近年來，獲取輸電線路點云數(shù)據(jù)已經(jīng)成為電網(wǎng)無人機巡檢的一項重要工作。然而，在川西高原，輸電線路翻越高山大河，沿線多懸崖峽谷；同時，為提高基建和運行經(jīng)濟性，線路桿塔常被設計為同塔多回的多層架設形式，這些都給點云采集工作帶來不小的挑戰(zhàn)。
本文介紹了 DJI L1 激光雷達在川西高原多層輸電線路場景建模的實際應用案例。DJI L1 搭配經(jīng)緯 M300 RTK 和大疆智圖，形成輕量化一體解決方案，出色地解決了極端惡劣環(huán)境下的輸電線路點云采集和三維重建難題。
在高海拔、大落差的崇山峻嶺間，經(jīng)緯 M300 RTK 搭載 DJI L1 往返飛行，平均每架次約 30 分鐘（不含創(chuàng)建航線耗時）可采集 3～3.5 公里輸電線路的點云數(shù)據(jù)，..完成 15～20 公里的作業(yè)量，通過大疆智圖重建形成三維點云，后續(xù)主要用于距離測量、航線規(guī)劃，形成平斷面圖、數(shù)字高程模型等成果。
環(huán)境及作業(yè)設備
作業(yè)對象：川西某 500 千伏輸電線路，多層架設：同塔雙回，一層地線 + 三層導線；
作業(yè)環(huán)境：高山大嶺、跨金沙江，作業(yè)區(qū)域海拔范圍 2400～3500 米，晴間多云；
設備型號：經(jīng)緯 M300 RTK 搭載 DJI L1 ； 御 2 行業(yè)進階版，含 RTK 模塊；筆記本電腦：R7-5800H + RTX-3070@140W；
相關(guān)軟件：大疆智圖 3.0.2 ，點云智繪 2.5。
作業(yè)流程
1. 創(chuàng)建航線因缺乏作業(yè)區(qū)段塔頂?shù)?.高度和經(jīng)緯度坐標，本次使用御 2 行業(yè)進階版（也可直接使用經(jīng)緯 M300 RTK ）打點創(chuàng)建航線。
（1）在 DJI Pilot 主界面依次進入 [航線飛行]→[航點飛行]→[在線任務錄制]；
（2）開啟網(wǎng)絡 RTK 功能，本次作業(yè)選擇的是 WGS84 大地坐標系（大疆智圖后續(xù)支持 CGCS2000 大地坐標系下采集的激光雷達點云數(shù)據(jù)重建），在起飛前確認無人機已處于 RTK FIX 狀態(tài)且聽到“已連接 RTK，將記錄飛行器的..高度”語音提示；
* 若作業(yè)區(qū)域無網(wǎng)絡覆蓋，可在已知坐標點處架設 D-RTK 2 移動站以實現(xiàn)高精度定位；如既無網(wǎng)絡覆蓋，也無已知坐標點或 D-RTK 2移動站，則關(guān)閉 RTK，并建議手動飛行采集點云，作業(yè)完成后通過 PPK 解算即可。
（3）打開 DJI Pilot 相機設置中的網(wǎng)格線（對角線）顯示，以輔助更準確的打點；
（4）在每基桿塔頂部正上方合適高度處打點；
* 對于本次作業(yè)區(qū)段的 500 千伏同塔雙回輸電線路，我們發(fā)現(xiàn)御 2 進階版可見光相機在 1 倍變焦狀態(tài)，云臺偏航回中、俯仰角-90°，當輔助網(wǎng)格線的兩條豎線分別與左、右回上相導線大致重疊時，由此打點創(chuàng)建的航線可使采集的點云覆蓋范圍較好。
（5）此外，還需在作業(yè)區(qū)段距首末端桿塔（遠離作業(yè)區(qū)段方向）約 100～150 米水平距離處、線路正上方合適高度添加輔助航點，以..首末端桿塔點云被充分采集；
（6）對于弧垂較大的檔，可考慮在.大弧垂點上方適當高度添加額外航點，使該檔點云采集質(zhì)量更好；
* 對于大檔距，使用同一航線在不同時段采集點云時，應考慮不同工況下導線松弛和緊繃變化對航線..的影響。
（7）創(chuàng)建航線后通過 TF 卡（或 U 盤）導出到經(jīng)緯 M300 RTK 的遙控器；
（8）為提高多層線路點云采集質(zhì)量，本次作業(yè)采用往返飛行的方式，因此將創(chuàng)建的航線導入 2 次，并在副本航線中調(diào)轉(zhuǎn)航線方向。
2．編輯航線
在經(jīng)緯 M300 RTK 遙控器中導入往返兩條航線，并分別設置這兩條航線的參數(shù)：
（1）參數(shù)主頁
負載（激光雷達）設置：
[回波模式]：設置為 [雙回波]，這有利于減少多層輸電線路點云漏采情況，同時提高地物、地面點云采集質(zhì)量；
[采樣頻率]：設置為 [240kHz]，以獲得更高點云密度；
[掃描模式]：根據(jù)本次作業(yè)對象和環(huán)境特點，采用 [非重復掃描]模式，可使山崖、鐵塔、下層導線等立面重建效果更好；
[真彩上色]：未開啟，在航點中設置。
