南網廣東電網破解電力機器人戶外作業(yè)“卡脖子”難題
來源：《中國電力報》 時間：2025-06-11 15:44
成本降10倍 創(chuàng)收超10億
——南網廣東電網破解電力機器人戶外作業(yè)“卡脖子”難題
6月5日，國家知識產權局公布第二十五屆中國專利獎授獎決定，南方電網廣東電網有限責任公司自主研發(fā)的“一種基于非向量空間控制策略的導線追蹤方法及裝置”榮獲中國專利金獎，實現(xiàn)該公司在這一國家級知識產權獎項上的歷史性突破。這項歷時十年攻關的核心技術，不僅破解了電力機器人戶外作業(yè)的“卡脖子”難題，更開創(chuàng)了“機器代人”智能巡檢的全新模式，進一步保障了安全可靠供電。
據了解，這項技術突破了非向量空間視覺伺服的理論禁區(qū)，將導線追蹤可靠率提升至99.995%，在保證高實時性的同時，定位精度較傳統(tǒng)技術提高2倍，設備成本降至行業(yè)常用方案的十分之一，成為電力機器人領域名副其實的“降本增效神器”。
打破技術瓶頸
開啟智能追蹤新模式
在電力行業(yè)，機器人應用越來越廣泛，但在追蹤導線時面臨著一大瓶頸。就像在茫茫人海中找人，傳統(tǒng)機器人大多依靠“特征定位”，通過尋找導線的特定圖像特征向量來追蹤目標。然而，在戶外非結構環(huán)境下，受復雜地形、天氣變化等因素影響，導致機器人“看不清、抓不住”，追蹤可靠率長期停留在80%左右，難以滿足日常巡檢、帶電作業(yè)的高精度要求。
“對于這個數十年來電力機器人智能感知與控制領域的重大基礎性難題，我們另辟蹊徑，本著‘不需要特征定位，直接追蹤’的核心思路，采用非向量的圖像數據集合進行定位。”專利發(fā)明人、南網科技公司智能運檢事業(yè)部副總經理、研究院副院長麥曉明坦言。
廣東電網研發(fā)團隊像“空間設計師”一樣，為導線運動構建了一個動態(tài)的“時間隧道”——管狀域模型。該技術能捕捉導線在不同時間點的形態(tài)變化，通過Hausdorff（拓撲空間概念）距離標量實時計算并采集圖像與預存圖像之間的狀態(tài)偏差，如同給機器人裝上“智能導航系統(tǒng)”，讓其不需要依賴固定特征，就能通過動態(tài)比對實現(xiàn)精準追蹤控制。
這一創(chuàng)新方法，就像給機器人裝上了“火眼金睛”和“最強大腦”，突破了非向量空間中視覺伺服的理論難題，實現(xiàn)了導線目標不丟失且定位結果連續(xù)可靠，兼具高實時性和高精度，并完全滿足了帶電作業(yè)的需求。
“機器代人”顯身手
效率效益雙提升
好技術的價值，最終要在實踐應用中檢驗。2020年，這項專利技術固化為通用模塊，嵌入“慧眼”“擎天”等系列智能裝備，在廣東電網構建了全國首個天空地一體的通用型無人自主作業(yè)體系，技術產品被應用于機器人帶電作業(yè)、無人機自動巡檢、攝像頭導線監(jiān)控等智能巡視檢修工作中，在40多萬千米線路上織起一張智能運維網絡。這些不知疲倦的“鋼鐵戰(zhàn)士”年均作業(yè)超500萬次，是行業(yè)內應用規(guī)模最大，影響最深的系列產品。
該技術在應急勘災方面“戰(zhàn)斗力驚人”。南方電網廣東湛江霞山供電局安監(jiān)部副經理謝卓均告訴筆者：“2024年超強臺風‘摩羯’襲擊湛江，傳統(tǒng)人工排查一條受損線路需要12個人花3天時間，搭載該技術的無人機巡檢系統(tǒng)僅用2人1天就完成了全線勘查，還精準定位了13處隱蔽故障點。”
據測算，該技術若在全國范圍內應用，全年可節(jié)約檢修工時1.24億小時，減少停電時戶數，從根本上解決無人裝備作業(yè)效率和自動化水平較低的問題，開創(chuàng)“機器代人”的全新模式。
除了效率飛躍，經濟效益同樣亮眼。南網科技公司依托該技術構建了覆蓋“算法—裝置—裝備—服務”的知識產權體系，累計布局87項專利（含3項PCT國際專利），相關產品獲國家專利密集型產品認證，近三年直接創(chuàng)造經濟效益超10億元。
更令人振奮的是，該技術“溢出效應”持續(xù)顯現(xiàn)：杭州亞運會期間，同款技術模塊被用于場館周邊車道線追蹤和空氣質量監(jiān)測；在第十五屆全運會廣州場館，具身人形機器人作為安全員開展作業(yè)全過程安全監(jiān)護，機器狗在電纜隧道進行巡檢；另外，在新能源光伏運維、城市安防等領域，搭載該技術的設備已實現(xiàn)批量應用，成為跨行業(yè)智能化升級的“通用引擎”。
據悉，目前該技術研發(fā)團隊已啟動迭代計劃，在投身國內低空經濟發(fā)展浪潮，賦能千行百業(yè)的同時，專利技術裝備將隨著電網基礎設施國際共建，沿“一帶一路”走向世界，向全球能源行業(yè)展示“中國智慧”。（楊雅潔 李梓）
責任編輯：沈馨蕊
