资产检查用无人机的优势、用例和最 佳无人机

您可能会认为派遣携带手持设备的人员是收集可靠资产状况数据的唯 一方法，因为大多数检查都需要大量人员、脚手架和绳索作业。

事实并非如此。在风电场，最近的一项研究发现，使用无人机代替绳索作业检查员可降低高达 70% 的成本，并将停机相关的收入损失降低高达 90%。在采矿和水泥等其他行业，资产所有者还通过避免平台或脚手架施工，每次检查节省了六位数。

就像 20 世纪 70 年代的核心银行软件一样，无人机如今彻底改变了资产检查方式——它们为之前繁琐且容易出现风险的流程带来了更高的速度、准确性和精 确度。

无人机检查的工作原理

大多数类型的资产检查（承重结构评估、储罐完整性检查和管道勘测）都可以通过检查无人机更有效地完成。无人机配备有成像、传感器和无损检测探头，既能让您看到天空，又能让您亲手在地面收集高空测量数据。

预检规划

与常规检查一样，无人机评估需要一些基础工作：

l任务规划：定义检查范围、方法和具体要求。

l飞行路径设计： 根据任务类型，对潜在后勤挑战（植被侵占、EMI 干扰等）进行场地评估并进行最 佳航路点配置。

l设备准备：选择合适的无人机和可安装的有效载荷进行飞行，以及地面站设置。

l得益于自动任务规划和便捷的硬件设计，无人机可以在几分钟内开始检查，而使用脚手架则需要几小时或几天。

检查流程

无人机检查通常只需一名工作人员，并配备一名远程操作员随时待命，以便在必要时接管控制。数据收集时间因资产类型和规模而异，从一小时到三小时不等。例如，使用 UT 探头检查化学储罐平均需要 75 分钟。

该过程包括：

l无人机部署。可能需要多次起飞才能完全扫描资产。停机时间有限，因为大多数无人机都可以轻松更换电池。

l数据收集：使用机载摄像机、激光雷达、热传感器或其他设备无人机捕获高分辨率图像、视频和其他定量测量值。

l实时调整：实时视频和数据仪表板允许飞行员调整飞行路线以获取所有必要的数据。

检查后分析

原始数据通过专业软件导出和处理，以创建报告、3D 模型或热扫描。现代无人机与 Pix4D（强大的摄影测量软件）和 Drone Deploy 等工具原生集成。还可以针对收集的数据运行自定义模型和异常检测算法。

使用无人机进行资产检查的好处

无人机正在改变资产状况检查、维护和合规性。

检查人员可以使用人工智能辅助导航来检测损坏、在高空进行无损检测 (NDT) 并收集 3D 资产建模的数据，而无需搭建脚手架、租用飞机或招募绳索攀爬者。

通过进行无人机资产检查，公司可以获得以下优势：

n早期问题检测

通过在一次飞行中覆盖更多表面积和距离来发现磨损、结构损坏或腐蚀的迹象。除了提供明显缺陷的高清视觉效果外，检查无人机还可以捕捉热足迹、检测气体泄漏并测量涂层厚度。所有这些措施都有助于在早期阶段检测损坏并及时采取纠正措施。

Telefónica Tech 使用配备光学和热像仪、激光雷达和气体传感器的无人机来检查其中高压输电线。收集的数据通过机器学习算法进行处理，将当前状况与历史记录和监管要求进行比较。当检测到异常时，系统会发出早期警报，以便进行详细分析和干预。新闻稿称，这种设置有助于 Telefónica 建立更好的安全走廊，防止树木倒塌在塔上，并检测 SF6泄漏。

n检查难以接触的资产

烟囱、地下竖井、水上结构——许多工业资产对于人类来说难以接近（且危险）。无人机，尤其是具有全向机动性和先进障碍物检测功能的无人机，让检查人员能够窥视所有角落和缝隙，并测试结构部件是否损坏。

