Введение оборудования
Мини БЛА Genius LiDARсистема— это экономичная система LiDAR для съемки и картографирования, независимо разработанная компанией SureStar. Он объединяет многолинейный лазерный сканер R-Fans, инерциальную навигационную измерительную систему (GNSS/IMU), компьютерный блок управления и т. д., и может легко управляться одним человеком с высокой степенью интеграции, малым весом и высокой точностью данных.
Высокоинтегрированная конструкция мини-БПЛА Genius LiDAR повышает производительность и стабильность всей системы, позволяет быстро и в режиме реального времени получать трехмерную пространственную информацию и изображения поверхности местности и широко используется в области гибких и эффективных трехмерных измерений.область.
Рис. 1 Система сканирования LiDAR для мини-БПЛА Genius
основные параметры
● Максимальная дальность: 200 м при коэффициенте отражения 20 %, 250 м при коэффициенте отражения 80 %;
●Типичная высота полета: 50 ~ 150 м;
●Частота сканирования: 320 000 точек в секунду для 16 строк, 640 000 точек в секунду для 32 строк;
●Относительная/абсолютная точность измерения плоскости: <0,10 м/0,15 м;
●Поле сканирования: 360°*30°;
●Точность позиционирования: плоскость 0,02 м, высота 0,05 м;
●Точность ориентации: по тангажу/крену: 0,025 градуса, по курсу: 0,08 градуса;
●Разрешение изображения: 24 миллиона пикселей/42 миллиона пикселей (опционально);
●Вес системы: 1,056 кг (без камеры);
●Плотность точек: 16 линий лучше, чем 100 точек/м², 32 строки лучше, чем 200 точек/м²;
●Точность: точность по высоте лучше 10 см, точность плоскости лучше 10-15 см;
●Хранение данных: съемный U-диск;
Выполнение полевых работ
Район съемки расположен в гористой местности на юго-западе. Для контроля селевого потока в горной местности соответствующее подразделение построило плотину Гую на вершине горы. Давно построенная плотина Гую заполнилась наносами. Плотину Гую необходимо построить заново, чтобы контролировать селевой поток, и необходимо получить верхнюю ЦМР для расчета объема земляных работ, чтобы облегчить проектирование подпорной дамбы на более позднем этапе.
Планирование маршрута
Зона обзора узкая и длинная. Для того, чтобы получить всю площадь съемки, предварительно задан интервал маршрута 40 м и высота 80 м. Обрыв горы слишком велик для безопасности полета. Перед официальной операцией для проверки маршрута используется БПЛА Elf. Планируется совершить 2 боевых вылета общей протяженностью около 10 км.
Рисунок 2 Область исследования
Рисунок 3 Тенденция окружающих гор в районе исследования
Рисунок 4 Предустановленное положение маршрута
Монтаж базовой станции
Перед официальной операцией нам необходимо настроить базовую станцию GPS для сбора статических данных и провести синхронное наблюдение за наземным GPS и системой GPS LiDAR. После полета данные базовой станции и данные, наблюдаемые системой GPS радара, дополнительно исключаются путем постразностного слияния для получения высокоточного облака точек.
Рисунок 5 Монтаж базовой станции
Коллекция контрольно-пропускных пунктов
Пока оборудование монтируется на БПЛА, начинайте раскладывать и собирать контрольные точки фаз и контрольные точки высот.
Рисунок 6 Сбор фазовых контрольных точек и контрольных точек
предварительная обработка данных
Используйте программное обеспечение POSPac для выполнения вычислений пост-разности для решения траектории, используйте наше программное обеспечение для решения облака точек SS-Lipre, чтобы решить облако точек и просмотреть его в сочетании с данными траектории, а также удалить шум из облака точек после проверки того, что облако точек исправить, удалить летающие точки и шум Солнца и т. д.
Рис. 7 Предустановленный маршрут и фактический маршрут полета
Рис. 8 Необработанные данные облака точек
постобработка данных
Облака точек были классифицированы с использованием макросов редактирования программного обеспечения Terrasolid.
Рис. 9 Исходное облако точек
Рис. 10 Классифицированное облако точек
Рис. 11 Скриншот классифицированного облака точек
Обработка ортофото и цветовых облаков точек
Собранное изображение сопоставляется с фотографией, чтобы сделать изображение POS в соответствии с информацией об экспозиции, и ортофото создается путем объединения контрольных точек фазы с программным обеспечением для обработки изображений.
Рис. 12 Изображение POS-данных
Рис. 13 Цифровой ортофото DOM
Рисунок 14 Цветное облако точек
Обработка штрихового рисунка (DLG)
По собранной информации об облаке точек после классификации получаются наземные точки и создается ЦМР. Благодаря поддержке стороннего программного обеспечения, такого как программное обеспечение Coal Aviation 2D и 3D, Terrasolid и Southern Cass, DEM может обрабатывать чертежи линий (DLG), которые нам нужны.
Рис. 16 Цифровой чертеж линии
Проверка точности
Программное обеспечение сравнивает данные облака точек рядом с контрольной точкой и выводит таблицу сравнения точности контрольной точки.
Рисунок (18) Проверка точности высоты
После проверки окончательный результат имеет погрешность средней высоты 10,1 см, что соответствует требованиям заказчика к погрешности средней высоты.
Резюме проекта
При использовании системы Genius UAV LiDAR для этого картографирования местности в масштабе 1:1000 преимущества бортовой лидарной системы Genius по сравнению с другими традиционными методами заключаются в следующем:
(1) Удобная и гибкая работа, подходящая для съемки и картографирования небольших участков съемки неправильной формы, таких как равнины и горные районы;
(2) Он легкий по весу и может быть оснащен небольшими БПЛА DJI M210/300 для операций на дальних расстояниях, а индивидуальная работа надежна, так что сложные полевые операции можно решать беспилотным способом;
(3). Чрезвычайно высокая плотность точек на квадратный метр обеспечивает качество данных;
(4). Высокая точность высот, может удовлетворить эффект точности высот лучше 10 см без контроля, подходит для высокоточных инженерных изысканий;
(5). Его режим двойного эха может получать высокоточные данные о координатах местности через растительность;
(6). Отечественное лидарное оборудование собственной разработки обладает высокой производительностью, своевременной и эффективной гарантией послепродажного обслуживания, поэтому клиенты могут себе это позволить и использовать его с пользой.