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(jiǎng)授奖决定，南方电网(diànwǎng)广东电网公司自主(zìzhǔ)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。这项历时(lìshí)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(qiǎbózi)”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，这项技术突破了非向量(xiàngliàng)空间视觉伺服的理论禁区，将导线追踪可靠(kěkào)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(jīqìrén)领域名副其实的“降本增效神器(shénqì)”。 “火眼金睛”+“最强大脑”，强强(qiángqiáng)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(mùbiāo)。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(zhuābúzhù)”，追踪可靠率长期(chángqī)停留在80%左右，难以满足(mǎnzú)日常巡检、带电作业(dàidiànzuòyè)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‘无需特征定位，直接追踪(zhuīzōng)’的核心(héxīn)思路，采用非向量(xiàngliàng)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(tǎnyán)。 广东电网公司研发团队像(xiàng)“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”——管状域模型。“这个(zhègè)模型能捕捉导线在不同时间点的形态变化，通过(tōngguò)Hausdorff（拓扑空间概念）距离标量实时计算实时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’，让其无需依赖固定特征，就能通过动态比对实现精准追踪控制。”专利发明人王(rénwáng)杨(yáng)介绍。 这一创新方法，就像(xiàng)给机器人装上了“火眼金睛”和(hé)“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(qiě)定位结果(jiéguǒ)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(de)价值，最终要在实践(shíjiàn)应用(yìngyòng)中检验。2020年，这项专利技术固化为通用模块(mókuài)，嵌入“慧眼”“擎天”等系列智能(zhìnéng)装备，在广东电网构建了全国首个天空地一体的通用性(tōngyòngxìng)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，在40多万公里线路上织起一张智能运维(yùnwéi)网络。这些不知疲倦的“钢铁战士”年均作业超 500万次，追踪导线作业可靠率高达99.995%，是行业内(nèi)应用规模最大，影响最深的系列产品。 这项技术在(zài)应急勘灾方面“战斗力惊人”。湛江霞山供电局安监部副经理谢卓均说：“去年超强台风‘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(gāi)技术的无人机巡检系统仅用(jǐnyòng)2人1天就完成(wánchéng)了全线勘察，还精准定位了13处(chù)隐蔽故障点。” 据测算，该技术若在全国范围应用，全年(quánnián)可节约检修(jiǎnxiū)工时1.24亿小时，从根本上解决(jiějué)了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(le)效率飞跃，经济效益同样亮眼。南网科技公司依托该专利(zhuānlì)构建了覆盖“算法-装置-装备-服务”的知识产权体系(tǐxì)，累计布局87项专利（含(hán)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6.39亿元。 值得注意的是，该(gāi)技术“溢出(yìchū)效应”持续显现：杭州亚运会期间，同款技术模块被用于场馆(chǎngguǎn)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，具身人型机器(jīqì)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(yǐ)实现批量应用，成为跨行业(kuàhángyè)智能化升级的“通用引擎”。 目前该技术研发团队已启动(qǐdòng)迭代计划，在投身国内低空经济发展浪潮，赋能千行(qiānxíng)百业的同时，专利技术装备将随着(suízhe)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”。 文、图｜记者 董鹏程 通讯员(tōngxùnyuán) 沈甸