印度尼西亚材料处理公司 Suprabakti使用 Voliro 的技术检查了水上装船机。尽管装船机容易腐蚀和结构疲劳，但如果没有专门的水上检修平台，就很难检查。通过使用配备超声波传感器探头的 Voliro T，Suprabakti 首次检查了其资产，获得了有关其状况的全面数据。

n时间效率

在资产检查中，每一分钟都至关重要。长时间停机会导致运营中断和收入损失。使用无人机进行资产检查的速度比使用传统方法快两到四倍。例如，风力涡轮机的防雷系统测试可以在任何位置使用一个转子停止器进行。同样，您可以使用坚固耐用的无人机模型（专为高温工作而设计）检查正在使用的资产，如储罐或烟囱。

外部储罐材料降解检查仅需75 分钟，仅需一名训练有素的飞行员，每天最多可进行 5 次检查。沙特阿美公司使用无人机可以在四小时内检查 70 口油井，而手动检查两口油井则需要至少一个小时。在这两种情况下，资产数据也更加精 确。

n提高员工安全性

有些工业检查很危险。员工有受伤、热暴露或有毒气体中毒的风险。当然有专门的防护装备，但如果有更安全的选择，为什么要让员工承受压力呢？

室内无人机可以有效地在狭窄的通风隧道、化学品储存区或竖井中进行测量。机载传感器和传感器融合技术无需 GPS 即可提供 3D 感知和精 确定位。无人机服务公司创始人兼总裁Matt MacKinnon 表示：“使用无人机技术，矿场运营商可以根据一次 10 分钟的飞行中获取的实际情况做出决策。”据 MacKinnon 称，由于收集到的高质量数据，一次无人机飞行通常可以带来 100 到 10,000 倍的价值回报和成本节省。

n更丰富的数据

企业级检查无人机提供自动数据捕获、处理和报告生成功能。例如，Anafi AI 具有预先训练的计算机视觉算法，可以识别资产特征并提取其尺寸（高度、下倾角、方位角等）。Voliro 具有 AI 辅助检查自主模式，允许使用安装的 NDT 有效载荷进行稳定的基于接触的交互。

随着越来越多的检查无人机具有开放式有效载荷配置，操作员可以采用先进的检查场景：执行超声波扫描以检测裂缝、射线扫描或捕获气体排放水平。

您可以使用巡检无人机收集的读数类型

n成本竞争力

传统检查方法成本高昂。平台或脚手架结构的成本很容易超过六位数，如果需要进行结构改造以方便进入，成本会更高。包机或升降机稍微便宜一些，但成本仍远高于检查无人机。使用 Voliro 技术，Bilfinger在堆垛检查期间为其客户节省了超过 16.5 万美元的设备和人工费用。

劳动力短缺是另一个因素。定期资产检查需要大量地勤人员巡逻，并需要训练有素的工程师进行更多实际测试。相比之下，无人机检查通常只需要一名训练有素的飞行员在地面收集数据。无人机公司的订阅服务通常包括飞行员培训，以及定期硬件维护和更换，Voliro 就是这种情况。

无人机检查的常见类型

从能源和电信到采矿和化工，无人机已成为日常维护检查和监管评估的必备工具。了解企业如何使用无人机简化资产数据收集。

n视觉状态监控

无人机为监控提供了一个新的有利位置，不受资产规模、位置或复杂几何形状的限制。借助无人机检查服务，公司可以目视检查难以到达的资产，例如高架管道、输电线、烟囱等，验证其完整性并收集其状态数据。

第 一批无人机拍摄的画面嘈杂且黑白。现代无人机拥有混合变焦相机、广角镜头和智能低光模式。实时视频传输范围延伸至数公里，使飞行员能够执行超视距 (BLOV) 任务。

巡检无人机也正在走向自动化。得益于先进的障碍物检测和防撞功能，它们更容易在复杂结构周围飞行。许多现代型号都包括自动化模式，用于规划和飞行重复航线或检查基础设施物体（例如，手机信号塔、烟囱等）。

