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南网广东电网破解电力机器人户外作业“卡脖子”难题
所属分类： 行业动态
2025-06-11 16:30:19
【导语】6月5日，南方电网广东电网公司自主研发的“一种基于非向量空间控制策略的导线追踪方法及装置”荣获中国专利金奖。这项技术历时十年攻关，成功破解电力机器人户外作业“卡脖子”难题，开创“机器代人”智能巡检新模式，设备成本降至十分之一，创收超10亿元。该技术已在广东电网构建全国首个天空地一体无人自主作业体系，并在应急勘灾、新能源运维等领域展现广泛应用前景，正随电网基础设施国际共建走向世界。
成本降10倍 创收超10亿
——南网广东电网破解电力机器人户外作业“卡脖子”难题
6月5日，国家知识产权局公布第二十五届中国专利奖授奖决定，南方电网广东电网有限责任公司自主研发的“一种基于非向量空间控制策略的导线追踪方法及装置”荣获中国专利金奖，实现该公司在这一国家级知识产权奖项上的历史性突破。这项历时十年攻关的核心技术，不仅破解了电力机器人户外作业的“卡脖子”难题，更开创了“机器代人”智能巡检的全新模式，进一步保障了安全可靠供电。
据了解，这项技术突破了非向量空间视觉伺服的理论禁区，将导线追踪可靠率提升至99.995%，在保证高实时性的同时，定位精度较传统技术提高2倍，设备成本降至行业常用方案的十分之一，成为电力机器人领域名副其实的“降本增效神器”。
打破技术瓶颈
开启智能追踪新模式
在电力行业，机器人应用越来越广泛，但在追踪导线时面临着一大瓶颈。就像在茫茫人海中找人，传统机器人大多依靠“特征定位”，通过寻找导线的特定图像特征向量来追踪目标。然而，在户外非结构环境下，受复杂地形、天气变化等因素影响，导致机器人“看不清、抓不住”，追踪可靠率长期停留在80%左右，难以满足日常巡检、带电作业的高精度要求。
“对于这个数十年来电力机器人智能感知与控制领域的重大基础性难题，我们另辟蹊径，本着‘不需要特征定位，直接追踪’的核心思路，采用非向量的图像数据集合进行定位。”专利发明人、南网科技公司智能运检事业部副总经理、研究院副院长麦晓明坦言。
广东电网研发团队像“空间设计师”一样，为导线运动构建了一个动态的“时间隧道”——管状域模型。该技术能捕捉导线在不同时间点的形态变化，通过Hausdorff（拓扑空间概念）距离标量实时计算并采集图像与预存图像之间的状态偏差，如同给机器人装上“智能导航系统”，让其不需要依赖固定特征，就能通过动态比对实现精准追踪控制。
这一创新方法，就像给机器人装上了“火眼金睛”和“最强大脑”，突破了非向量空间中视觉伺服的理论难题，实现了导线目标不丢失且定位结果连续可靠，兼具高实时性和高精度，并完全满足了带电作业的需求。
“机器代人”显身手
效率效益双提升
好技术的价值，最终要在实践应用中检验。2020年，这项专利技术固化为通用模块，嵌入“慧眼”“擎天”等系列智能装备，在广东电网构建了全国首个天空地一体的通用型无人自主作业体系，技术产品被应用于机器人带电作业、无人机自动巡检、摄像头导线监控等智能巡视检修工作中，在40多万千米线路上织起一张智能运维网络。这些不(bù)知(zhī)疲(pí)倦(juàn)的“钢铁战士”年均作业超500万次，是行业内应用规模最大，影响(xiǎng)最(zuì)深(shēn)的(de)系(xì)列(liè)产(chǎn)品(pǐn)。
该技术在应急勘灾方面“战斗力惊人”。南方电网广东湛江霞山供电局安监部副经理谢卓均告诉笔者：“2024年超强台风‘摩羯’袭击湛江，传统人工排查一条受损线路需要12个人花3天时间，搭载该技术的无人机巡检系统仅用2人1天就完成了全线勘查，还精准定位了13处隐蔽故障点。”
据测算，该技术若在全国范围内应用，全年可节约检修工时1.24亿小时，减少停电时户数，从根本上解决无人装备作业效率和自动化水平较低的问题，开创“机器代人”的全新模式。
除了效率飞跃，经济效益同样亮眼。南网科技公司依托该技术构建了覆盖“算法—装置—装备—服务”的知识产权体系，累计布局87项专利（含3项PCT国际专利），相关产品获国家专利密集型产品认证，近三年直接创造经济效益超10亿元。
更令人振奋的是，该技术“溢出效应”持续显现：杭州亚运会期间，同款技术模块被用于场馆周边车道线追踪和空气质量监测；在第十五届全运会广州场馆，具身人形机器人作为安全员开展作业全过程安全监护，机器狗在电缆隧道(dào)进(jìn)行(xíng)巡(xún)检(jiǎn)；另外，在新能源光(guāng)伏(fú)运(yùn)维(wéi)、城(chéng)市(shì)安(ān)防(fáng)等(děng)领(lǐng)域，搭(dā)载(zài)该(gāi)技(jì)术(shù)的(de)设(shè)备(bèi)已(yǐ)实(shí)现(xiàn)批(pī)量(liàng)应(yīng)用(yòng)，成(chéng)为(wèi)跨(kuà)行(xíng)业(yè)智(zhì)能(néng)化(huà)升(shēng)级(jí)的(de)“通(tōng)用(yòng)引(yǐn)擎(qíng)”。
据(jù)悉(xī)，目前该技术研发团队已启动迭代计划，在投身国内低空经济发展浪潮，赋能千行百业的同时，专利技术装备将随着电网基础设施国际共建，沿“一带一路”走向世界，向全球能源行业展示“中国智慧”。（杨雅洁 李梓）
责任编辑：沈馨蕊
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