[高度模式]：保持默認的 [海拔高度]。
（2）航線（全局）設置
[速度]：與點云密度成反比，綜合考慮效率要求，本次作業(yè)設置為 7m/s；
[海拔高度]：保持默認，未修改（不會影響各航點高度）；
[飛行器偏航角]：設置為 [沿航線方向]；
[云臺控制]：設置為 [手動控制]；
[航點類型]：對于山區(qū)輸電線路場景，設置為 [直線飛行，飛行器到點停]，否則可能對點云覆蓋和飛行..造成較大影響。
（3）航點設置
..航點設置界面，[航點動作] 添加 [開始等時間間隔拍照]（本次作業(yè)設置為3秒）、[開始錄制點云模型] 兩個指令；
末端航點設置界面，[航點動作] 添加 [結(jié)束間隔拍照]、[結(jié)束錄制點云模型] 兩個指令；
所有航點的 [速度]、[飛行器偏航角]、[航點類型] 均勾選[跟隨航線]，[海拔高度] 不勾選 [跟隨航線]。使用御2進階版打點創(chuàng)建的航線，這些設置默認均如此，無需修改。
3. 采集點云
（1）航線編輯完成后，啟動無人機電源，等待 3～5分鐘預熱 DJI L1；
（2）執(zhí)行點云采集任務時，大地坐標系與打點時的選擇一致，確認經(jīng)緯 M300 RTK 的定位為 RTK FIX 狀態(tài)；
（3）無人機飛往起始航點附近就位，操控無人機來回“摩擦” 2 次加減速飛行，以校準 DJI L1 的慣導，校準結(jié)束時使無人機盡量靠近起始航點，云臺俯仰角本次作業(yè)手動調(diào)整為 -75°并保持；
（4）..次校準完成后立即上傳第 1 條（去往）航線并執(zhí)行，開始采集點云，隨后每飛行約 100 秒，需暫停進行一次手動加減速，..作業(yè)精度滿足要求；（經(jīng)緯 M300 RTK 的航點飛行功能后續(xù)將支持自動“摩擦”加減速）
（5）采集點云時，切至 [點云] 或 [分屏] 視圖可監(jiān)視實時點云效果，..時間為評估作業(yè)質(zhì)量提供直觀依據(jù)；
（6）第 1 條航線結(jié)束后，上傳第 2 條（返回）航線并執(zhí)行完成。
4. 模型重建
（1）在大疆智圖中新建 [激光雷達點云處理] 任務，導入 DJI L1 采集的原始數(shù)據(jù)文件夾；
（2）輸出坐標系和高度設置：本次作業(yè)設置與打點一致的大地坐標系，并選擇對應投影帶，高度設置保持默認 Default（橢球高），這樣后續(xù)需要在模型中規(guī)劃自動巡檢航線時可直接使用模型高度，方便快捷；
（3）[點云精度優(yōu)化]：根據(jù)需要設置，本次重建未開啟（開啟后重建時間會明顯增加）；
（4）本次作業(yè) DJI L1 采集的原始數(shù)據(jù)大小為 8.63G，模型重建耗時 6 分 32 秒。
可以看出，兩條航線采集的原始數(shù)據(jù)在未開啟 [點云精度優(yōu)化] 的情況下，建成的模型重疊一致，桿塔、絕緣子、地面地物輪廓較為完整、清晰，地線和各層導線均未出現(xiàn)連續(xù)缺少點云的情況。通過點云智繪軟件快速計算得出點云密度為 222.225 點/平方米，滿足實際應用需求。
要點技巧
1. 即使已有作業(yè)區(qū)段桿塔的..坐標和高度，仍然建議打點創(chuàng)建航線，這樣可以起到提前勘查線路上方交跨物、衛(wèi)星信號和無線電干擾等情況的作用，為順利完成后續(xù)點云采集飛行打下基礎(chǔ)。
2. 無人機在打點時（特別是打點所在桿塔為大轉(zhuǎn)角塔時）航向?qū)氏乱换鶙U塔，可使創(chuàng)建的自動飛行航線與線路走向高度一致。
3. 經(jīng)多次實踐驗證，回波模式選擇 [雙回波]，可應對采集點云過程中有薄霧的情形，較好地獲取點云數(shù)據(jù)。
4. 經(jīng)多次對照測試，對于大落差、跨江河地形的多層輸電線路，宜采用非重復掃描方式，云臺俯仰角建議接近 -75°，且不宜向 -90°（垂直向下方向）靠攏。
5. 在航線自動飛行過程中，可將監(jiān)視器切至 FPV 畫面，DJI Pilot HUD 獨有的速度矢量球和目標航點空間導航技術(shù)，可幫助飛手提前檢查創(chuàng)建的航線（航點）是否正確，保障飛行..。
6. 一般情況下，建議打點、點云采集飛行、PPK 解算（如果需要）、模型重建等過程的大地坐標系選擇保持一致，減少可能的作業(yè)誤差。
7. 執(zhí)行往返兩條航線形成的兩個單獨原始數(shù)據(jù)文件夾（內(nèi)部文件保持不移動、不修改），放入同一文件夾后再導入大疆智圖，可使重建形成的 LAS 成果為單一文件。
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