土壤與植物生理生態研究監測、環境氣象監測、水文水質及地下水監測、水土保持研究監測、荒漠化監測、精準農業以及動物生態研究等儀器技術的引進推廣和系統集成,并為生態環境實驗研究和規劃設計提供技術方案和分析測量。
產地類別 | 國產 |
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EcoDrone輕小型機載激光雷達系統
易科泰輕小型機載激光雷達系統,是我公司在自主研發的EcoDrone多旋翼無人機遙感系統基礎上,搭載*的激光雷達傳感器,自主集成研發的全新一代機載激光雷達系統,革新了激光雷達的航空掃描模式。相對傳統機載激光雷達動輒上百公斤的自重、上千萬元的售價、復雜的操作和高昂的運輸及后勤費用,本產品具有體積小、重量輕、成本低、適應性強和操作簡便等優勢。
為適應客戶對價格、產品功能、所需精度等指標的不同需求,我公司提供兩種解決方案供選配,分別為基于Velodyne公司Puck Lite傳感器的無人機激光雷達SCOUT方案和基于Riegl公司miniVUX傳感器的無人機激光雷達miniRANGER方案。
主要技術指標
1、EcoDrone UAS-8無人機平臺
1) 整機重量≤5000g,zui大起飛重量≥15000g,zui大載荷≥5000g,對稱軸距1200mm,自動折疊腳架,螺桿電機,減震無虛位
2) 具備強大的可擴展性,可靈活安裝配置多光譜、高光譜、紅外熱成像、LiDAR、可見光等各種傳感器,可同時安裝其中任意兩種傳感器以同步采集多樣化地面信息
3) 空載懸停時間不低于50分鐘,有效作業時間30分鐘(搭載多光譜相機),飛行速度10m/s
4) 高精度GPS定位模塊,支持GPS/北斗雙模
5) 具備航點導航、定點、懸停、定高、航線、區域覆蓋、環繞及跟隨(follow-me模式,需地面站支持)等飛行模式,具備“黑匣子”功能模塊等
6) 具備信號干擾保護,故障保護,低電壓自動保護,一鍵自動返航降落功能
7) 氣壓和GPS定高,10m以內超聲波定高,精確度1cm
8) 標配4K高清畫質彩色成像鏡頭,幀頻30FPS(zui大分辨率4K情況下),圖片分辨率16MP;光學鏡頭f/2.8,120度HFOV(可選配82度HFOV無畸變光學鏡頭);可選配單反20MP或24MP分辨率彩色鏡頭
9) 遙控器:工作頻率2.400~2.483GHz(DSSS技術),通道數16或32可選,發射功率(EIRP)FCC 100 dBm,控制距離2.7km(打開增程模式約達5公里)
10) 在線圖傳(FPV接收):模擬信號與數字信號雙路圖傳技術,可同時在線圖傳可見光和熱成像影像視頻,工作頻段5.8G,支持1080P實時高清圖傳,顯示屏分辨率1920x1080,zui大距離5km,既保障同步圖傳無延遲時滯、又可在線高清接收顯示畫面
11) 數據同傳模塊,包括無人機作業過程中的位置(經緯度)、高度、溫度、濕度、太陽輻射、地面溫度、太陽輻射等數據信息同步傳輸顯示在地面站上
12) 地面站:包括便攜箱、野外勘測級筆記本及相應軟件等,可進行谷歌地圖、高德地圖或必應地圖切換、航點輸入規劃自動飛行、航速/距離/高度/水平/經緯度/升降速度/溫度等監測、下載任務日志文件、實現無人機自動跟蹤地面站功能(follow-me)等
13) 能量管理系統:標配電池容量22000mAh,zui大充電電流12A,雙通道充電器,zui大充電功率1400W
2.1、SCOUT激光雷達遙感方案
1) 外形尺寸:160×116×116mm
工作電壓:12~28V
功耗:40W
重量:1.65Kg
工作溫度:-10℃~40℃
2) 導航系統
衛星系統:GPS,GLONASS
校準支持:靜態、差分、雙天線
工作模式:實時、后處理
定位精度:1cm+1ppm(水平方向)
3) LiDAR傳感器
激光性能:1級人眼安全,905nm
測量范圍:1m~120m,分辨率:2mm
測距誤差:30mm
掃描頻率:300000次/秒,zui高可達600000點/秒
視場范圍:垂直±15°,水平360度
多重回波:2
激光面板數量:16
推薦掃描高度:20~60m(離地高度)
點云密度與飛行速度及航高之間關系
2.2、THE mini RANGER激光雷達遙感方案
1) 傳感器外形尺寸:269×99×85mm(STIM)/302×99×85mm(FOG)
導航盒外形尺寸:300×99×85mm
工作電壓:12~28V
功耗:80W
重量(傳感器+線纜):3.5Kg(7.7lbs)FOG/IMU;2.9Kg(6.4lb)STIM/IMU
工作溫度:-10℃~40℃
2) 導航系統
衛星系統:GPS,GLONASS
校準支持:靜態、差分、雙天線
工作模式:實時、后處理
定位精度:1cm+1ppm(水平方向)
3) LiDAR傳感器
激光性能:1級人眼安全,905nm
zui小測距:3m
激光束大小:160mm×50mm@100m
zui大有效測量頻率:100000次/秒
視場角:360°
精度:15mm@150m
4) 掃描儀性能
掃描機制:鏡面旋轉
鏡面轉速:10-100掃描/秒
掃描角寬:0.05°~0.5°
角度測量分辨率:0.001°
內部同步定時器:實時同步時間戳
點云密度與飛行速度及航高之間關系(100kHZ)
3、標配4K高清畫質RGB彩色成像鏡頭,F/2.8,FOV 120度廣角鏡頭(可選配其它光學鏡頭),圖片分辨率16MP;可選配Sony A6000鏡頭
4、軟件:LiDAR點云數據處理、3D矢量數據及模型等
技術路線
圖3 地形測繪
圖5 點云橫斷面厚度
精度驗證:
隨機選取測區若干特征點作為控制點,采用RTK方法實測控制點坐標,對比激光點云量測坐標和控制點實測坐標,得出高程真誤差,反映其精度指標。
控制點:平面精度<1cm;高程精度<1.5cm
序號 | 東坐標 | 北坐標 | 控制點高程 | 激光點高程 | 高程真誤差 |
1 | 355007.194 | 6681305.610 | 65.159 | 65.168 | +0.009 |
2 | 355042.113 | 6681331.238 | 68.236 | 68.279 | +0.043 |
3 | 355054.820 | 6681319.338 | 68.628 | 68.667 | +0.039 |
4 | 355071.565 | 6681286.798 | 66.806 | 66.844 | +0.038 |
15 | 354970.664 | 6681080.558 | 71.597 | 71.558 | -0.039 |
43 | 355124.750 | 6681082.099 | 67.006 | 67.006 | -0.000 |
44 | 355132.507 | 6681054.538 | 67.092 | 67.034 | -0.058 |
45 | 355075.257 | 6681018.545 | 66.014 | 66.045 | +0.031 |
47 | 355038.927 | 6681041.354 | 67.626 | 67.601 | -0.025 |
zui小誤差 zui大誤差 平均誤差 均方根 標準差 | -0.058 +0.043 0.031 0.035 0.037 |
由上表可知,點位高程中誤差(標準差)為3.7cm,*高精度測繪要求。可用于包括大比例尺地形圖測繪在內的各領域。
三、應用方向
無人機激光雷達兼具無人機和激光雷達各自優勢,以其低成本、高精度、高效便捷的優勢廣泛應用于各行各業。典型應用如下:
l 地形測繪
l 城市三維建模
l 農業及林業
l 考古及文化遺產保護
l 冰川雪地測繪
l 滑坡監測