2024無人機(jī)風(fēng)機(jī)葉片缺陷巡檢

無人機(jī)風(fēng)機(jī)葉片缺陷巡檢2024無人機(jī)風(fēng)機(jī)葉片缺陷巡檢2024年5月目錄02 成果與應(yīng)用項目背景發(fā)展展望無人機(jī)風(fēng)機(jī)葉片自動巡檢技術(shù)040103目錄02 成果與應(yīng)用項目背景發(fā)展展望無人機(jī)風(fēng)機(jī)葉片自動巡檢技術(shù)040103項目背景政策背景：習(xí)主席2020年12月提出“30·60”碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)；風(fēng)光發(fā)電量占比：9.5%(2020年)、22%(2030年)、58%(2060年)。20萬臺風(fēng)機(jī)，未來10年以平均2.5萬臺/年速度增長。我國陸地、海上風(fēng)機(jī)累積裝機(jī)量世界第一（40%、49%）。風(fēng)電裝機(jī)規(guī)劃及布局（單位：億千瓦）2022年底3.65億千瓦2025年2030年2050年2060年裝機(jī)總量5.482225開發(fā)方式陸上風(fēng)電97.294.494.193.6海上風(fēng)電2.85.65.96.4區(qū)域分布西部、北部58.860.356.157.3東中部項目背景政策背景：習(xí)主席2020年12月提出“30·60”碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)；風(fēng)光發(fā)電量占比：9.5%(2020年)、22%(2030年)、58%(2060年)。20萬臺風(fēng)機(jī)，未來10年以平均2.5萬臺/年速度增長。我國陸地、海上風(fēng)機(jī)累積裝機(jī)量世界第一（40%、49%）。風(fēng)電裝機(jī)規(guī)劃及布局（單位：億千瓦）2022年底3.65億千瓦2025年2030年2050年2060年裝機(jī)總量5.482225開發(fā)方式陸上風(fēng)電97.294.494.193.6海上風(fēng)電2.85.65.96.4區(qū)域分布西部、北部58.860.356.157.3東中部41.239.743.942.7 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 項目背景2020年陸上搶裝，2021年海上搶裝葉片故障率僅次于齒輪箱、發(fā)電機(jī)葉片常見故障：腐蝕、雷擊、疲勞、覆冰應(yīng)力疲勞葉片斷裂、倒塔 前緣腐蝕發(fā)電量損失5%葉片故障停機(jī)葉片維修雷擊項目背景2020年陸上搶裝，2021年海上搶裝葉片故障率僅次于齒輪箱、發(fā)電機(jī)葉片常見故障：腐蝕、雷擊、疲勞、覆冰應(yīng)力疲勞葉片斷裂、倒塔 前緣腐蝕發(fā)電量損失5%葉片故障停機(jī)葉片維修雷擊導(dǎo)致分層、外殼脫落 發(fā)電量損失10%-30%覆冰 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 2023/5/230.456次/年/臺20-200小時/年/臺項目背景風(fēng)機(jī)葉片缺陷特性缺陷來源統(tǒng)計應(yīng)力疲勞雷擊前緣腐蝕運輸安裝葉根中部葉尖生產(chǎn)制造磨損運輸與施工其它無缺陷葉片數(shù)量：4,860缺陷數(shù)量：48371統(tǒng)計時間段：2008年-2015年功率：0.66MW-3.0MW葉片生命周期的缺陷占比統(tǒng)計數(shù)據(jù)源自CanWEA(項目背景風(fēng)機(jī)葉片缺陷特性缺陷來源統(tǒng)計應(yīng)力疲勞雷擊前緣腐蝕運輸安裝葉根中部葉尖生產(chǎn)制造磨損運輸與施工其它無缺陷葉片數(shù)量：4,860缺陷數(shù)量：48371統(tǒng)計時間段：2008年-2015年功率：0.66MW-3.0MW葉片生命周期的缺陷占比統(tǒng)計數(shù)據(jù)源自CanWEA(加拿大風(fēng)能協(xié)會) 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 其它質(zhì)量問題導(dǎo)致使用磨損 生成加導(dǎo)致 導(dǎo)致運輸&施工導(dǎo)致葉片占比原先質(zhì)保期結(jié)束過質(zhì)保后項目背景風(fēng)機(jī)葉片故障檢查常用方法 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 類別技術(shù)手段備注表面檢查地面、無人機(jī)相機(jī)望遠(yuǎn)鏡或高性能相機(jī)、無人機(jī)攜帶增穩(wěn)相機(jī)表面下檢查項目背景風(fēng)機(jī)葉片故障檢查常用方法 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 