Introduzione all'attrezzatura
ILGenius mini UAV LiDARsistemaè un sistema LiDAR economico a livello di rilevamento e mappatura sviluppato in modo indipendente da SureStar. Integra lo scanner laser multilinea R-Fans, il sistema di misurazione della navigazione inerziale (GNSS/IMU), l'unità di controllo del computer, ecc.
Il design altamente integrato di Genius mini UAV LiDAR rende l'intero sistema migliore in termini di prestazioni e stabilità e può acquisire informazioni spaziali 3D e immagini della superficie del terreno in tempo reale e rapidamente ed è ampiamente utilizzato nel campo della misurazione 3D agile ed efficientela zona.
Figura 1 Sistema di scansione LiDAR Genius mini UAV
parametri fondamentali
● Portata massima: 200 m al 20% di riflettività, 250 m all'80% di riflettività;
●Altezza di volo tipica: 50 ~ 150 m;
●Frequenza del punto di scansione: 320.000 punti al secondo per 16 linee, 640.000 punti al secondo per 32 linee;
●Precisione della misurazione del piano relativa/assoluta: <0,10 m/0,15 m;
●Campo visivo di scansione: 360°*30°;
●Precisione della posizione: piano 0,02 m, elevazione 0,05 m;
●Precisione dell'assetto: beccheggio/rollio: 0,025 gradi, direzione: 0,08 gradi;
●Risoluzione dell'immagine: 24 milioni di pixel/42 milioni di pixel (opzionale);
●Peso del sistema: 1,056 kg (senza fotocamera);
●Densità dei punti: 16 linee è migliore di 100 punti/m², 32 linee è migliore di 200 punti/m²;
●Precisione: la precisione dell'elevazione è migliore di 10 cm, la precisione del piano è migliore di 10-15 cm;
●Archiviazione dati: disco U collegabile;
Implementazione del lavoro sul campo
L'area di indagine si trova in una zona montuosa nel sud-ovest. Al fine di controllare la colata detritica nella zona montuosa, l'unità competente ha costruito la diga di Guyu sulla cima della montagna. La diga di Guyu, costruita molto tempo fa, è stata riempita di sedimenti. La diga di Guyu deve essere ricostruita per controllare il flusso di detriti e il DEM superiore deve essere ottenuto per calcolare la quantità di movimento terra per facilitare la progettazione della diga di sostegno nella fase successiva.
Pianificazione del percorso
L'area di indagine è stretta e lunga. Per ottenere l'intera area di indagine, l'intervallo di percorso preimpostato è di 40 m e l'altezza è di 80 m. Il dislivello della montagna è troppo grande per la sicurezza del volo. Prima dell'operazione ufficiale, l'UAV Elf viene utilizzato per verificare il percorso. Si prevede di utilizzare 2 sortite, l'intera lunghezza di circa 10 km.
Figura 2 Perimetro dell'area di indagine
Figura 3 L'andamento delle montagne circostanti nell'area di indagine
Figura 4 Posizione percorso preimpostata
Costruzione della stazione base
Prima dell'operazione ufficiale, dobbiamo impostare una stazione base GPS per raccogliere dati statici e condurre un'osservazione sincrona del GPS terrestre e del sistema GPS LiDAR. Dopo la missione di volo, i dati della stazione base ei dati osservati dal sistema GPS del radar vengono ulteriormente eliminati dal calcolo della fusione post-differenza per ottenere una nuvola di punti ad alta precisione.
Figura 5 Montaggio della stazione base
Raccolta punti di controllo
Mentre l'attrezzatura è montata sull'UAV, iniziare a disporre e raccogliere i punti di controllo di fase e i punti di controllo dell'elevazione.
Figura 6 Raccolta di punti di controllo di fase e punti di controllo
preelaborazione dei dati
Utilizzare il software POSPac per eseguire il calcolo post-differenza per risolvere la traiettoria, utilizzare il nostro software di risoluzione della nuvola di punti SS-Lipre per risolvere la nuvola di punti e visualizzarla in combinazione con i dati della traiettoria e eliminare il rumore dalla nuvola di punti dopo aver verificato che la nuvola di punti sia correggere, rimuovere i punti di volo e il rumore del sole, ecc.
Figura 7 Rotta preimpostata e rotta di volo effettiva
Figura 8 Dati grezzi della nuvola di punti
post-elaborazione dei dati
Le nuvole di punti sono state classificate utilizzando le macro di modifica del software Terrasolid.
Figura 9 Nuvola di punti originale
Figura 10 Nuvola di punti classificata
Figura 11 Screenshot della nuvola di punti classificata
Elaborazione di ortofoto e nuvole di punti a colori
L'immagine raccolta viene abbinata alla foto per creare un'immagine POS in base alle informazioni sull'esposizione e l'ortofoto viene prodotta combinando i punti di controllo di fase con il software di elaborazione delle immagini.
Figura 12 Immagine dati POS
Figura 13 Ortofoto digitale DOM
Figura 14 Nuvola di punti colorata
Elaborazione del disegno al tratto (DLG).
In base alle informazioni raccolte sulla nuvola di punti, i punti a terra vengono ottenuti dopo la classificazione e viene effettuato il DEM. Con il supporto di software di terze parti come il software Coal Aviation 2D e 3D, Terrasolid e Southern Cass, DEM può elaborare il disegno al tratto (DLG) che vogliamo.
Figura 16 Disegno al tratto digitale
Verifica della precisione
Il software confronta i dati della nuvola di punti accanto al punto di controllo e genera la tabella di confronto dell'accuratezza del punto di controllo.
Figura (18) Verifica della precisione di elevazione
Dopo l'ispezione, il risultato finale presenta un errore di altezza media di 10,1 cm, che soddisfa i requisiti del cliente per l'errore di altezza media.
sintesi del progetto
Utilizzando il sistema Genius UAV LiDAR per questa mappatura del terreno 1:1000, i vantaggi del sistema Genius Airborne LiDAR rispetto ad altri metodi tradizionali sono i seguenti:
(1) Funzionamento conveniente e flessibile, adatto per il rilevamento e la mappatura di aree di rilevamento irregolari su piccola scala come pianure e aree montuose;
(2) È leggero e può essere equipaggiato con piccoli UAV DJI M210/300 per operazioni a lunga distanza e l'operazione individuale è forte, in modo che le attività sul campo complesse possano essere risolte in modo non presidiato;
(3). L'altissima densità di punti per metro quadrato garantisce la qualità dei dati;
(4). Elevata precisione di elevazione, può soddisfare l'effetto di una precisione di elevazione migliore di 10 cm senza controllo, adatta per rilievi ingegneristici di alta precisione;
(5). La sua modalità dual echos può ottenere dati di coordinate del terreno ad alta precisione attraverso la vegetazione;
(6). L'attrezzatura lidar domestica sviluppata autonomamente ha prestazioni elevate, garanzia del team post-vendita tempestiva ed efficace, in modo che i clienti possano permetterselo e usarlo bene.