例如，埃尼公司开发了一种自主无人机，用于按照预先设定的资产检查路线飞行。无人机起飞、扫描资产缺陷，然后返回停靠站，无需直接人工控制。无人机自主性的进步提高了检查数据收集的速度和质量，从而实现了更频繁的监控和更强大的资产完整性管理流程。

无人机检查场景示例：

l管道检查。无人机通常用于管道检查，以检测泄漏、损坏和劣化。借助远程无线电控制器和机载遥测，无人机可以飞行更远的距离。某些型号提供 5G 连接，可实现完全远程浏览器内控制，使检查更加方便。

l摄影测量。得益于机载 GPS 和 IMU，无人机能够为每张静态图像提供高精度地理标记和高度信息。具有高速快门和 ISO 的高清摄像机可快速收集数据以进行 3D 资产建模。通过将历史参考与最 新数据进行比较，可以实现持续的资产状况监控。

l热扫描。借助双光学和红外摄像头系统，无人机可以识别肉眼无法察觉的异常热信号，这些热信号表明存在摩擦、错位、腐蚀或电气故障。后续干预有助于防止代价高昂的故障和安全隐患。

n无损检测

无损检测使用超声波扫描、声发射测试和涡流检测等方法在工业现场验证资产完整性，以进行例行评估或合规性检查。

然而，大多数无损检测需要直接接触表面，这对于大型储罐或高烟囱来说很麻烦。传统的解决方案涉及升降平台、安全带和脚手架结构。
现在有一个更好的选择：使用带有专用有效载荷的无损检测无人机。专用无人机（如Voliro T）可以从任何角度接近结构，并施加稳定的力以进行基于接触的相互作用。得益于三个可倾斜的转子，Voliro 可以使用可更换的探头从任何方向与物体相互作用，以进行超声波、涡流和 EMAT 测试。

全方位移动性、开放式平台设计和简单的学习曲线使 Voliro 成为全球检查组织的首 选。Osprey Integrity 总裁 Courtland Penk 分享道：“对于检查容易发生一般腐蚀的资产，无人机在效率、成本、安全性方面都大有裨益，并且仍然保持与传统方法相同的有效性水平。”借助 Voliro T，Osprey Integrity 团队每小时可以收集多达 200 个读数，每天可以进行 5-10 次储罐检查。

基于无人机的无损检测 (NDT) 测试场景示例：

l储罐检查。墙壁、顶部、喷嘴和内部管道是工业储罐中难以触及的元素。配备专用探头的无人机可以在使用过程中扫描资产。借助 Voliro 技术，检查人员在储罐内外检查期间每小时可收集 200 到 700个UT读数。

l壁厚测量。壁厚损失最终会导致泄漏、结构故障和监管罚款。因此，及时检测机械损坏、腐蚀和环境影响对于避免不良后果至关重要。通过使用无人机安装的干膜厚度计或超声波传感器，您可以在高空收集可靠的测量值，以便及时制定维护策略。

l火炬烟囱和烟囱检查。传统的检查方法迫使操作员关闭高温设备，导致运营中断。另一方面，无人机可以安全地接近热结构，甚至可以使用耐高温探头进行表面测量。例如，Voliro 的高温超声波传感器在 32-500 °F (0-260 °C) 范围内工作。他们的无人机已成功执行了灭火环检查和火炬烟囱检查。

n室内检查

有些无人机专为高空接触作业而设计，有些则适用于室内狭小空间。化工、电力和采矿设施有很多隐蔽的角落和错综复杂的竖井，人类无法安全进入。即使是例行检查，也像使用没有字母 O 的键盘一样棘手。

笼式室内无人机由计算机视觉和激光雷达测绘技术驱动，可通过创建实时 3D 地图穿越封闭结构，让检查人员能够进入空腔而不会有设备丢失的风险。室内无人机通常用于收集最 新的 BIM 数据并将其与原始规格和历史蓝图进行比较。

