Introducción del equipo
ElGenius mini UAV LiDARsistemaes un sistema LiDAR de nivel topográfico y cartográfico rentable desarrollado de forma independiente por SureStar. Integra el escáner láser multilínea R-Fans, el sistema de medición de navegación inercial (GNSS/IMU), la unidad de control de la computadora, etc., y puede ser operado simplemente por una persona con alta integración, peso ligero y alta precisión de datos.
El diseño altamente integrado de Genius mini UAV LiDAR hace que todo el sistema tenga un mejor rendimiento y estabilidad, y puede adquirir información espacial 3D e imágenes de la superficie del terreno en tiempo real y rápidamente, y es ampliamente utilizado en el campo de la medición 3D ágil y eficienteárea.
Figura 1 Sistema de escaneo LiDAR mini UAV Genius
parámetros básicos
● Alcance máximo: 200m@20% de reflectividad, 250m@80% de reflectividad;
●Altura típica de vuelo: 50 ~ 150 m;
●Frecuencia del punto de escaneo: 320 000 puntos por segundo para 16 líneas, 640 000 puntos por segundo para 32 líneas;
●Precisión de medición de plano relativa/absoluta: <0,10 m/0,15 m;
●Campo de visión de escaneo: 360°*30°;
●Precisión de posición: plano 0,02 m, elevación 0,05 m;
●Precisión de actitud: cabeceo/balanceo: 0,025 grados, rumbo: 0,08 grados;
●Resolución de imagen: 24 millones de píxeles/42 millones de píxeles (opcional);
●Peso del sistema: 1.056 kg (sin cámara);
●Densidad de puntos: 16 líneas es mejor que 100 pts/m², 32 líneas es mejor que 200 pts/m²;
●Precisión: la precisión de elevación es mejor que 10 cm, la precisión del plano es mejor que 10-15 cm;
●Almacenamiento de datos: disco U enchufable;
Implementación del trabajo de campo
El área de la encuesta está ubicada en una zona montañosa en el suroeste. Para controlar el flujo de escombros en la zona montañosa, la unidad correspondiente construyó la represa Guyu en la cima de la montaña. La presa de Guyu construida hace mucho tiempo se ha llenado de sedimentos. La represa Guyu debe construirse nuevamente para controlar el flujo de escombros, y se debe obtener el DEM superior para calcular la cantidad de movimiento de tierras para facilitar el diseño de la represa de contención en la etapa posterior.
Planificacion de la ruta
El área de la encuesta es estrecha y larga. Para obtener toda el área de estudio, el intervalo de ruta preestablecido es de 40 m y la altura es de 80 m. La caída de la montaña es demasiado grande para la seguridad del vuelo. Antes de la operación oficial, se utiliza el UAV Elf para verificar la ruta. Está previsto utilizar 2 salidas, la longitud total de unos 10 km.
Figura 2 Alcance del área de la encuesta
Figura 3 La tendencia de las montañas circundantes en el área de estudio
Figura 4 Posición de ruta preestablecida
Montaje de la estación base
Antes de la operación oficial, debemos configurar una estación base de GPS para recopilar datos estáticos y realizar una observación sincrónica del GPS terrestre y el sistema GPS de LiDAR. Después de la misión de vuelo, los datos de la estación base y los datos observados por el sistema GPS del radar se eliminan aún más mediante el cálculo de fusión posterior a la diferencia para obtener una nube de puntos de alta precisión.
Figura 5 Montaje de la estación base
Colección de puntos de control
Mientras el equipo está montado en el UAV, comience a diseñar y recopilar los puntos de control de fase y los puntos de control de elevación.
Figura 6 Colección de puntos de control de fase y puntos de verificación
Preprocesamiento de datos
Use el software POSPac para realizar cálculos posteriores a la diferencia para resolver la trayectoria, use nuestro software de resolución de nubes de puntos SS-Lipre para resolver la nube de puntos y verla en combinación con los datos de la trayectoria, y elimine el ruido de la nube de puntos después de verificar que la nube de puntos es corregir, eliminar los puntos de vuelo y el ruido del sol, etc.
Figura 7 Ruta preestablecida y ruta de vuelo real
Figura 8 Datos de nube de puntos sin procesar
posprocesamiento de datos
Las nubes de puntos se clasificaron utilizando macros de edición del software Terrasolid.
Figura 9 Nube de puntos original
Figura 10 Nube de puntos clasificada
Figura 11 Captura de pantalla de la nube de puntos clasificados
Procesamiento de ortofotos y nubes de puntos de color
La imagen recopilada se compara con la foto para hacer una imagen POS de acuerdo con la información de exposición, y la ortofoto se produce combinando los puntos de control de fase con el software de procesamiento de imágenes.
Figura 12 Imagen de datos de POS
Figura 13 Ortofoto digital DOM
Figura 14 Nube de puntos de color
Procesamiento de dibujo lineal (DLG)
De acuerdo con la información recopilada de la nube de puntos, los puntos de tierra se obtienen después de la clasificación y se realiza el DEM. Con el apoyo de software de terceros, como el software Coal Aviation 2D y 3D, Terrasolid y Southern Cass, DEM puede procesar el dibujo lineal (DLG) que queremos.
Figura 16 Dibujo lineal digital
Verificación de precisión
El software compara los datos de la nube de puntos junto al punto de control y genera la tabla de comparación de precisión del punto de control.
Figura (18) Verificación de la precisión de la elevación
Después de la inspección, el resultado final tiene un error de elevación media de 10,1 cm, lo que cumple con los requisitos del cliente para el error de elevación media.
resumen del proyecto
Al utilizar el sistema Genius UAV LiDAR para este mapeo de terreno 1:1000, las ventajas del sistema lidar aerotransportado Genius en comparación con otros métodos tradicionales son las siguientes:
(1) Operación conveniente y flexible, adecuada para la topografía y el mapeo de áreas topográficas irregulares a pequeña escala, como llanuras y áreas montañosas;
(2) Es liviano y puede equiparse con pequeños UAV DJI M210/300 para operaciones de larga distancia, y la operación individual es fuerte, por lo que las actividades de campo complejas pueden resolverse de forma no tripulada;
(3). La densidad de puntos extremadamente alta por metro cuadrado garantiza la calidad de los datos;
(4). Alta precisión de elevación, puede cumplir con el efecto de la precisión de elevación mejor que 10 cm sin control, adecuado para estudios de ingeniería de alta precisión;
(5). Su modo de ecos duales puede obtener datos de coordenadas del terreno de alta precisión a través de la vegetación;
(6). El equipo lidar de desarrollo propio nacional tiene un rendimiento sólido, una garantía de equipo posventa oportuna y efectiva, para que los clientes puedan pagarlo y usarlo bien.