類別技術(shù)手段備注表面檢查地面、無人機(jī)相機(jī)望遠(yuǎn)鏡或高性能相機(jī)、無人機(jī)攜帶增穩(wěn)相機(jī)表面下檢查吊籃或平臺技術(shù)人員拍照或維修可現(xiàn)場維修每個葉片數(shù)小時高成本超聲波剪切散斑干涉技術(shù)熱紅外電磁手段X射線地面或?qū)嶒炇襈DI根據(jù)內(nèi)在結(jié)構(gòu)對波(電磁波、聲波)的影響來判斷成本高可識別表面下的缺陷其它狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)依靠安裝在機(jī)艙和葉片上的傳感器自然振動和頻率趨勢顯示葉片結(jié)構(gòu)變化無法確定缺陷位置系統(tǒng)成本高，每一臺風(fēng)機(jī)需安裝項目背景風(fēng)機(jī)葉片運維技術(shù)發(fā)展趨勢發(fā)展方向傳統(tǒng)方式 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 項目背景風(fēng)機(jī)葉片運維技術(shù)發(fā)展趨勢發(fā)展方向傳統(tǒng)方式 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 重復(fù)性工作機(jī)器替代人工專業(yè)性工作人工操作機(jī)器高空作業(yè)出海作業(yè)人工吊籃地面望遠(yuǎn)鏡合作·共贏·發(fā)展合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新項目背景風(fēng)機(jī)葉片運維模式項目背景國外主要無人機(jī)風(fēng)機(jī)運維企業(yè)Perceptual-roboticsNearthlabSkyspecsHelvetis 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 序號公司總部所在國家業(yè)務(wù)種類1Cornis法國地面望遠(yuǎn)鏡、無人機(jī)葉片巡檢；塔筒巡檢；內(nèi)部巡檢；云報告；無人機(jī)作業(yè)培訓(xùn)2Aero-enterprise奧地利海上、陸上風(fēng)機(jī)無人機(jī)巡檢；工業(yè)設(shè)備無人機(jī)巡檢；分析與報告3Dronebase美國建筑、工程設(shè)施；光伏；風(fēng)電葉片無人機(jī)巡檢4Helvetis瑞士葉片巡檢；直升機(jī)研制5ABJdrones美國風(fēng)機(jī)；光伏；電力線；鐵塔巡檢（紅外）6Skyspecs美國風(fēng)機(jī)巡檢7Nearthlab韓國風(fēng)機(jī)巡檢8項目背景國外主要無人機(jī)風(fēng)機(jī)運維企業(yè)Perceptual-roboticsNearthlabSkyspecsHelvetis 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 序號公司總部所在國家業(yè)務(wù)種類1Cornis法國地面望遠(yuǎn)鏡、無人機(jī)葉片巡檢；塔筒巡檢；內(nèi)部巡檢；云報告；無人機(jī)作業(yè)培訓(xùn)2Aero-enterprise奧地利海上、陸上風(fēng)機(jī)無人機(jī)巡檢；工業(yè)設(shè)備無人機(jī)巡檢；分析與報告3Dronebase美國建筑、工程設(shè)施；光伏；風(fēng)電葉片無人機(jī)巡檢4Helvetis瑞士葉片巡檢；直升機(jī)研制5ABJdrones美國風(fēng)機(jī)；光伏；電力線；鐵塔巡檢（紅外）6Skyspecs美國風(fēng)機(jī)巡檢7Nearthlab韓國風(fēng)機(jī)巡檢8Aerones美國巡檢、維修、清理等綜合業(yè)務(wù)9Perceptual-robotics美國風(fēng)機(jī)巡檢項目背景接受度有待普及巡檢品類有待完善巡檢缺少規(guī)范性指導(dǎo)：1、拍攝的規(guī)范性不夠，手動與自動共存2、故障的定級與定損缺少規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的價值、應(yīng)用潛力有待挖掘項目背景接受度有待普及巡檢品類有待完善巡檢缺少規(guī)范性指導(dǎo)：1、拍攝的規(guī)范性不夠，手動與自動共存2、故障的定級與定損缺少規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的價值、應(yīng)用潛力有待挖掘無人機(jī)風(fēng)機(jī)巡檢存在的問題 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 技術(shù)方案 無人機(jī)風(fēng)機(jī)巡檢技術(shù)12點方向 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 技術(shù)方案 無人機(jī)風(fēng)機(jī)巡檢技術(shù)12點方向 6點方向 任意角度 背景純凈 ? 