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恒久以来，我国电网重大的输电线路网络巡检事情主要依赖人工巡视方法举行。近年来无人机作为一种高科技的巡检利器，在电网行业中获得迅速推广与应用。电网巡检生长阶段大致可以归纳综合为三个阶段：人巡时代（2010年以前）、机巡时代（2010-2020年）、智巡时代（2020年以后），随着2020年的邻近，智巡时代也将随之逐步到来！那么要实现电力巡检的“智巡”，要具备哪些手艺支持呢？今天我们先来聊聊其中之一：高精三维地图关于电力巡检“智巡”的意义。
智巡时代的电力巡检是空中版的“无人驾驶”，要相识高精三维地图关于电力巡检的意义，我们可以先从“无人驾驶”讲起。
“无人驾驶”近几年出尽了风头，海内种种互联网巨头加持。然而至今，无人驾驶依然无法举行商用，由于关于无人驾驶，若是无法做到100%准确，那基本上就是失败的，和无人驾驶亲近相关的“高精地图”就是现在制约无人驾驶生长的要害手艺之一。
从上面的软件架构图可以看出，高精地图（HD Map）在整个计划中是最基础的手艺支持，上层的定位、感知、妄想均依赖高精地图，用百度工程师的话来说，L3以上的自动驾驶若是没有高精地图作为支持则无从谈起。
与汽车无人机驾驶相比，电力巡检的智巡系统在总体架构上有高度的相似性，好比：
1 同样需要高精地图
2 同样需要做路径妄想
3 同样需要举行移动实时定位
4 同样需要举行自动控制
以是，无论电力巡检的智巡系统照旧汽车的无人驾驶系统，都对高精地图有基础的依赖。虽然关于电力巡检的智巡而言，针对的是更专业的应用场景和使用工具。电力巡检都是作业在输电线路廊道中，最主要的廊道要素就是三个：地形地物、电塔、导线，三者恰恰组成了一定宽度和高度转变的立体空间。因此，相比与汽车无人机驾驶，电力巡检的智巡系统仍然有几个方面的差别点需要特殊提到：
1 运动载体是无人机
2 运动规模主要是立体三维空间
3 需要做三维立体路径妄想或导航
4 高辐射、高地形以及可能无网络的作业情形
简而言之：需要突出三维关于高精地图和系统的作用。那么，三维高精地图的建设需要思量哪些因素？为什么思量这些因素？怎样才华为电力巡检的智巡系统建设一个较量合理的三维高精地图呢？下面我们一步一步来举行剖析
关于无人机系统而言，人们最容易想到的硬件是GPS�？�，最令人印象深刻的航行功效是自动导航航行。能够凭证预先妄想的航行蹊径举行自动航行是无人机与通俗航行器的主要区别之一。我们都希望能指导无人机到期望的目的位置，但我们若是连它在那里都不知道，就没步伐实现导航。
以大疆无人机为例，当我们使用航点模式让无人机执行自动航行使命前，必需要为该航行使命指定好使命中所有的航行航点的基本参数，这些参数包括：GPS经度、GPS纬度、相对高度、航行速率、升降速率、转弯半径、行动设置等等。这里的GPS经纬度加上GPS高度正是我们常说的WGS84椭球的大地坐标。
另外，要对大规模的三维地图数据举行组织管理，一定需要适用于大规模、大跨度的坐标框架。平面直角坐标一样平常都是以米为单位，确实便于空间盘算和剖析，可是平面直角坐标为了控制变形比例必需通过投影、分带盘算取得（如上图），每个分带区都是一套坐标系，未便于组织长度、规模跨度很大的地图场景。
第1个结论，三维高精度地图应该以WGS84椭球作为参考框架，以大地坐标作为地图数据的坐标系统。
仔细的朋侪会发明，无人机航点的设计参数使用的并不是GPS高度而是相对高度（气压高），不知道各人有没有希奇过，为什么有了GPS输出的海拔高度，我们照旧要用气压计或者其他硬件来辅助定高呢？为什么GPS的高度没有步伐支持无人机举行高度定位呢？简朴讲，由于GPS高度的起算面并不是水平面（即重力等位面），而气压高则是以水平面为基准的物理形式。
上图所示，WGS84是一个参考椭球体，GPS高度是笔直于该椭球外貌的高度，不是相关于大地水准面的高度。两者的区别很大，椭球面是一个几何面，而大地水准面则是重力等位面，他们之间保存一个大地水准误差，规模一样平常在±100m之间，它会随着地球差别位置的重力漫衍不规则转变，因此很难确定详细数值。也就是说，不依赖气压传感器，想通过GPS高度直接获取海拔高度（或相对海拔）是不可行的。
然而，除了需要思量无人机航点设计的要求，三维地图数据的可视化的合理性、一连性也是不可牺牲的要害点。气压高在短时间内，天气、气温等因素的影响较量稳固，因此此时所测的气压高相对值较量可信，可是将天气、气温等因素放到一个较长时间时，气压高变得不那么可靠，因此想通过气压高来统一三维地图数据的高程值是万万不可的。反而，GPS高度由于具有统一的几何面（WGS84椭球面），更适适用来实现高程系统，阻止由于基准不统一造成地形地物的高度狼籍转变。
第二个结论，三维高精度地图数据的高程基准应当以WGS84椭球面为宜，同时具备GPS高向气压相对高的转换模子。
本文讨论的三维高精度地图并不是普适的使用场景，是针对电力巡检的智能化应用而提出的手艺看法。电力巡检自己是一项很是专业的事情系统，它有自己的执行标准和手艺要求。好比，在通道巡检方面针对差别品级的输电线路对限下的危害品级、类型、净空距离、导线舞动等等方面举行了明确划定和要求；在细腻化巡检方面，则对诸如导线断股、金具脱落、绝缘子破损、销钉缺损等等种种缺陷类型和体现作出了明确的表述和制订。
那么怎样使用无人机，使用三维高精地图指导事情职员更有用、更快速的开展电力巡检事情，取得巡检效果，指导运维决议至关主要。因此，特殊需要针对电力巡检的特定场景对三维高精数据举行定制化刷新。首先，三维高精地图应当能够准确反应输电线路通道的真实的地理漫衍情形；其次，杆塔、导线以及地形地物应该位置准确、形状真实，能够科学的体现线路、电塔、地形地物的空间和属性关系；再者，能够凭证现有三维地图举行通道巡检和细腻化巡检的使命设计与仿真，能够资助无人机重现作业的航行轨迹；最后，凭证现有三维高精地图应当能够为细腻化电力巡检提供切实有用、无邪多变的航行计划。
第三个结论，用于电力巡检的三维高精度地图应当包括地形、电塔、导线甚至电力巡检要害空间特征，以及用于起降选择所在的三维场景。
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