無人機和測繪,是兩個完全不同的行業(yè)。直接把無人機用于測繪就產(chǎn)生了很多難題。無人機測繪從專業(yè)人員訓(xùn)練、測繪儀器安全、精確度要求等面臨多項挑戰(zhàn):
難題一:無人機是消耗品,測繪設(shè)備是資產(chǎn)
無人機每一次起降,都會多少對機身產(chǎn)生磨損,因為各種突發(fā)情況導(dǎo)致的墜機或者剮蹭。一旦發(fā)生任何情況,無人機本身就會受到重創(chuàng),需要進行專業(yè)維修甚至無法使用。
而對于測繪人員說,測繪儀器都是寶貴的資產(chǎn),使用時必須非常謹慎。而對于無人機來說,無論如何保護,都不能奢望它能一直完好無損。
難題二:無人機操控需要專業(yè)訓(xùn)練,測繪人員沒有相應(yīng)條件
無人機的操控手需要大量的專業(yè)訓(xùn)練,才能實現(xiàn)可靠飛行。這種訓(xùn)練周期因測繪人員自身情況而定,不過再專業(yè)的測繪人員也至少需要1年不間斷的練習(xí),才能成為一個合格的飛行員。
對毫無飛行經(jīng)驗的測繪人員來說,上手無人機,恐怕難以支持這樣的特殊訓(xùn)練。
難題三:無人機的精度依賴環(huán)境,測繪追求極致精確
無人機測繪成果是通過攝影測量技術(shù)生成的,攝影測量本身的誤差影響因素非常多,再加上無人機本身機身小巧,風(fēng)吹雨打氣溫變化地形起伏等等都會對精度產(chǎn)生巨大影響,而測繪行業(yè)對精度有非常嚴格的標準。
總的來說,無人機是一種需要專業(yè)維護,需要專業(yè)操作,需要穩(wěn)定環(huán)境的測繪手段,以上三點無論哪點,都是對沒有飛行經(jīng)驗的普通測繪用戶的挑戰(zhàn)。
針對這些情況,如果想把無人機真正變成一款針對普通測繪用戶的生產(chǎn)力工具的話,就必須解決以上問題。DATAhawk無人機在研發(fā)過程中考慮到無人機測繪困境并獨創(chuàng)甩桿式起飛,在復(fù)雜氣象條件下可以實現(xiàn)3厘米高精度測繪。
DATAhawk無人機
堅硬無比,維護簡單
DATAhawk無人機采用的特殊材料,是當(dāng)前最高強度的抗碾壓EPP材料,其強度能保證一般的撞擊、墜落,甚至是碾壓,都不會損傷機身。并且機身自身的所有零部件都可以直接更換,只需要用很低的成本多備一些零件,就可以實現(xiàn)整機的自主維修。
嚴謹操作,使用簡單
無論如何,無人機的操作都是需要專業(yè)知識,如何在保證安全的前提下讓使用盡量簡單。DATAhawk給出的答案就是一步一步按著指定操作來,不要自己創(chuàng)造使用方法。DATAhawk的培訓(xùn)理論嚴謹?shù)陌颜缀綔y流程做成了規(guī)范,細致到每一個細節(jié),只要接受了廠家的培訓(xùn),并能夠遵守每一步流程,就能夠保證飛行安全。這種按規(guī)范操作的工作方式,其實就是我們測繪行業(yè)最喜歡的方式。
另外,DATAhawk通過充分的優(yōu)化,能夠?qū)崿F(xiàn)三種起飛方式,三種降落方式,自動應(yīng)對各種突發(fā)事件。其中最有特點的就是DATAhawk獨創(chuàng)的甩桿起飛方式,這種方式巧妙的利用杠桿原理,把飛機放在一個特制的桿子上,就像釣魚時候甩桿一樣把飛機拋出,飛機自動起飛。這種方法保證了簡單、安全和方便!
三重措施,保證精度
因為影響攝影測量精度的因素很多,因此最穩(wěn)妥的辦法就是通過各種手段抵抗這些影響:
DATAhawk推薦飛行高度可以獲取2cm地面分辨率;
DATAhawk給相機加載云臺,抗風(fēng)吹;
DATAhawk搭載PPK實現(xiàn)厘米級POS精度,減少地形對稀少控制點的影響。
2016年,英國QUESTUAV公司正式與北京拓普康商貿(mào)有限公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,北京拓普康商貿(mào)有限公司成為中國地區(qū)QUESTUAV產(chǎn)品的總代理和總服務(wù)商。
目前,北京拓普康商貿(mào)有限公司主推從QUESTUAV引進的DATAhawk數(shù)據(jù)鷹無人機產(chǎn)品。
DATAhawk的PPK實際測試
在進行了25架次的重復(fù)測試后,DATAhawk PPK版不使用地面控制點可實現(xiàn)以下精度:
測試區(qū)域:
測試區(qū)域位于英格蘭東北部海岸線,覆蓋面積1平方公里。該地區(qū)常年大風(fēng),多雨,氣候多變,測試人員選擇在這里進行測試也印證飛機的優(yōu)越抗壓能力。
途中黃色的點就是檢查精度的已知坐標點。文中所提到的精度都是通過這些點來進行驗證的。
DATAhawk搭載的PPK系統(tǒng)是接收L1/L2載波的雙拼板卡,同時追蹤GPS和GLONASS信號,具有132通道可同時觀測所有可見的GPS和GLONASS衛(wèi)星。板卡得到的定位信息連同DATAhawk的LOG數(shù)據(jù)與相機的拍照信息同時存儲在飛機的SD卡中,可以方便的取出進行數(shù)據(jù)處理。
DATAhawk使用的索尼QX-1微單,配備20mm定焦鏡頭,航高130米,直接獲取相片分辨率2.2cm。
精度驗證流程:
測試人員將40cm乘40cm的方形黃色標志物固定在地面上,并利用RTK進行快速靜態(tài)測量,得到的坐標點精度達到平面4mm,高程10mm。
測試人員設(shè)定航高130米,總計測區(qū)面積1平方公里,設(shè)定空速60公里/小時,在1個月時間內(nèi)總計進行了25個架次的重復(fù)飛行,這25個架次的飛行包括了大風(fēng)天氣,陰天天氣,小雨天氣,因此樣本具有充分的變化性,用以測試不同情況下對精度的影響。
最終將這些成果以相同的處理工藝生成正射影像圖和數(shù)字高程模型,用以檢查平面和高程精度。
可以在圖中看到,黑色十字點位上我們在正射影像圖上刺的坐標點位,黃色是該坐標的真實點位。
在25次飛行當(dāng)中的前10次,測試人員為了獲得最佳結(jié)果,不斷調(diào)整工藝,最終確定了要根據(jù)當(dāng)天的光照環(huán)境不同來固定光圈和ISO的方法,以期獲得最佳精度。
最終測試人員采用這種最好的工藝方法進行了15個架次的航測,分析比較了40個檢查點的精度,得到結(jié)果如下:
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