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空中大比拼:哪款无人机是电力巡检真利器

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近年来,无人机越来越多地应用于电力巡检工作,其表现和体验对巡检质量、效率有着至关重要的影响,是电力智能巡检的基础。那么不同品牌、型号、性能的无人机,究竟孰强孰弱?

笔者在电力一线工作多年,使用过多款无人机,积累了一些经验和体会,现选择较有代表性的三款,从飞行表现、云台相机操作、飞行拍照协同和人机交互四方面,对可见光电力巡检无人机的实操表现和体验进行简单横评。


【三款无人机简介】
● Inspire 2:X型四旋翼,机身可变形,搭载三轴云台相机,含FPV摄像头,支持DJI GO 4,可主、从双控协同作业。
● 自组装八旋翼:V型八旋翼,机臂可折叠,起落架也可选择收起,搭载三轴高倍变焦云台相机,含FPV摄像头,不支持飞行控制软件,可主、从双控协同作业。
● md4-1000:I型四旋翼,电力定制款,机臂可折叠,起落架不可收起,两轴(舵机)云台相机,支持PC端mdCockpit应用程序,仅一支遥控器实现飞行和拍照。


【飞行表现】

起飞点海拔约3500米,微风环境,以GNSS模式飞行,测试在往返杆塔过程中的表现,包括响应、速度、姿态、刹车和续航;此外,在8~10米风速环境下,测试抗风性能及垂直降落稳定性。

● Inspire 2:在飞往杆塔过程中升降(俯仰)舵、油门满杆量,响应迅速、动作细腻,水平速度13~15m/s,上升速度5m/s,抵近杆塔松杆刹车干脆利落;返航过程中升降舵、油门满杆量,水平速度13~15m/s,下降速度3.5~4.3m/s,飞行姿态平稳;平均续航时间约18分钟,当目标杆塔水平距离不超过约1.2公里时,一个架次可完成一基杆塔的精细巡检作业。
地面风速约8~10m/s时,在起降点正上方100米悬停,机身向来风侧倾斜明显,但几乎不会出现漂移,无明显掉高现象,当以2.5~3.5m/s速度竖直下降,机身有小幅晃动,但姿态总体平稳,无失稳坠机风险。


● 自组装八旋翼:在飞往杆塔过程中升降舵、油门满杆量,无人机响应迅速,但动作细腻程度不足,水平速度12~14m/s,上升速度4m/s,抵近杆塔松杆刹车生硬;返航过程中升降舵满杆量,水平速度13~15m/s,下降速度超过2m/s时,机身明显晃动;平均续航约12分钟,一个架次难以完成一基杆塔的精细巡检作业。
地面风速约8~10m/s时,在起降点正上方100米悬停,机身向来风侧倾斜,但几乎不会出现漂移,有小幅高度起伏;无人机垂直下降,速度超过2m/s时,机身剧烈晃动,有姿态失稳坠机风险。


● md4-1000:在飞往杆塔过程中升降舵、油门满杆量,无人机动作柔软,响应迟滞,水平速度4~5m/s,上升速度1~1.5m/s,抵近杆塔松杆刹车机身有明显晃动;返航过程中升降舵、油门满杆量,最大水平速度5m/s、最大下降速度1.5m/s,飞行姿态平稳;单架次续航约28分钟,完成杆塔精细巡检时间充足。
地面风速约8~10m/s时,在起降点正上方100米悬停,机身向来风侧倾斜明显,无明显水平漂移,但高度会出现约±5m剧烈起伏;油门满杆量控制无人机垂直下降,速度1~1.5m/s,姿态平稳,无失稳坠机风险。

★ 各机型评分:


【云台相机操作】

云台相机的表现直接影响拍照效率和成像质量,重点评测云台操控体验,相机变焦能力和对焦表现、照片噪点等。

● Inspire 2:DJI X5S云台,14-42mm(Olympus或Panasonic)变焦镜头,4/3英寸CMOS,有效像素2080万,距杆塔约8m可采集到销钉级(指可清晰分辨金具螺栓的销子)照片;云台操作手感细腻、响应灵敏、停位精准,拍照时起落架处于上升状态,相机视角宽广;X5S相机处于Auto档时,自适应曝光参数范围通常为:光圈F/6.3~F/9、快门1/80~1/120s、ISO值100,小光圈提供大景深,拍摄清晰的范围更大,低感光度照片几乎无噪点,足见其防抖性能出众。
不足之处在于,X5S仅可适配14-42mm电动变焦镜头,35mm等效焦距28~84mm,而500kV交流单回酒杯塔、猫头塔等导线呈水平、三角排列的单回杆塔,其边相导线距中相导线的水平距离通常超过10m,且安规(Q/GDW 11399)要求多旋翼无人机离线路设备距离不宜小于5m,故最大仅84mm的焦距无法采集到中相导线金具串销钉级照片,穿进导地线之间拍照显然不是安全的选择;此外,X5S无预对焦功能,在按下快门前需手动激活对焦动作,且对焦速度偏低。


