金风智库 | 无人机如何成为风电场的“CT扫描仪”？

本期，小编先和大家聊聊，在金风科技风电场建设的规划设计阶段，无人机究竟能做些什么？

现场踏勘工作，一方面可以排除实时性的限制因素：如地貌的改变、投影坐标系的偏差，以及对现场吊装施工条件、地质条件分析；另一方面是在道路、风资源、施工等各方确认均无限制后，为后期施工提供准确点位输入。

↑ 金风科技风资源工程师参加四川某风电场勘探

传统的踏勘模式完全依靠人工完成，风电场建设前期，场址地形多数情况下处于未开发的原始状态，踏勘的必要性和自然环境的危险性并存，加之可预想的风电场建设后期塔筒、叶片检修等难题，无人机的使用为解决这些难题提供了可能。

↑ 金风科技使用无人机在湖南某项目进行踏勘

2016年开始，金风科技配备专业级长航时无人机与半专业级便携式无人机二十余架。

通常，金风科技无人机辅助现场踏勘作业队伍为2人，其中一人专注于飞行控制和视角调节，保证飞行安全，另一人则通过佩戴飞行眼镜的方式，置身空中以俯瞰视角进行VR全景观看，以无人机第一视角审视机位点，保证风险区域的重点关注。也可通过实时图传快速、宏观了解现场情况，高效获取机位点/风险区域高清视频/图像资料。

另一方面，无人机在制定区域上方可利用“一键全景”、“规划航线”等飞行方式获取空中全景和三维实景数据，通过金风科技大数据处理云平台，快速处理生成目前区域无人机空中全景影像和三维实景模型，全景影像收纳目标点周边360°的高分辨率影像，对目标位置周边的信息做到全方位掌控，业务人员将需要注意的问题在全景模型相应位置做标注，这样通过网络将全景影像发布以后，没有到达现场的人员也可以直观、快速的掌握现场详细信息。基于空中航空摄影测量原理，利用高清影像和相应的位置姿态数据，经过空中三角测量和构建模型等过程生成覆盖区域的三维实景模型，生成不同分辨率/覆盖面积的三维实景模型，模型分辨率可高达厘米级，地物清晰可见。结合VR头盔和3D眼镜，实现“虚拟现场踏勘”的效果。

这一全新的模式，结合无人机实时视频/图像，360°空中全景以及三维实景模型，让踏勘视野更宏观、风险点识别更精准，大大降低风险，工作效率提高50%以上，实现风资源工程师体力劳动的解放，将更多精力用于风电场设计方案的优化。

当然，也是从无人机辅助现场踏勘开始，金风科技发现可以做的还有更多。

传统测绘地形图分辨率多为2米或5米等高距，以山西忻州山区十万kW项目为例，场区面积约120平方公里，等高线测绘图从人工踩点到制作需要2个月。而无人机获取高清影像后，不到1周时间便可处理生成三维实景影像，地面分辨率高达厘米级。

在此基础上，通过影像识别技术快速识别，可精确定位村庄、坟墓、沟壑及石油矿井等限制区域。结合GIS、金风科技可视化风电场设计平台等工具，设置缓存区域，在合理位置进行自动化风机排布。

另一方面，无人机获取的高清影像也为风电场平台面积和挖填土方等施工需求提供资料输入。

以陕西定边某5万kW容量风电场的案例来说，无人机在完成一天的现场拍摄工作后，工程师可通过金风科技自主研发的三维可视化风电场规划设计平台，三维实景地形开展风资源CFD模拟仿真，基于风资源优势区域充分利用、规避风险区域的自动排布，通过充分了解地形地貌，直观进行风机排布、调整及优化，使设计更精准。其后机位点及升压站位置选定，通过设置最短路径、规避风险区域等智能算法，自动实现场内道路、集电线路规划，统计施工成本。

这一过程在无人机技术的应用下，从测绘工作开始，减少人工作业风险，且每个阶段都“所见即所得”，做到风电场设计更直观、准确性更高。

金风科技在风电场开发全程融合互联网+大数据的思维，将无人机作为风电行业的“CT仪”，通过多维度断层扫描，为后期的建模分析提供精准数据输入，降低风电场建设全程潜在的风险隐患。

如果说传统的踏勘模式是二维到三维的转换，那么无人机技术的应用，则可说是从三维到四维甚至多维的实现。

↑ 全息影像局部动图