自主无人机在压力管道检查应用

问题

压力管道在世界各地的水电行业中应用广泛。这种管道用于将水从水库直接输送到涡轮机中，以产生清洁能源。

管道通常由钢制成，需要定期检查，以确保内表面的良好状况，并防止多年来因与高压水的持续摩擦而发生的潜在损坏。

压力钢管多建于山坡或与水坝平行，坡度较大，甚至垂直，如何进入压力钢管内部难以到达的区域，是水电行业多年来面临的主要问题之一。

到目前为止，使用专业登山队是最常用的解决方案。然而，检查工作速度慢、耗时长，而且风险大，因为人们必须通过水管腔下降，在狭窄的空间里、在完全黑暗的环境下，以 2 到 3 人为一组进行工作。

解决方案

Hovering Solutions 开发了 新一代飞行机器人 ，能够 自主飞行 穿过 垂直或倾斜管道（例如水电站使用的压力水管）内部。该系统已在 Iberdrola 集团的不同水电站成功投入使用。

使用自主飞行机器人可显著降低调查和检查的相关风险、成本和时间，同时增加获取的数据量。此外，这种简单、快速且有效的解决方案有助于更定期地检查基础设施，从而降低与潜在故障（包括人为事故或代价高昂的损失）相关的风险。

与传统检查技术相比，使用飞行机器人可以：

l将定期检查所需的时间从几天缩短到几个小时， 

l降低 50% 的成本，

l将所需人力资源减少到仅 1 人，并且

l提供无敌的风险降低解决方案

技术

该技术 由 Hovering Solutions 作为 OEM 开发。这款小型机器人配备了全机载定位和导航系统，因此系统运行时无需外部参考或信标。新型定位单元能够在无 GNSS（GPS）和无光环境中估计机器人的位置、姿态和速度。导航单元完全不受机器人飞行过程中金属周围产生的磁场扭曲的影响。 

整机重量不到 1.7 公斤 ，电池续航时间足以在一次飞行中扫描长达 700 米的水管。由于电机之间的直径为 43 厘米，该机器人能够以自主模式飞行穿过直径最窄 2 米、最 大直径 10 米的水管。

检查行动在没有飞行员、 没有无线电通信 、 没有视线的情况下进行 ，所有这些都是在目标场景中成功完成任务的关键因素。

该系统配备了一个 名为 H-eyes 的新模块，Hovering Solutions 最近已为该模块提交了专利。

这项新技术在表面信息数据采集方面提供了卓越的质量，能够检测到压力水管表面小至 1 平方毫米的故障和细节。

此外，全新的H-eyes系统提高了机器人的导航性能，并降低了整车能耗。

结果

飞行器着陆后，如果有无线局域网可用，则需要几分钟时间将收集到的信息压缩并传输到外部本地或远程计算机。 
检查结果如下： 

l用于表面细节分析的高分辨率图像。

l3D 激光扫描用于检测压力水管横截面的变形。

l如果检测到大面积腐蚀，则会生成大规模腐蚀图，以分析关键部件、创建模式并预测未来的腐蚀行为。

所提供的信息基于现有图纸或以前的调查数据，以本地坐标进行地理定位。此地理位置信息对于提供现有故障或兴趣点的坐标至关重要，精度可达几厘米，以便量化其演变或评估未来检查中可能采取的行动效果。