广东电网“机器代人”技术拿下中国专利金奖

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(shòujiǎng)决定，南方电网广东电网公司自主研发的“一种基于(jīyú)非(fēi)向量空间控制策略的导线追踪方法(fāngfǎ)及装置”荣获中国专利金奖。这项历时十年攻关的核心技术，不仅破解了电力机器人(jīqìrén)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，进一步保障了供电安全可靠。 据了解，这项技术(jìshù)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(zài)保证高实时性的同时，定位精度较传统技术提高(tígāo)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(jīqìrén)领域名副其实的“降本增效神器”。 “火眼金睛”+“最强大脑(dànǎo)”，强强结合突破难题 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(de)特定图像特征向量来追踪目标。然而(ránér)，在户外非结构环境下，受复杂(fùzá)地形、天气变化等因素影响(yǐngxiǎng)，导致机器人“看不清、抓不住”，追踪可靠(kěkào)率长期停留在80%左右(zuǒyòu)，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(zhìnéng)感知与控制领域的重大基础性难题，我们另辟蹊径，本着‘无需特征定位，直接追踪’的核心思路，采用非向量(xiàngliàng)的图像数据集合(jíhé)进行定位。”专利发明(zhuānlìfāmíng)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(guǎngdōng)电网公司研发团队像“空间设计师”一样，为导线运动构建了(le)一个动态的“时间隧道(suìdào)”——管状域模型。“这个模型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(jìsuàn)实时采集图像与预存图像之间(zhījiān)的状态偏差，如同给机器人装上‘智能导航系统’，让其无需依赖固定特征(tèzhēng)，就能通过动态比对实现精准追踪控制。”专利发明人王杨介绍。 这一(zhèyī)创新方法，就像给机器人装上了(le)“火眼金睛”和“最强大脑”，突破了非向量空间中(zhōng)视觉(shìjué)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(tíshēng) 好技术的价值，最终要在实践(shíjiàn)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(děng)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性无人自主作业体系，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(gōngzuò)，在40多万公里线路上织起一张智能运维网络。这些不知疲倦的“钢铁(gāngtiě)战士”年均作业超(chāo) 500万次，追踪导线作业可靠率高达99.995%，是(shì)行业内应用规模(guīmó)最大(zuìdà)，影响最深的系列产品。 这项技术在应急勘灾方面“战斗力惊人”。湛江霞山供电局安监部副经理(jīnglǐ)谢卓均说：“去年超强台风‘摩羯’袭击湛江，传统人工排查一条(yītiáo)受损线路(xiànlù)需要(xūyào)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(le)全线勘察，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(fànwéi)应用，全年可节约检修工时1.24亿小时，从根本上解决了无人装备(zhuāngbèi)作业效率和自动化水平较(jiào)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(liàngyǎn)。南网科技公司依托该专利构建了覆盖“算法-装置-装备-服务”的知识产权体系，累计布局87项(xiàng)专利（含3项PCT国际专利），相关产品获国家专利(guójiāzhuānlì)密集型产品认证(chǎnpǐnrènzhèng)，近三年直接创造经济效益6.39亿元。 值得注意的(de)是，该(gāi)技术“溢出效应”持续显现：杭州亚运会期间，同款技术模块(mókuài)被用于场馆周边(zhōubiān)车道线(xiàn)追踪和空气质量监测；在第十五届全运会(quányùnhuì)广州场馆，具身人型机器人作为安全员开展作业全过程安全监护，机器狗在电缆隧道进行巡检；另外在新能源光伏运维、城市安防等领域，搭载该技术的设备已实现批量应用，成为跨行业智能化升级的“通用引擎”。 目前该技术研发(yánfā)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(guójì)共建，沿(yán)“一带一路”走向世界，向全球能源行业展示“中国智慧”。 文、图(tú)｜记者 董鹏程 通讯员 沈甸