快速部署和自动化任务规划使大型设施的检查更加频繁。例如，香港中华电力拥有一支由五架无人机组成的机队，将 80 米高（262 英尺高）锅炉的检查时间从 12 天缩短至 1-2 天。造船商 Modec 则使用无人机检查其浮式生产储卸油船 (FPSO) 的危险区域，以查看结构是否损坏。

室内无人机检查场景示例：

l地下技术管廊检查。无人机提供了一种更安全的方法来检查公用设施隧道、通风井和污水系统。得益于基于 SLAM 的稳定性和高态势感知能力，无人机可以穿越狭窄的空间。除了视觉镜头外，现代室内无人机还可以捕捉热扫描、进行超声波测量并使用嗅探器传感器测量排放。

l矿井检查。裂缝、结构变形和渗水都会对采矿作业造成危害。矿井温度也可能从零下到 +40°C 不等。无人机可减少恶劣环境条件下评估的物理损失。快速、经济高效地获取最 新数据可提高安全性并降低合规性开销。

l地下储罐检查。与地上结构一样，地下储罐也容易受到腐蚀、裂缝和其他损坏。使用无人机代替绳索作业更安全、更经济，同时还可以通过使用热像仪和无损检测仪器获得更多数据。

n泄漏检测

工业管道泄漏会造成环境破坏和巨额监管罚款。2022 年，Equitrans因未发现问题而泄漏了近两周的甲烷，导致罚款 110 万美元。去年，美国环境保护署还因泄漏问题对科罗拉多州的天然气公司处以超过 925 万美元的罚款。

操作员了解危险，但控制问题并不容易。徒步巡逻无法覆盖大片区域。有限的通道或有毒物质的存在也限制了工作人员进行定期检查的能力。

无人机提供了新的监控优势，能够更快地覆盖更大距离，并可以安全进入储罐顶部或密封结构等具有挑战性的位置。机载传感器和检查工具可提供精 确的泄漏位置和持续时间信息以及潜在原因。

例如，ABB 开发了一种专门的光谱测量解决方案，用于无人机检测、定性并绘制距离天然气分配和输送管道 100 米以内的泄漏情况。这种方法的灵敏度比传统的泄漏检测技术高出 1,000 倍以上，使 ABB 能够区分自然产生的甲烷和从地下管道或其他来源泄漏的气体。

样本检查场景：

l化学储罐检查。配备摄像头、内窥镜和 UT 无人机的紧凑型室内无人机可以安全地扫描化学储罐、搅拌器和压力容器，以查找恶化迹象，大大降低了工作人员的风险。

l配送系统中的漏水检测。无人机热成像系统可以捕捉监测到的温度范围变化的热特征。根据传感器阵列的灵敏度，您可以高精度地定位地下和地上资产中不同大小的泄漏。

l气体泄漏检测。光学气体成像摄像机可以检测吸收红外 (IR) 辐射的气体，如二氧化碳、甲烷、氨、一氧化二氮和氯化氢等。还有许多可安装在无人机上的气体嗅探器可供选择，从简单的电化学传感器到更先进的型号，它们依赖于激光吸收光谱技术，如 TDLAS、CRDS 和 OA-ICOS。

n防雷系统测试

行业法规规定商业建筑必须安装 LPS 。即使法规没有要求，投资 LPS 也比承担后果要好。在加拿大，雷击每年造成的损失和中断成本在6 亿至 10 亿加元之间。在欧洲和美国，雷击造成的损失超过760 亿美元。

