平臺(tái)接入,無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)視頻的平臺(tái)接入,二、無(wú)人機(jī)技術(shù)應(yīng)用