易操作后緣面易拍攝 ? 飛行高度低、安全省優(yōu)勢 ? 操作簡單 ? 不需要復(fù)雜的轉(zhuǎn)彎機(jī)沒有遮擋物 ? 可手動或自動飛行可手動或自動飛行高效省電拍攝標(biāo)準(zhǔn)、可回溯劣勢 ? 費時 ? 費時無人機(jī)飛行高、耗電 ? 塔筒遮擋需要自動航線、技術(shù)難度大需合理規(guī)劃航線避免遮擋技術(shù)方案無人機(jī)自動巡檢方案-初始狀態(tài)估計不能適應(yīng)逆光、光線過曝、過暗等情況效率低，停機(jī)時間長 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新技術(shù)方案無人機(jī)自動巡檢方案-初始狀態(tài)估計不能適應(yīng)逆光、光線過曝、過暗等情況效率低，停機(jī)時間長 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 視覺+雷達(dá)，實時規(guī)劃航線先建模后作業(yè)純視覺技術(shù)方案無人機(jī)自動巡檢方案-動態(tài)航線上葉片：前緣、PS面（左面）、后緣、SS面（右面）右葉片：前緣、技術(shù)方案無人機(jī)自動巡檢方案-動態(tài)航線上葉片：前緣、PS面（左面）、后緣、SS面（右面）右葉片：前緣、PS面（上面）、后緣、SS面（下面）左葉片：前緣、SS面（上面）、后緣、PS面（下面） 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 技術(shù)方案無人機(jī)自動巡檢方案-拍攝要點分辨率2-3像素/光照影響曝光時間與成像質(zhì)量薄云天氣最佳技術(shù)方案無人機(jī)自動巡檢方案-拍攝要點分辨率2-3像素/光照影響曝光時間與成像質(zhì)量薄云天氣最佳ISO靈敏度/增益ISO高表示光敏感度高ISO鏡頭與相機(jī)變焦性能像元數(shù)鏡頭可更換性景深垂直拍攝非垂直拍攝：提升景深方法（遠(yuǎn)離葉片、小光圈、小焦距） 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 技術(shù)方案Sensor大小無人機(jī)自動巡檢方案-相機(jī)選型譜段像素數(shù)導(dǎo)熱率2000萬4500萬6100萬1.2億快門速度反射率大疆H20T/P1：技術(shù)方案Sensor大小無人機(jī)自動巡檢方案-相機(jī)選型譜段像素數(shù)導(dǎo)熱率2000萬4500萬6100萬1.2億快門速度反射率大疆H20T/P1：1/8000s高速相機(jī)：1/16000s發(fā)射率全畫幅相機(jī)高速相機(jī)雙光譜相機(jī) 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 技術(shù)方案無人機(jī)自動巡檢方案-處理算法 合作·共贏·發(fā)展·技術(shù)方案無人機(jī)自動巡檢方案-處理算法 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 葉片拼接算法技術(shù)方案無人機(jī)自動巡檢方案-處理算法涂層破損橫向裂紋涂層破損后緣開裂涂層破損葉片淺表探傷葉片表面探傷 合作·共贏技術(shù)方案無人機(jī)自動巡檢方案-處理算法涂層破損橫向裂紋涂層破損后緣開裂涂層破損葉片淺表探傷葉片表面探傷 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 采用深度學(xué)習(xí)算法模型對常見的裂紋、開裂、破損、腐蝕、雷擊等缺陷輔助識別，減少后期內(nèi)頁工作量。采用紅外與可見光雙譜段融合算法，對分層、褶皺、撞擊等淺表層內(nèi)傷進(jìn)行判斷。葉片缺陷識別算法成果與應(yīng)用獨特優(yōu)勢追風(fēng)：一款多用途的風(fēng)機(jī)葉片巡檢設(shè)備一鍵起飛，全自動作業(yè)動態(tài)航線規(guī)劃，仿葉片飛行適配多樣掛載應(yīng)用場景適配大疆無人機(jī)M300無人機(jī)葉片停機(jī)自動巡檢：M300+P1/H20T+追風(fēng)無人機(jī)葉片不停機(jī)自動巡檢：M300+PhaseOne+追風(fēng)自動駕駛儀2.0雙光譜相機(jī)全畫幅相機(jī)高速相機(jī)自動駕駛儀1.0合作成果與應(yīng)用獨特優(yōu)勢追風(fēng)：一款多用途的風(fēng)機(jī)葉片巡檢設(shè)備一鍵起飛，全自動作業(yè)動態(tài)航線規(guī)劃，仿葉片飛行適配多樣掛載應(yīng)用場景適配大疆無人機(jī)M300無人機(jī)葉片停機(jī)自動巡檢：M300+P1/H20T+追風(fēng)無人機(jī)葉片不停機(jī)自動巡檢：M300+PhaseOne+追風(fēng)自動駕駛儀2.0雙光譜相機(jī)全畫幅相機(jī)高速相機(jī)自動駕駛儀1.0合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新自動飛行成果與應(yīng)用拍攝分辨率自動駕駛儀1.0設(shè)備基本參數(shù)????