信天翁工程公司开发自动化、实时电力线路检测系统
挑战
解决方案
使用MathWorks工具实时获取、可视化、同步和解释来自多个源的数据。
结果
- 开发时间减少了至少50%
- 系统精度接近100%
- 检验成本降低90%
“在第一次试飞中，我们在我们的一个算法中发现了一个错误。我们打开MATLAB，在飞行中解决了这个问题。在10分钟内，我们的数据采集和处理算法工作正常，我们能够继续进行试验。这让人印象深刻。”
阿尔贝托·瓦尔，信天翁工程公司
为了确保可靠的电力供应，电力公司必须定期检查输电线路附近的树木和其他障碍物，并检查导体或绝缘体的物理损坏情况。从地面或飞机上检查电线，即使是训练有素的专家也只能对危险地点和电线之间的距离作出主观估计。完成一次检查通常需要多次检查，这使得检查过程既昂贵又耗时。
Albatroz Engineering公司开发了电力线维护检查系统(PLMI)，这是一种集成了所有检查并提供精确距离测量的自动化实时系统。PLMI使用MathWorks™工具构建，使用复杂的数据分割算法来分析LIDAR(光探测和测距)数据，并捕获红外、紫外和视频摄像机图像。
“MATLAB被证明是开发、测试和分析几种不同图像采集和信号处理算法的理想平台，”Albatroz Engineering的首席研发工程师Alberto Vale指出。“使用MATLAB，从想法到实现的时间非常短。因此，我们在不到六个月的时间内开发出了第一个工作原型，预计我们的上市时间为三到四个月。”
挑战
Albatroz Engineering需要一个用于数据和图像采集、可视化、信号处理和数据同步的集成开发环境。Vale解释说:“我们需要从数码相机、GPS接收器以及激光雷达传感器实时获取数据，总带宽约为500kB/s。”我们的工程师需要同步和可视化所有这些数据，对其进行处理，然后在生产系统中清晰地呈现给客户。”
为了吸引潜在客户，PLMI需要一次性提供准确、定量的结果。Vale解释说:“我们的客户规格要求系统能够检测到至少95%的由训练有素的专家识别的电线危险，同时提供危险和线路之间的精确距离。”
解决方案
Albatroz Engineering使用MATLAB®以及几个配套的工具箱来开发、原型化和实现PLMI的生产版本。
为了建造早期的原型机，“信天翁”团队使用MATLAB通过TCP/IP获取激光雷达数据，通过串行链路获取GPS数据。他们使用图像采集工具箱™从带有USB连接的标准网络摄像头捕获图像。在生产系统中，该摄像机被具有火线(IEEE-1394)链接的更高分辨率摄像机所取代。
该团队使用MATLAB和信号处理工具箱™来处理LIDAR信号。利用信号处理工具箱中的卷积函数，他们开发了数据分割算法，可以解释激光雷达产生的点云，并识别电线、树木、建筑物和其他障碍物。当这些算法识别出潜在危险时，交互式界面就会发出警报，显示激光雷达的几何形状、视频的图像和GPS的位置。
一个更高端的机载操作系统，具有高达6MB/s的持续数据速率，结合了c++实时多线程采集、SQL引擎、MATLAB开发的算法，然后用c++和Web服务实现。它包括一个来自葡萄牙合作伙伴的四视频、两音频通道地理参考记录器。
Albatroz工程公司使用MATLAB编译器、数据库工具箱和MATLAB图形用户界面(GUI)构建工具来创建一个独立的应用程序，用于任务数据的后处理。使用此应用程序，信天翁工程客户端可以对多个任务收集的数据进行深入分析，并创建综合多媒体报告。
PLMI系统目前在葡萄牙使用。
结果
开发时间减少了至少50%．Vale解释说:“使用MATLAB，我们在四个月内完成了原型的试飞，并在六个月内完成了工作版本。”“如果使用C或c++，开发时间会延长两到三倍。”
系统精度接近100%．Vale说:“对于高压线路(50kV及以上)，我们的测量系统优于经验丰富的技术人员的视觉检查，误报率低于5%，很少遗漏问题。”“在实践中，它通常能识别出接近100%的潜在危险。”
检验成本降低90%．Vale说:“我们使用MathWorks工具开发的系统集成了来自多个来源的数据，以优化每次直升机飞行，并同时执行多项检查。”“因此，使用PLMI进行检查的成本比使用标准的机载激光雷达调查低10倍。”
您也可以从以下列表中选择一个网站: