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技術支持

DJI Mavic 3E 小型多旋翼無人機航測應用案例

更新時間:2022-10-11   點擊次數(shù):1492次

DJI Mavic 3E 小型多旋翼無人機航測應用案例

很多日常作業(yè)場景,比如國土調查、施工規(guī)劃、電網(wǎng)精細化巡檢等,都是以獲取高精度的地理信息數(shù)據(jù)為前提的。獲取高精度地理信息數(shù)據(jù)的過程,就是“測繪"作業(yè)。傳統(tǒng)測繪行業(yè)非常艱苦,要使用全站儀、RTK 等設備,逐個打點,采集數(shù)據(jù),風吹日曬,效率有限。


對于傳統(tǒng)測繪行業(yè)來說,利用通航飛機搭載航攝儀等設備進行航空攝影測量,是一次效率革新,通過空中視角,可以高效完成數(shù)據(jù)采集。但是,這套方案的成本過大、門檻過高,難以規(guī)?;瘧谩?/p>

 


小型無人機的出現(xiàn),再次改變了這個行業(yè)。


與直升機航測方案相比,大疆精靈 4 RTK 、經(jīng)緯 M300 RTK 搭載禪思 P1 /禪思 L1 等方案的平民化優(yōu)勢非常明顯:低成本、易操作、效率高。利用無人機的空中視野、厘米級定位、自動航線拍照等功能,還原真實世界的二維圖像或三維數(shù)據(jù),可廣泛應用于地籍測量、土地確權、文物保護、工程基建等領域。

最近,大疆行業(yè)應用全新發(fā)布了 DJI Mavic 3E 無人機。它小巧而強大,配備 2000 萬像素 4/3 CMOS 機械快門廣角相機,可實現(xiàn)最快 0.7 秒間隔連拍,支持 RTK 厘米級定位,支持大疆智圖,是大疆航測產(chǎn)品家族的又一款利器,將進一步推動平民化航測事業(yè)的發(fā)展。

單架次可完成 2 平方公里范圍的測繪作業(yè)



測繪作業(yè)一般分為外業(yè)和內業(yè)兩個部分。所謂外業(yè),顧名思義,就是攜帶測繪工具(如無人機、RTK 等),在戶外執(zhí)行測繪作業(yè)。戶外環(huán)境復雜,有時需要翻山越嶺,越小巧便攜的無人機,對于測繪工作者來說越方便。


DJI Mavic 3E,**實現(xiàn)了測繪無人機背包攜帶。它的折疊尺寸僅 22 * 9.6 * 9 厘米 ,可一手掌握;裸機 915 克,不到兩瓶礦泉水的重量;小巧輕便,可以快速部署,體驗友好。


這么小巧的飛機,續(xù)航表現(xiàn)卻很出眾。在裝備 RTK 模塊的情況下,Mavic 3E 巡航時間長達 42 分鐘,大幅提升單架次有效作業(yè)時間和作業(yè)半徑。


在 GSD 5 厘米,飛行高度 185 米,航向重疊率 80%,旁向重疊率 60%,速度 15 米/秒 的參數(shù)設置下,它的空中有效作業(yè)時間長達 30 分鐘,一個架次就可以完成 2 平方公里范圍的測繪作業(yè)。配合 100W  充電管家快充電池,或者 88W 機身直充方案,更能支持高效輪轉作業(yè)。


單架次作業(yè)面積提升,對于測繪作業(yè)來說是非常利好的消息。總體作業(yè)架次減少、效率提高,項目周期也可相應縮短。

最快 0.7  秒間隔連拍

厘米級免像控測繪精度



為了保證測繪精度,大疆從多個方面做出了努力。


首先是相機的基礎能力,4/3 CMOS 大傳感器,2000 萬有效像素,保證了基礎圖像清晰度和取景寬幅??紤]到無人機測繪作業(yè)常常要在空中高速連拍,一般電子卷簾快門容易產(chǎn)生果凍效應,從而導致圖像變形、模糊,相機采用了機械全局快門,最高快門速度 1/2000 秒,可實現(xiàn)最快 0.7 秒間隔連拍,避免果凍效應,保證圖像還原度。

通常,在清晨或近傍晚時分,由于太陽光線偏弱,無人機的測繪作業(yè)效果不佳,一天內的有效作業(yè)時間因為環(huán)境原因受限。DJI Mavic 3E 的單個像元尺寸高達 3.3 微米,大幅提升了低光環(huán)境表現(xiàn),提高日間有效作業(yè)時長,適應更多作業(yè)場景。