● 自组装八旋翼:三轴云台,Sony DSC-HX60相机,1/2.3英寸COMS,有效像素2040万,35mm等效焦距24~720mm;云台操控手感偏软,三轴动作迟滞,不易准确停位,拍照时起落架处于上升状态,相机视角宽广;在按下遥控器拍照键后,快门动作前,相机会预先重点对画面中心目标自动对焦,提高了拍照效率。
相机支持30倍光学变焦,最大720mm焦距,使得无人机距杆塔约25m就能采集到销钉级照片,可避免无人机误操作或受扰丢星漂移又距杆塔过近来不及救机导致的撞塔事故,也可轻松拍摄酒杯塔、猫头塔中相导线金具串销钉级照片,照片清晰、噪点少。
但过长的焦距会放大云台抖动和无人机位移,大风时15倍变焦后巡检画面晃动尤为明显,难以捕捉理想的拍照点位。


● md4-1000:两轴舵机(俯仰、横滚)云台,APS-C画幅Sony α6000相机,16-50mm变焦镜头,有效像素2430万,35mm等效焦距24~75mm,距杆塔约8m可采集到销钉级照片;舵机云台操作手感生硬,停位不够精准,起落架无法收起,但云台不可水平旋转,需通过调整无人机航向实现相机视角旋转,因此并不会影响拍照视线;与自组装八旋翼相同,相机可在快门动作前自动预先对焦。
出厂标配的云台通过舵机控制朝向,无主动防抖功能,仅依靠底坐4个减震球克服抖动,正因为如此,厂家要求将相机设置为快门优先模式,且快门值不宜低于1/800s,为确保曝光正确,相机ISO值和光圈值不得不变得较大,噪点明显,景深很小,导致照片容易模糊;同样存在焦距太小难以采集到酒杯塔、猫头塔中相导线金具串销钉级照片的问题。

★ 各机型评分:


【飞行拍照协同】

无人机电力巡检需作业人员完成飞行和拍照两项工作,即控制无人机飞行并在巡检点就位,同时操作云台相机完成拍照,飞行拍照协同的表现和体验就成了影响巡检效率的重要因素。

● Inspire 2:主、从控均可呈现主相机和FPV两个画面,并可选择任一画面作为主画面,另一画面则以小幅画中画的形式悬浮在监视器边缘。主、从控可随时快速切换云台控制权,云台手获取云台控制权后,可调整云台朝向进行拍照作业,飞手通过观察云台相机画面,配合云台手使无人机在巡检点就位,并观察FPV画面保障飞行安全;在未进行拍照作业时,飞手可夺回云台控制权,用云台画面代替FPV画面,飞行视角更清晰,体验更好。主、从控的云台控制权交接顺畅,飞手在控制无人机就位过程中,云台手可预先调整云台角度和相机参数,飞手和云台手各司其职,相辅相成而互不干扰,极大的提升巡检效率。


● 自组装八旋翼:主、从控监视器仅能分别呈现FPV、云台单一画面,且无法切换云台控制权,飞手、云台手往往需要靠得很近,以观察对方监视器画面来调整无人机方位或云台朝向,效率低且飞手观察从控监视器控制无人机就位时,无法专注无人机与杆塔相对位置,有安全隐患。


● md4-1000:仅单遥控器和单监视画面,SHIFT键为自动回位二档开关,默认处于下位,此时两遥杆控制无人机飞行,将SHIFT键推至上位并保持,两遥杆分别控制云台朝向和相机焦距(变焦)。飞手兼任云台手,同时负责飞行和拍照,作业压力增大,且无人机方位调整和云台相机操作无法同步进行,效率很低,更糟糕的是,当操作云台相机时,无人机出现异常作业人员难以迅速干预。

★ 各机型评分:


【人机交互】

作业人员通过遥控器、监视器、飞行控制软件与无人机交互,实现飞行、拍照、调参,获取航行信息,监视无人机状态,良好的人机交互有助于提升飞行安全和巡检效率。

● Inspire 2:遥控器控制飞行,可灵活调整云台和FPV朝向,完成相机对焦和拍照,控制起落架收放。通过DJI GO 4后,可进行相机变焦、对焦和拍照,实时获取无人机速度、方位、姿态、电量等航行信息及遥控、图传和卫星通信质量,轻松设置飞行、避障、遥控、图传、电池、云台和相机等参数,并自动记录飞行数据,不仅如此,DJI GO 4还可实时预估剩余飞行时间,警示用户何时需要返航或尽快降落,保障飞行安全。
飞行、拍照、监视、调参、警示等用户所需功能和信息,Inspire 2应有尽有,专业而不失友好,DJI GO 4界面设计井井有条,全面而不繁琐,良好的人机交互给作业人员呈现了极致的飞巡体验。


● 自组装八旋翼:遥控器控制飞行,可灵活调整云台和FPV朝向,完成相机对焦、变焦和拍照,控制起落架收放。通过FPV监视器,仅能实时获取航行信息及卫星通信质量,无法直接快速进行飞行、图传、云台、相机等参数设置,界面简陋,功能严重缺失,交互体验比较糟糕。


● md4-1000:遥控器控制飞行,可调整云台朝向,完成相机变焦、对焦和拍照。在PC端安装mdCockpit应用程序后,可实时获取航行和通信信息,设置飞行、云台舵机、遥控等参数,自动记录飞行数据,但不能在mdCockpit中设置图传、相机等参数。mdCockpit功能较为强大但仍不全面,界面专业但不美观,参数设置生涩不友好,未能给用户带来良好的交互体验。

★ 各机型评分:


【小结】

● Inspire 2机动性能强大,飞行姿态平稳,云台灵活精准,防抖表现出众,成像质量高,双控协同便捷高效;DJI GO 4是集大成者,专业全能,极致友好的交互体验给作业人员留下了深刻印象。美中不足的是,相机变焦倍数(最大焦距)太小,无法捕捉远距离精细影像,不可自动预先对焦,拍照效率偏低,续航能力也有待改善。

● 自组装八旋翼拥有30倍光学变焦高像素相机,非大风环境可轻松采集远距离精细目标照片,可自动预先对焦,提高了拍照效率,照片清晰、噪点少;飞行操控手感生硬,快速降落姿态不稳,续航能力是最大短板,需重点改进;飞行拍照协同方式不合理,影响飞行安全和作业效率;交互界面简陋,功能严重缺失,体验糟糕。

● md4-1000续航能力不凡,与对手明显拉开差距;飞行响应迟滞,这可能是采用了低KV值电机的缘故,大风环境下高度起伏剧烈,严重影响飞行安全;APS-C画幅、2430万高像素相机仍不能缓解舵机云台无主动防抖带来的问题,也存在变焦倍数太小的缺点,不过其自动预先对焦功能值得称赞;仅由一支遥控完成飞行和拍照,导致作业人员压力很大;交互界面足够专业,但繁琐不友好。


★ 本文评测的三款电力巡检无人机综合评分如下:
● 三款无人机均可正常完成电力巡检作业,但实操表现和体验有比较大的差异:

1、Inspire 2优异的机动性和稳定性,使其能够胜任恶劣环境下的巡检工作;
2、如果需要拍摄远距离精细目标,自组装八旋翼是很好的选择;
3、md4-1000单架次有效作业时间很长,适合进行远距离、大高差的巡检作业。



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楼主  Inspire 1 Pro认证用户 5-10 09:27 来自 2#
古聿Mavic 2 Pro5-10 09:01
写的好  悟2就是续航短了点 ,另外这个能不能用御2做巡检?御2太小  可能不利于目视
较低电压等级还是比较合适的,但是高电压等级杆塔中间的目标还是需要高倍变焦相机,御2变焦版变焦倍数还是不够
楼主  Inspire 1 Pro认证用户 5-10 15:17 来自 3#
高电压等级杆塔中部的精细目标还是需要高倍变焦镜头,穿进导地线之间或靠得太近比较危险
楼主  Inspire 1 Pro认证用户 5-13 21:26 来自 4#
fbirui007Mavic 2 Pro5-13 21:22
我前天中午看上海这边拿精灵4 v2.0拍高压电线塔[图片]
精灵4 V2.0焦距比较小,需要靠得比较近拍摄,如果是较低电压等级的输电线路是很适合的

但是比如500kV电压等级的输电线路,靠得太近比较危险,电磁场可能干扰飞机,而且不钻入导线之间很难拍清楚塔头中部精细目标(销钉等)
huanghongyu  Mavic Pro认证用户 5-10 08:09 5#
好文章。
阿维  Inspire 1 RAW认证用户 5-10 08:53 6#
自组个4旋翼续航时间能更长些吧 装个x5镜头也够用了
古聿  Mavic 2 Pro认证用户 5-10 09:01 7#
写的好  悟2就是续航短了点 ,另外这个能不能用御2做巡检?御2太小  可能不利于目视
热那亚船长  Goggles认证用户 5-10 09:09 8#
无视经纬m200了?
楼主  Inspire 1 Pro认证用户 5-10 09:27 9#
热那亚船长5-10 09:09
无视经纬m200了?
因为没有m200
剪刀舞  Mavic 2 Zoom认证用户 5-10 12:51 10#
古聿Mavic 2 Pro5-10 09:01
写的好  悟2就是续航短了点 ,另外这个能不能用御2做巡检?御2太小  可能不利于目视
御2Z能基本承受220kV线路,但还是要注意。
御2就行 悟太贵哈哈   
我就是我,我看到自己都上火 。
没时间有烦恼  Ronin S认证用户 5-13 20:58 12#
当然还是悟2香
楼主  Inspire 1 Pro认证用户 5-13 21:11 13#
各有优缺点,不过悟2确实省心点
董翀  Inspire 1 Pro认证用户 5-13 21:13 14#
都比不上M200系列
fbirui007  Goggles RE认证用户 5-13 21:22 15#
我前天中午看上海这边拿精灵4 v2.0拍高压电线塔
DJI牙签悟   认证飞友 5-13 21:30 16#
对不起,我不是针对谁,我是说在座的各位都是
楼主  Inspire 1 Pro认证用户 5-13 21:42 17#
剪刀舞5-10 12:51
御2Z能基本承受220kV线路,但还是要注意。
飞行安全是第一位
王八瞪绿豆  Mavic Pro认证用户 5-13 21:51 18#
我就看看
梦@酒泉  Inspire 2认证用户 5-13 22:21 19#
厉害了我滴哥!
Pi_314  Osmo Mobile认证用户 5-14 08:37 20#
楼主应该试试御和M200
庆贺 JDYHP  Inspire 1 Pro认证用户 5-14 09:15 21#
这帖子写的很详细啊!!大疆今后可以找你写测评了!!
M210 加 Z30 干这活 妥妥滴!!
飞前做到细心,飞起来就会放心,飞后才能安心!
djiuser_9qPlQzD   5-14 09:53 22#
写的还挺认真的
楼主  Inspire 1 Pro认证用户 5-14 10:59 23#
庆贺 JDYHPInspire 25-14 09:15
这帖子写的很详细啊!!大疆今后可以找你写测评了!!
M210 加 Z30 干这活 妥妥滴!!
Z30防抖更牛,缺点是有效像素偏低、cmos尺寸偏小
楼主  Inspire 1 Pro认证用户 5-14 10:59 24#
djiuser_9qPlQzD5-14 09:53
写的还挺认真的
Cherish LL  Mavic 2 Pro认证用户 5-14 11:21 25#
           很专业
  Mavic Pro认证用户 5-14 11:43 26#
666666
z__kay@yeah.NET   5-14 13:26 27#
不需要双光什么都好说
楼主  Inspire 1 Pro认证用户 5-14 13:59 28#
z__kay@yeah.NET5-14 13:26
不需要双光什么都好说
双光上M200就OK
黄小祎  Mavic Pro认证用户 5-14 19:11 29#
专业 太棒了
感受云端   5-14 20:32 30#
感受无人机的电力巡检工作!感谢分享!
糕点  Goggles RE认证用户 5-14 21:14 31#
怎么不上经纬
MMartin  Inspire 1 Pro认证用户 5-15 09:09 32#
目前我们公司超高压巡视还是已悟2为主,但是总觉得M210搭载Z30应该是最好的组合了吧
DJI福州东泰禾体验店  Spark认证用户 5-15 10:32 33#
好文章。
嘟嘟飞  Inspire 2认证用户 5-15 11:00 34#
哈哈哈,悟2的镜头,需要上X7~
飘渺  Mavic 2 Zoom认证用户 5-15 20:24 35#
科技改变生活!
金三月半哇哇哇   5-15 20:37 36#
御不是也有双光版吗?
LeungChiYuen  Inspire 1 V2.0认证用户 5-16 00:05 37#
悟2的优势确实不一样
剪刀舞  Mavic 2 Zoom认证用户 5-16 15:35 38#
孤帆Mavic 2 Enterprise5-13 21:42
飞行安全是第一位
楼主在哪巡线?
大信  Mavic 2 Pro认证用户 5-16 23:48 39#
为啥2-5楼都看不见? 被四美吞了? 好大的胃口!
没有什么能够阻挡,我对自由的向往~
漠小北  Mavic Air认证用户 5-17 11:42 40#
很专业的感觉啊。很细致,感谢分享
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