华北电力大学无人机实验室是该校面向能源电力行业特色打造的智能巡检与自主飞行科研教学平台，依托控制与计算机工程学院智能机器人研究所、工业过程测控新技术与系统北京市重点实验室等科研机构，深度聚焦电力无人机自主巡检、AI 缺陷识别、无人机群通信等核心技术领域，形成了 “产教融合、研用结合” 的鲜明特色。
一、实验室核心定位与隶属
- 核心定位：服务于新型电力系统建设与能源互联网发展需求，打造电力行业无人机全自主作业技术研发与人才培养基地，解决电力巡检 “人工成本高、安全风险大、效率低” 等痛点问题
- 主要隶属：控制与计算机工程学院（北京校区）、自动化系（保定校区），并与新能源电力系统全国重点实验室、河北省电力物联网技术重点实验室等平台协同创新
- 建设理念：以 “自主化、智能化、无人化” 为发展方向，构建从无人机平台开发到电力场景应用的完整技术链与创新生态
二、核心技术与标志性成果
- 龙巢全自主无人机系统（全球首个面向能源电力行业的全自主无人机系统）
- 研发团队：吴华博士团队（工业全自主巡检理论提出者）
- 核心功能：实现 “机库自主起降、航线全自主规划、自动数据采集、AI 缺陷识别、自动充电维护” 的全流程无人化作业
- 应用场景：输变电线路、新能源发电场（光伏 / 风电）、石油化工等工业场景
- 技术优势：高精度无 GPS 定位能力、多样化数据采集能力、多机协同作业，获国家电网青创比赛金奖
- 电力巡检 AI 缺陷识别平台
- 与华为合作研发，融合 AI 算法与无人机视觉技术，实现输电线路外力破坏、绝缘子缺陷、导线断股等故障的自动识别
- 识别精度达 95% 以上，大幅提升巡检效率与准确性
- 无人机群安全通信技术
- 保定校区电子与通信工程系团队研究基于协作波束成形的无人机群安全通信算法，解决无线信道开放特性带来的安全隐患
- 应用于电力物联网场景，提升系统服务质量与通信覆盖范围
- 倾转双旋翼陆空两栖无人机
- 可对发输变配设备进行全方位、多角度拍摄甚至作业，特别适用于复杂地形与极端环境下的电力设施运维
三、实验室设备配置
| 设备类型 | 核心配置 | 应用场景 |
|---|---|---|
| 无人机平台 | 多旋翼巡检无人机、固定翼长航时无人机、倾转双旋翼陆空两栖无人机 | 电力设备巡检、地形测绘、环境监测 |
| 载荷系统 | 高清变焦相机、红外热成像仪、激光雷达、多光谱传感器 | 缺陷检测、温度监测、三维建模、植被分析 |
| 自主作业装备 | 龙巢无人机机库（自动归中、自动充电）、无人机调度管理系统 | 全自主作业、多机协同、远程监控 |
| 数据处理平台 | AI 计算服务器、电力大数据分析软件、无人机地面站系统 | 图像识别、数据融合、三维重建、报告生成 |
| 研发测试设备 | 飞行控制器开发平台、抗干扰测试装置、环境模拟测试系统 | 无人机算法验证、性能测试、可靠性评估 |
四、教学与科研功能
- 教学支撑
- 面向自动化、电气工程、计算机科学、遥感等专业开设《无人机电力巡检技术》《智能机器人控制》《电力物联网》等课程
- 提供从无人机基础操作到电力场景应用开发的全流程实践教学，培养学生解决复杂工程问题的能力
- 支持 “互联网 +” 创新创业项目，如 “盘天探地 —— 电厂能源与隐蔽工程探测者” 团队研发的无人机盘煤装置
- 科研方向
- 无人机自主飞行控制：SLAM 技术、路径规划、避障算法在电力复杂场景中的应用
- 电力设备智能感知：多传感器融合、红外 / 可见光图像分析、缺陷特征提取
- 无人机群协同作业：多机任务分配、通信协议、数据同步，提升大面积巡检效率
- 能源与无人机融合：无人机续航技术（如离子热电发电辅助电源），解决低温与长续航需求
五、产教融合与行业影响
- 校企合作：与国家电网、南方电网、华为、中飞艾维等企业建立深度合作关系，共同开展技术研发与人才培养
- 成果转化：多项技术实现产业化应用，龙巢系统在全国多个电力工程中部署，大幅降低运维成本，提高安全性
- 标准制定：主导发布 6 项电力巡检机器人行业标准，引领行业规范化发展
- 人才输出：培养的毕业生在国网、南网等企业无人机电力巡检领域发挥重要作用，成为行业骨干力量
六、发展展望
- 深化无人机 + 数字孪生技术融合，构建电力设施三维可视化运维平台
- 拓展新能源场景应用，重点开发光伏板热斑检测、风力发电机叶片缺陷识别等专用技术
- 推进无人机自主作业标准体系建设，提升技术规范与行业影响力
- 加强低空经济与电力行业融合研究，探索无人机在电力应急救援、物资运输等新场景的应用