無人機及相關技術在蘇里格氣田管理中的應用與研究終極

1、無人機及相關技術在蘇里格氣田管理中的應用與研究,王鈞丞二零一七年三月,第一部分 研究背景第二部分 無人機技術應用研究第三部分 認識與結論,匯報提綱,一、無人機的廣泛應用近年來，無人機及相關技術應用越來越多，已經(jīng)成為多個領域的主流應用技術。,,,技術成熟應用廣泛,一、研究背景,,二、無人機的定義與分類無人機是無人駕駛航空器的簡稱（Unmanned Aerial Vehicle），是利用無線電遙

2、控設備和自備的程序控制裝置的無人駕駛飛行器。,,,按機型分類,,按使用領域分類,一、研究背景,三、蘇里格氣田無人機應用需求,,,蘇里格氣田特點,,,無人機技術特點,一、研究背景,針對生產(chǎn)管理的實際需要，梳理了5個方面12項應用需求。,一、研究背景,第一部分 研究背景第二部分 無人機技術應用研究第三部分 認識與結論,匯報提綱,一、現(xiàn)場試驗1.無人機巡井無人機巡井按照生產(chǎn)組織方式，分單井巡護與多井巡護兩種方式。,地面操作

3、設備設定飛行航線,蘇6-9-8井手動航拍圖,單井/重點井,1.采用多旋翼無人機手動操作。2.搭載高清可見光攝像頭。3.飛行時間不少于40分鐘。,1. 多旋翼無人機按照設定坐標規(guī)劃路線，自動飛往目標區(qū)域，通過遙控操作搭載設備獲取圖像信息。2.搭載高清可見光攝像頭。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。,多口井,二、無人機技術應用研究,試驗效果,試驗效果,1.多旋翼無人機能夠開展單口（多口）氣井巡護工作。

4、2.采集圖像可通過地面站將畫面?zhèn)鬏斨辽a(chǎn)指揮平臺遠程監(jiān)控。3.受無人機航程影響，飛行時間低于40分鐘的無人機一次無法完成至少3口氣井巡護任務，不滿足現(xiàn)場巡井數(shù)量及效率要求。,,二、無人機技術應用研究,2.無人機巡線無人機巡線按照生產(chǎn)組織方式，分區(qū)域測繪與單一線路巡查兩種方式。,巡線飛行導航圖,固定翼無人機航拍效果圖,單一線路,多線路或區(qū)域,1.多旋翼或固定翼無人機自動巡航拍攝。2.搭載高清可見光攝像頭。3.飛行時間40分鐘以

5、上。,1.固定翼無人機自動巡航拍攝。2.搭載高清可見光攝像頭。3.飛行時間一個小時以上。,二、無人機技術應用研究,試驗效果,1. 通過區(qū)域測繪，可對整個生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)管線作業(yè)帶完好情況及周邊設施情況進行普查。2. 飛行航程在40分鐘以上的多旋翼無人機可對單條重點管線或道路進行巡航。3.固定翼無人機適用于多條線路連續(xù)巡航拍攝。,,現(xiàn)場測試效果,二、無人機技術應用研究,3.無人機熱紅外拍攝通過熱紅外技術對夜間人員闖入，裸露管線判斷提供

6、幫助。,單一區(qū)域,數(shù)據(jù)獲取,1.多旋翼或固定翼無人手動航行。2.搭載熱紅外攝像頭。3.飛行時間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.夜間人員活動監(jiān)測。,夜間人員及周邊環(huán)境熱成像圖,裸露管線熱紅外成像,二、無人機技術應用研究,4.管線埋深勘測通過無人機測繪圖像獲得數(shù)字地表模型（DSM）數(shù)據(jù)，分析計算管線埋深。,測繪飛行,1.固定翼無人機自動巡航拍攝。2.搭載測繪相機連續(xù)拍照。3.飛行

7、時間1小時以上。,1.在測繪區(qū)域內(nèi)均勻選取地面控制點坐標信息。2.對高清航片進行處理得到目標區(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,無人機高清航片計算體積量技術流程圖,二、無人機技術應用研究,獲取管線所在區(qū)域測繪影像圖。,二、無人機技術應用研究,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,二、無人機技術應用研究,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較差值可計算管線埋設深度變化量。利用DSM較差值可計算目標區(qū)域體積（土方量）變化情況。,二、無人機技術應用研究,5.防風固沙工作量測算通過在獲取的施工區(qū)域正射影響圖DOM上勾畫前后兩次地表矢量邊界變化情況，計算面積變化量。,測繪飛行,1.固定翼無人機自動巡航拍攝。2.搭載測繪相機連續(xù)拍照。3.飛行時間1小時以上。,1.對高清航片進行處理得到目標區(qū)域施工前后的正射影像圖DOM。2.勾畫矢量邊界通過軟件計算面積

9、值。,數(shù)據(jù)獲取,無人機高清航片計算面積變化量技術流程圖,二、無人機技術應用研究,第一次飛行影像成果,第二次飛行影像成果,對目標區(qū)域進行航拍測繪，獲取正射影像DOM。,二、無人機技術應用研究,,,,,DOM數(shù)據(jù)處理，計算面積變化。,井場北、西方向兩塊綠化區(qū)域的邊界勾畫，計算面積6498.198229m2,井場西南方向一塊綠化區(qū)域的邊界勾畫，計算面積1308.246344 m2,二、無人機技術應用研究,試驗效果,1.通過無人機測繪與航空攝

10、影測量，能夠計算目標區(qū)域面積變化情況，替代人工作業(yè)，減輕勞動強度。2.防風固沙航測數(shù)據(jù)與現(xiàn)場實際工作量誤差186 ㎡（0.27畝），誤差值較小。,,現(xiàn)場測試效果,二、無人機技術應用研究,二、平臺實驗搭建無人機應用平臺：建立無人機相關業(yè)務應用平臺，實現(xiàn)無人機技術與生產(chǎn)管理的深度融合。,二、無人機技術應用研究,1.平臺導航信息獲取衛(wèi)星圖獲取及分析通過對高分1、高分2號衛(wèi)星拍攝的全廠生產(chǎn)區(qū)域衛(wèi)星圖像進行處理和分析，獲得礦區(qū)基礎高清地圖

11、、道路圖、井位圖等信息。,衛(wèi)星拍照,1.高分1或高分2號衛(wèi)星拍照。2.先后兩次獲得全廠6個作業(yè)區(qū)塊共7000km2衛(wèi)星影像。,1.對兩次衛(wèi)星圖像進行幾何精度校正、配準、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)星圖像預處理流程,二、無人機技術應用研究,獲取礦區(qū)高清全圖，通過地面矢量變化情況勾畫井區(qū)道路，獲取井站坐標信息。,蘇54區(qū)塊井、道路信息,蘇54衛(wèi)星圖像,二、無人機技術應用研究,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，形成無人機應用基礎導航圖。,原有GIS系統(tǒng),集成后GIS系統(tǒng),二、無人機技術應用研究,3.無人機飛行數(shù)據(jù)集成通過無人機地面操作站將無人機航行規(guī)劃路徑，飛行動態(tài)和飛機各項參數(shù)傳輸至監(jiān)控平臺。通過無人機自帶監(jiān)控軟件或我廠現(xiàn)有安防監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)無人機的遠程監(jiān)控。,無人機航導航信息的平臺接入,無人機實時視頻的平臺接入,二、無人機技術應用