空地协同监测:GNSS-Denied UAV+UGV Collaborative Inspection

AiBrainBox-Substation

AiBrainBox-V Air Scout:空中侦察
AiBrainBox-G Ground Inspector:地面精检

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AiBrainBox Relay Hub:协同中继

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AI Mission Cloud
应用场景:

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隧道
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地铁
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矿井
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管廊
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地下停车场
地下变电站 GNSS-Denied UAV+UGV Collaborative Inspection
包括:
1. 地下变电站
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封闭空间
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GNSS完全失效
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光照复杂
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EMI(强电磁干扰)
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通信遮挡严重
2. 地下综合管廊电力舱
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长走廊
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多岔路
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重复纹理
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低光/无光
3. 室内变电站 / 配电室
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空间狭窄
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障碍密集
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高精设备密布
核心任务

UAV负责-空中快速感知
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高位巡检
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顶部设备检测
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通信中继
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全局建图
UGV负责-地面精细执行
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近距离检测
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声学检测
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热成像
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精准复查
所以本质是:
UAV = Scout(侦察)
UGV = Operator(执行)
这是非常典型的空地协同范式。
技术挑战
Challenge 1:GNSS完全拒止
传统无人机:GNSS失效 = 基本"失明"
AiBrainBox-V / UGV 多模态融合:
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VIO
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LiDAR SLAM
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UWB
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Map Matching

Challenge 2:通信严重受限
地下环境:
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5G衰减
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Mesh多跳不稳定
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墙体阻挡

UAV悬停充当:动态空中中继站
研究方向:
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Relay placement
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Dynamic topology optimization
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Link adaptation
Challenge 3:空地时空对齐
难点:UAV和UGV看到的世界不同。
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UAV:俯视
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UGV:平视
跨视角统一地图:
Global Substation Coordinate Frame多机器人协同SLAM
核心:
时序同步:PPS/PTP
外参标定:UAV / UGV / AGH
Shared Map Frame
Challenge 4:任务分工
UAV适合:
快速巡检
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扫描全局
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异常初筛
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热点检测
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异物识别
全局语义地图
生成:
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开关柜位置
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变压器位置
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通道结构
UGV适合:
近距离精检
比如:
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局放声学检测
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接头热异常
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仪表读数
任务链:

这是一个完整的协同闭环。
技术框架(AiBrainBox视角)
六层:
Layer 1:Embodied Layer
UAV:AiBrainBox-V
传感器:
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多目
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固态LiDAR(可选)
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工业级IMU
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RTK(地面可用时)
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UWB
UGV:AiBrainBox-UGV
增加:
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热成像
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声学阵列
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PTZ inspection head
Layer 2:Perception Layer
UAV:全局空间感知
输出:
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Sparse 3D map
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Semantic topology
UGV:局部精细感知
输出:
- Dense inspection detail
融合后:
Hierarchical Map
Layer 3:Localization Layer
采用双层定位:
Global Layer(UAV主导):全局地图构建
Local Layer(UGV主导):局部高精定位
通过:
Cooperative Relocalization
即:UGV在UAV地图中重定位。
Layer 4:Communication Layer
多链路:
Primary:Mesh
Secondary:5G
Backup:UWB ranging
关键算法:动态链路调度
根据:
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RSSI
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latency
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packet loss
切换链路。
Layer 5:Task Intelligence Layer
LLM/VLA切入点。
任务:
"检查B2区域3号变压器顶部绝缘子"
系统拆解:

这是很完整的 embodied AI。
Layer 6:Mission Cloud
作用:
数据闭环:异常 → 标注 → 重训
数字孪生:地下变电站数字地图
知识库
设备语义知识:
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变压器
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母线
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开关柜
支持语义推理。
科研方向
方向1:GNSS-denied Air-Ground Cooperative SLAM
方向2:Semantic Task Allocation
UAV发现 → UGV执行
方向3:Dynamic Relay Optimization
UAV作为通信中继
方向4:Substation VLA
自然语言:"检查温度异常区域"
机器人自主执行。
方向5:Multi-modal Fault Understanding
融合:
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RGB
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Thermal
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Acoustic
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LiDAR
进行故障理解。