對高精度測繪作業(yè)來說,RTK 模塊****。DJI Mavic 3E 可選配 RTK 模塊,可拆卸,僅重 20 克,支持網(wǎng)絡 RTK 、自定義網(wǎng)絡 RTK 及 D-RTK 2 移動站。另外,在中國大陸地區(qū)購買 RTK 模塊后,可獲贈兩年中國移動網(wǎng)絡 RTK 服務。


獲取圖像的過程,涉及到機身的多個模塊共同作用。為了提升建圖精度,需要保證多個模塊之間的時間信息一致,誤差越小越好。DJI Mavic 3E 的飛控、云臺、相機、RTK 采用微秒級時間同步,搭配 RTK 模塊,可實現(xiàn)厘米級免像控測繪精度。

此外,DJI Mavic 3E 的相機每張照片的 XMP 信息中均會寫入準確內參,并提供用戶自標定方案。如果設備長時間存放或因為碰撞導致內參不準,還可通過大疆智圖自行開展相機標定,更新相機內參。


基于以上功能,DJI Mavic 3E 實現(xiàn)了免像控測繪作業(yè)。它的免像控精度約為 GSD(地面采樣距離)的 2 倍以內。例如 GSD 為 3 厘米,則免像控精度約為 6 厘米以內。


軟硬件體驗再升級



操作方面,有更多體驗升級。


DJI Mavic 3E 配備 DJI RC PRO 行業(yè)版遙控器,高亮屏適應戶外強光作業(yè)環(huán)境。對于信號有干擾的測繪作業(yè)區(qū)域,還支持選配 DJI Cellular 模塊[1],實現(xiàn) 4G 增強圖傳,保障信號穩(wěn)定。DJI Mavic 3E 還配備了魚眼鏡頭,全向感知,支持高級智能返航、APAS 5.0 等,讓作業(yè)更安全。

軟件方面,DJI Mavic 3E 支持 DJI Pilot 2,可選擇“航點飛行"、“建圖航拍"、“傾斜攝影"、“航帶飛行"等多種作業(yè)模式;支持多種航線類型;支持大疆智圖,可高效完成二維及三維建模。還支持大疆司空 2 ,可以高效完成云端建圖。


可以說,DJI Mavic 3E 集中了小巧便攜、長續(xù)航、高精度、軟硬件體驗升級等多種優(yōu)勢,再加上非常高的性價比,對于大疆的平民化航測愿景來說,是邁出了非常重要的一步。


應用案例:嘉峪關精細化建模


嘉峪關,被譽為“天下**雄關",城關兩側的城墻橫穿沙漠戈壁,北連黑山懸壁長城,南接天下**墩,是古代“絲綢之路"的交通要塞,中國長城三大奇觀之一。應景區(qū)要求,為探索 VR 虛擬瀏覽嘉峪關的旅游新形式,制作嘉峪關高精度的數(shù)字化模型,還原嘉峪關樣貌,凸顯其險要地勢,重現(xiàn)雄關風姿。

作業(yè)面臨若干難點。一、結構復雜:三層斗拱塔樓,精細結構眾多;二、色彩豐富:紅綠反差配色,色彩還原困難;三、遮擋嚴重:斗拱下方要求完整建模,需要大量仰拍;四、游客眾多,增大拍攝難度。


大疆合作伙伴南京韋博智控科技有限公司使用 Mavic 3E 很好地解決了這些難點。輕型無人機便于在景區(qū)飛行,最快 0.7 秒間隔連拍,高效完成建模作業(yè)。


Mavic 3E 還具備全向感知功能,貼近 5 米左右飛行也能保證飛行安全。此外,其靈活的機身保障采集到各角度毫米級分辨率模型成果,使用大疆智圖軟件,內外業(yè)全自動操作。

作業(yè)方使用自行研發(fā)的航線規(guī)劃軟件,基于粗模制作精細化航線,使用 Mavic 3E 貼近城樓 5 米進行拍攝,影像分辨率為 1.5 毫米。將實景模型與虛擬化場景相結合,真實重現(xiàn)了“天下**雄關"的風貌。


小、快、靈,高性價比,DJI Mavic 3E 的出現(xiàn),是大疆行業(yè)應用貫徹“平民化航測"理念的又一作品。相信它的面世,會給測繪工作者帶來更多便利。


DJI Mavic 3E 小型多旋翼無人機航測應用案例


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