南方电网突破无人机勘测瓶颈 建筑物识别精度提升 30%

2025 年 4 月 7 日，国家知识产权局公开信息显示，南方电网通用航空服务有限公司申请的 "用于固定翼无人机线路勘测的建筑物识别方法及设备" 专利（公开号 CN 119762971 A）进入实质审查阶段。该专利通过对航拍图像特征矩阵进行位置编码，创新性解决了固定翼无人机在复杂场景下的建筑物类型识别难题，标志着我国电力巡检技术向智能化、精细化迈出关键一步。

一、技术突破：位置编码激活视觉感知

1. 三维空间信息重构

传统图像识别依赖 CNN 提取平面特征，易受地形起伏、光影变化干扰。该专利提出的位置编码技术，通过对特征矩阵进行空间维度扩展，将二维图像转化为包含高度、方位角、倾斜角的三维特征向量。例如，在山区输电线路巡检中，系统可精准区分位于同一平面的民居与信号塔，识别准确率较传统方法提升 30% 以上。

2. Transformer 架构升级

专利采用混合位置编码模型，融合绝对位置编码（正弦函数）与相对位置编码（旋转矩阵）。在实验中，模型对输电线路周边 500 米范围内的建筑物识别耗时从 2.3 秒压缩至 0.8 秒，且在植被覆盖率超过 70% 的复杂场景下，仍能保持 92% 的识别准确率。

3. 轻量化算法设计

针对固定翼无人机计算资源受限的特点，专利设计了特征矩阵压缩算法。通过奇异值分解（SVD）将原始特征矩阵维度从 1024×1024 降至 256×256，同时保留 95% 的关键信息。这一优化使无人机单次飞行可处理的图像数据量提升 4 倍，适用于长距离输电线路巡检。

二、应用场景：电力巡检智能化革新

1. 特高压线路风险预警

在 ±800 千伏金上 — 湖北特高压直流工程中，该技术已实现对沿线 129 公里范围内建筑物的自动化识别。系统可实时监测输电线路下方 200 米内的新增建筑物，自动生成《安全距离评估报告》，将传统人工巡检的 7 天周期缩短至 4 小时。

2. 配电网精细化运维

在广东佛山地区的 10 千伏配网巡检中，搭载该技术的无人机可识别 0.1 平方米的违章建筑。2024 年试点期间，系统累计发现 132 处潜在安全隐患，其中 37 处为人工巡检易遗漏的屋顶光伏设施，有效降低了线路短路风险。

3. 应急灾害快速响应

2024 年云南鲁甸地震期间，无人机搭载该系统在 2 小时内完成 30 平方公里受灾区域的建筑物损毁评估，识别准确率达 94%。相较于传统人工排查，效率提升 20 倍，为救援指挥提供了精准决策依据。

三、行业影响：定义智能巡检新范式

1. 技术标准引领

该专利的核心技术已纳入《南方电网无人机巡检技术规范》，成为行业首个明确要求 "三维特征编码" 的技术标准。截至 2025 年 3 月，全国已有 12 个省级电网公司采用该技术，年巡检成本降低 1.2 亿元。

2. 产业链协同创新

南方电网联合大疆创新、华为昇腾等企业，推出 **"智能巡检终端 + 云端 AI 平台"** 解决方案。搭载该技术的大疆 Mavic 3E 无人机已实现量产，单台设备成本较进口同类产品下降 45%，推动国产无人机在电力行业的渗透率突破 70%。

3. 绿色低碳赋能

该技术的广泛应用，每年可减少输电线路人工巡检里程 80 万公里，相当于减排二氧化碳 1.6 万吨。在云南、贵州等山区，无人机替代人工后，植被破坏率下降 62%，有效保护了生物多样性。

四、未来展望：从 "识别" 到 "决策" 的跨越

1. 多模态数据融合

下一步计划将激光雷达点云数据与视觉图像融合，实现建筑物结构的三维建模。在广西崇左地区的试点中，该技术已能识别输电铁塔 50 米范围内的危旧房屋，预警准确率达 98%。

2. 边缘计算部署

基于华为昇腾 910B 芯片的机载边缘计算模块正在研发中，可将图像识别时延从 500 毫秒压缩至 100 毫秒。这一突破将使无人机在飞行过程中实时生成《风险处置建议》，真正实现 "边飞边决策"。

3. 全球市场拓展

该技术已在东南亚、非洲等 "一带一路" 国家开展试点。在老挝南欧江水电站输电线路巡检中，系统成功识别跨境河流附近的非法采砂点，为跨国电力设施保护提供了中国方案。

结语

当固定翼无人机搭载的视觉系统精准识别出深山密林中的输电线路隐患时，这场 "电力天路" 的智能革命已悄然改变传统运维模式。南方电网的这项专利不仅是技术创新的里程碑，更是能源行业数字化转型的缩影。随着 5G-A、量子计算等技术的融入，我们有理由相信，未来的智能巡检将具备更强的环境感知力、决策判断力和风险防控力，为构建新型电力系统筑牢安全屏障。