重量：750g，續(xù)航：28分鐘尺寸大小：200mm×80mm×80mm兼容飛機(jī)與掛載：DJIM300RTK、H20T、P1防護(hù)：全密封設(shè)計，防護(hù)等級IP64自動駕駛儀2.0合作·共贏自動飛行成果與應(yīng)用拍攝分辨率自動駕駛儀1.0設(shè)備基本參數(shù)????重量：750g，續(xù)航：28分鐘尺寸大小：200mm×80mm×80mm兼容飛機(jī)與掛載：DJIM300RTK、H20T、P1防護(hù)：全密封設(shè)計，防護(hù)等級IP64自動駕駛儀2.0合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新停機(jī)全畫幅：4500萬全畫幅相機(jī)停機(jī)雙光譜：2000萬可見光+640*512熱紅外可兼容不停機(jī)巡檢高速相機(jī)缺陷分辨能力：1-2mm一次起飛、自主實時規(guī)劃停機(jī)角：倒Y附近±20°自動巡檢PS、SS、LE、TE；3×4，12條航線，垂直拍攝全程全自主飛行支持分葉片飛行拍攝作業(yè)時間：20分鐘（50m葉片）成果與應(yīng)用巡檢數(shù)據(jù)管理人工智能處理自動生成報告風(fēng)機(jī)葉片數(shù)據(jù)管理平臺 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 成果與應(yīng)用巡檢數(shù)據(jù)管理人工智能處理自動生成報告風(fēng)機(jī)葉片數(shù)據(jù)管理平臺 合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新 支持AI初篩+人工復(fù)查的雙重確認(rèn)機(jī)制PDF報告自動生成，大幅提高后處理效率缺陷自動分類與識別大幅葉片全景拼接3D視角圖像展示精確計算缺陷位置與大小巡檢數(shù)據(jù)一鍵上傳風(fēng)場、風(fēng)機(jī)、巡檢、缺陷數(shù)據(jù)一體化管理T級大容量數(shù)據(jù)存儲，缺陷預(yù)測性分析合作·共贏成果與應(yīng)用追風(fēng)應(yīng)用：葉片缺陷深度巡檢方案內(nèi)部健康數(shù)據(jù)采集外部健康數(shù)據(jù)采集內(nèi)腔檢測缺陷：裂紋分層發(fā)白脫膠葉片外部常見缺陷：裂紋鼓包雷擊合作·共贏成果與應(yīng)用追風(fēng)應(yīng)用：葉片缺陷深度巡檢方案內(nèi)部健康數(shù)據(jù)采集外部健康數(shù)據(jù)采集內(nèi)腔檢測缺陷：裂紋分層發(fā)白脫膠葉片外部常見缺陷：裂紋鼓包雷擊云端數(shù)據(jù)處理AI輔助判讀，缺陷定位專家核驗，消除誤判可見光探傷葉片淺表層缺陷：褶皺、分層、脫膠雷擊內(nèi)部損傷數(shù)字化云平臺全生命周期資產(chǎn)管理健康狀況推演、預(yù)判重大故障預(yù)警監(jiān)測提高運行效率提升發(fā)電量紅外探傷發(fā)展·創(chuàng)新葉片外部與淺表層缺陷巡檢無人機(jī)葉片內(nèi)腔缺陷巡檢小車可見光/紅外追風(fēng)應(yīng)用：海上風(fēng)機(jī)葉片無人值守巡檢方案成果與應(yīng)用M30/M30T云平臺數(shù)據(jù)鏈葉片故障預(yù)測性運維平臺控制平臺機(jī)庫控制平臺光纖無人機(jī)機(jī)場合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新現(xiàn)場自動化現(xiàn)場部署即時反應(yīng)自動起降自動充電AI飛行自動化全自動飛行無需人工干預(yù)巡檢管理平臺軟件風(fēng)場管理機(jī)場管理任務(wù)管理故障識別外部通信追風(fēng)應(yīng)用：海上風(fēng)機(jī)葉片無人值守巡檢方案成果與應(yīng)用M30/M30T云平臺數(shù)據(jù)鏈葉片故障預(yù)測性運維平臺控制平臺機(jī)庫控制平臺光纖無人機(jī)機(jī)場合作·共贏·發(fā)展·創(chuàng)新現(xiàn)場自動化現(xiàn)場部署即時反應(yīng)自動起降自動充電AI飛行自動化全自動飛行無需人工干預(yù)巡檢管理平臺軟件風(fēng)場管理機(jī)場管理任務(wù)管理故障識別外部通信成果與應(yīng)用追風(fēng)應(yīng)用：葉片防雷通道無人機(jī)檢測非接觸式葉片防雷通道斷點定位無人機(jī)定位精度：成果與應(yīng)用追風(fēng)應(yīng)用：葉片防雷通道無人機(jī)檢測非接觸式葉片防雷通道斷點定位無人機(jī)定位精度：1m效率：1-1.5小時/臺接觸式