定期进行防雷系统测试是必要的，但资产所有者并不总是遵守，因为屋顶安装的 LPS 难以接近。风力涡轮机检查无人机可以通过目视检查和接触式测试来促进这一过程。

Voliro 开发了一种专用的 30 毫米针形探头，用于与雷电接收器建立电气连接。得益于无人机设计，操作员可以轻松接近涡轮机，执行 LPS 测试，并收集有关叶片、电机和其他结构元件状态的额外视觉数据。一次检查可以在任何转子方向上在 20-30 分钟内完成。借助 Voliro，检查团队每天可以评估 8 到 18 台涡轮机，同时发现 3-4 倍以上的缺陷。

最 佳巡检无人机

您现在知道无人机资产检查的价值，但设备呢？哪些检查无人机可以支持上述用例？

以下是我们列出的前三名竞争者。如需更多选择，请查看我们关于市场上最 佳商用检查无人机的指南。

n沃利罗 T

Voliro提供专业资产检查所需的所有工具和原则：从高清摄像头到专业的无损检测工具。Voliro T 配备三个可倾斜转子，可以将探头指向任何方向并与表面精 确接触，施加高达 30 N 的稳定力和几 Nm 的扭矩。

高稳定性和 AI 辅助飞行模式使 Voliro 成为检查室内和室外任何尺寸和几何形状资产的绝佳工具。得益于 3 对机载 LiDAR 传感器和 3 对基于视觉的速度传感器以及 RTK GPS 接收器，Voliro T 即使在没有 GPS 的环境中也能安全巡航，不会发生碰撞。

订阅中包含六种（以及即将推出的更多！）可快速更换的 NDT 工具，让您获得无与伦比的多功能性。访问最 新的软件更新、硬件版本和全覆盖保险也意味着您永远不会拥有过时的设备。

nDJI Matrice 350 RTK

DJI Matrice 350 RTK拥有 55 分钟的飞行时间和双光学和红外传感器，是执行管道或电力线勘测等较长时间检查任务的绝佳选择。全新的 DJI O3 企业传输系统支持在美国传输长达 20 公里，在欧盟传输长达 100 公里（根据规定），干扰最小。可更换的 LiDAR 和 CMOS RGB 测绘相机也可用于摄影测量任务。

坚固的设计和多层冗余（双 IMU、RTK 天线、GNS 模块和传输链路）使 Matrice 350 RTK 成为一款坚固的设备，您可以在 -20° 至 50° C 的温度范围内，在强风、灰尘甚至雨水中驾驶它。六对视觉传感器和六对红外 ToF 传感器使无人机具有六面态势感知和自主障碍物检测能力。

DJI Matrice 已经在石油和天然气炼油厂检查、太阳能热板评估和电力线检查等应用中成功展示了其强大的能力。美国 Valmont Utility 公司表示，目前大约 70% 的常规检查工作都是由无人机完成的，从而提高了质量和执行速度。

nAutel EVO II RTK

EVO II RTK 系列 V3提供清晰的视觉效果和实时厘米级定位数据，这得益于具有后处理动态 (PPK) 功能的新 RTK 模块和具有可调光圈的 1 英寸 6K CMOS 图像传感器。您还可以选择双光学/传感器设置来进行高精度温度测量。

33° 最 大倾斜角度和 360° 避障功能由 19 组传感器驱动，为 EVO II RTK 提供了出色的机动性，可接近复杂结构或在狭窄区域巡航。SkyLink 2.0 传输技术可确保长达 14 公里的稳定连接，并通过三频跳频避免干扰。

该公司还提供飞行模式和应用程序，用于缺陷分析、2D/3D 建模、智能测绘、热成像和自动巡逻等用例

巡检无人机可带来丰厚回报

无人机检查通过最小化资产停机时间、加快检查速度和预防性维护，提供了积极的投资回报。现代检查无人机提供与传统工具相同（通常更高）的读数精度，而无需长途跋涉、攀爬高层建筑或沿深井垂降。使用Voliro 解决方案，检查人员可以测量大型储罐的厚度、检查手机信号塔上的涂层应用，并在大型风力发电场和其他被认为无法到达的高空资产测试防雷系统，以收集高保真数据并生成合规和维护的详细报告。