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小身板干大事:看无人机如何征服250公里公路廊道测绘

2017-02-10 08:19 性质:转载 来源:大佥国际
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2015年冬天,SurveyGroup公司承包了一个公路廊道测绘项目,采用senseFly无人机进行测绘。该廊道位于澳大利亚西部的Pilbara地区,Disappointment湖的西面...

  2015年冬天,Survey Group公司承包了一个公路廊道测绘项目,采用senseFly无人机进行测绘。该廊道位于澳大利亚西部的Pilbara地区,Disappointment湖的西面,长250千米,宽400米,属于Talawana公路的延长项目。该项目的客户公司Reward Minerals,要求项目提交成果为1mx1m grid栅格格式的数字表面模型(DSM)与正射影像图。

  Survey Group的经理与Talawana项目组组长Ben Simpson先生表示,决定采用senseFly无人机之前,Survey Group公司本打算采用传统的空中测绘方法,即使用载人飞机进行测绘。

  “但现在拥有eBee无人机意味着我们现在可以跟传统载人飞机测绘市场竞争,这在之前是我们不可能做到的,因为我们缺乏传统测绘市场所需的资金以及专业人士。”

  ”就这样,Simpson先生的项目组开始了在澳大利亚内地长达3周的无人机测绘作业。Simpson先生表示,“此次项目我们计划使用两套eBee RTK系统,并带上一套eBee做为备用。”

250千米的公路廊道。(图像:谷歌;地图数据:陆地卫星)

  项目组将250千米的廊道划分为若干个2千米长的飞行区域。到达营地位置后,先使用RTK GPS在各2千米飞行区域的中心标注一个地面控制点。

  同时,为了做好测绘质量控制,项目组使用GPS对现有Talawana公路进行定位,将获取的实际垂直高度与eBee中的数据进行比较。

  “另外,每隔20米会设置一个检查点,” Simpson先生表示,“基站由RTK测绘决定,为每次飞行设置参考点,将RTK的差分数据发送给无人机,为每张图像抓取精准坐标。然后eBee RTK无人机在这个位置起飞,从中心位置向两个方向各航行1千米。”

  两架无人机在每个2千米长的飞行区域共捕捉约350至400张图像。项目组为图像设置的地面精度为5厘米/像素,航向重叠率与侧向重叠率为75%。每次无人机飞行之后,项目组需要1至2小时来处理捕捉到的350至400张空中图像,其中50%的工作即在现场营地里完成。

  另外,在无人机的eMotion软件中设置与风向垂直的航线以获取最佳图像,获取更加均匀的图像重叠率,并延长电池寿命。,Simpson先生补充道。

项目图像之一,地面采样间距为5厘米/像素

  测量全部工作完成之后, Survey Group公司向客户提交了项目成果,正射影像图、1m*1m grid栅格格式的数字表面模型(DSM)、等高线图等。项目开始到成果输出一共花费5个星期。

  当然,在如此偏僻的区域承包大型项目意味着需要克服重重困难。

  “我们必须面对不同的风向、风速与雨水天气。而且每日15至18个航次的飞行对电池的管理也是一个挑战,”Simpson先生说。“虽然每架无人机配有11块电池,但因为充电,无人机也有不得不停止飞行的时候。”

  另外,因为作业地点在澳大利亚内地,飞鸟袭击也对无人机飞行造成了威胁。

  为抗击此威胁,项目组对无人机进行了改装,降低其对飞鸟的吸引力。

  “我们在机翼的中间用红黄两色的圆圈组成眼睛的图案可以吓退飞鸟。白色条纹可保护无人机的电池,无线电追踪器与相机,以防无人机被抓,掉落或坠机。”Simpson先生说。

eBee RTK无人机经伪装以抵制飞鸟袭击

  还有一个挑战来自技术方面,即相机快门变得难以摁动,原因是澳大利亚内地细小颗粒的尘土进入了载荷安装槽。

  Simpson先生表示,对于这个问题,他们发现无人机降落在猫鼠刺草地时,快门的状态会更好,因为草地提供了较软的降落地,还可以防止沙尘进入相机,同时他们也开始尝试在eBee降落时用手接无人机。”

刚开始项目组无人机操控员只是为好玩手抓无人机,但快门问题出现后,这种方式成为了防止沙尘侵入eBee传感器的好办法

  对于公司在无人机方面迄今为止的投入回报,Simpson先生表示:“过去两年在无人机上的投入约为16万美元,无人机所获取的回报大概为30万美元。”

  Simpson先生表示,“就地面测绘、获取的点云密度而言,我们认为使用eBee RTK与使用GPS测绘获取的成果是相等的,多数eBee的点可达+/-50毫米。虽然地面激光扫描或许能获得精度更高的成果,但由于地面上的树木,无法进行廊道测绘;同时,雷达测绘、载人飞机测绘获取相同成果的需要更多成本。”

  总的来说,项目组对senseFly无人机系统长航时与性能表现都十分满意。“eBee易运输、开箱即飞、配备出色软件的优点很让人喜欢。”Simpson先生说。

50%的项目数据处理工作在现场完成,硬件为左边的两台笔记本电脑,软件则是无人机系统提供的Postflight Terra 3D软件

3号营地

廊道最后几公里的正射影像图的部分(黑色的为检查点)

等高线图的部分,显示的是廊道尽头的一块区域

项目多数飞行区域长2000米,宽400米。取决于当时的风力,每个飞行区域需要2至3次飞行,飞行高度为155米

受益于飞行规划软件eMotion的多架无人机飞行功能,以基站为中心的两个方向的飞行能同时进行,飞行范围为3100米X400米

Survey Group公司共有5位工作人员在实地进行工作——飞行无人机、数据处理、扎营以及克服户外生活困难,实地工作共耗时3个星期

当天最后一次飞行,无人机在17:20下降

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