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无人机航测

  • 内容详情


一、系统简介

F300是飞马着力推出的第三代全自动任务模式的工业级智能航测无人机系统,主打高精度测图F300配备50Hz高精度GNSS板卡,支持PPKRTK以及PPKRTK融合作业模式,标配全画幅相机正射模块,配合无人机管家专业版,可在无控制点情况下实现1:500的测图精度;F300任务载荷采用模块化设计,可为客户提供多源化的数据获取方案,具备三维建模等数据获取能力。

 

二、系统参数

材质:EPO+碳纤复合材料

翼展:1.8m   

机长:1.07m

标准起飞重量:3.75kg(航测系统)

最大起飞重量:3.85kg(倾斜系统)

巡航速度:60km/h

最大续航时间:1.5h

最大可手抛起飞海拔高度:4500m

升限:6000m(海拔高度)

飞行真高:150—1500m

测控半径:10km

起降方式:手抛起飞/自动滑降、伞降

载荷:多载荷可互换(航测模块/倾斜模块/可见光视频模块/热红外视频模块/热红外照相模块/P40倾斜模块)

 

三、系统特点

※ 高精度测图

配备50Hz高精度GNSS板卡,支持PPKRTK及其融合作业模式, 可实现1:500无控测图。

※ 模块化的任务载荷设计、多源化的数据获取方案

支持全画幅正射载荷/倾斜摄影载荷/视频载荷等模块化设计的多任务载荷,并配备专业数据处理软件,形成了多元化的数据获取解决方案。

※ 性能强劲、安全可靠的无人机平台

续航1.5小时,单架次航程最高可达80kmGSD 4cm作业时单架次作业面积可达7km2(正射)、3km24相机倾斜)、0.52km2P40倾斜);通过部件级、全机级可靠性测试,飞行中具有多项故障保护机制,为安全可靠的飞行作业提供保障。

※ 一站式软件解决方案、先进的全成果影像工作站

支持从航线设计、控制点量测到空三处理的全流程作业,提供DOMDSMTDOM2.5D模式、真三维模型等多种成果生成及浏览。

※ 基于飞马云的主动式服务

支持信息推送、工程同步、飞行数据共享、飞机主动维护、飞行记录分析及展示功能。

 

四、高精度倾斜模块-P40

P40倾斜模块采用单相机倾斜的设计方案,具备同步曝光功能,有效的解决相机快门延时误差;配合F300高精度航测无人机产品及无人机管家专业版中P40智能航线设计功能,具备高质量的侧面纹理采集及高效率的作业能力,主打高精度免相控倾斜摄影,提供完整的软、硬件解决方案。

1P40倾斜模块参数

相机型号:SONY DSC-RX1R II

传感器尺寸:35.9*24.0mm

有效像素:4200万(7952*5304*1

镜头参数:35mm定焦

镜头角度:后40°(后倾)

采集分辨率:优于3.5cm

2、航线设计

无人机管家智航线支持全自动的倾斜航线生成:规划或导入区块时,只需填写分辨率及重叠度即可自动生成航线;支持用户按照实际需求进行航线设计;具备自动分区、自动划分架次等功能。

P40倾斜系统支持用户按照实际工程需求自定义航线设计,提供两种不同飞行模式,如下图所示:

 

交叉飞行

 

 

全向飞行

※ 交叉飞行模式通常采用80%航向和80%旁向重叠度进行航线设计,单架次即可以较高效率获取覆盖测区4方向侧面纹理;

※ 全向飞行模式通常采用80%航向和65%旁向重叠度进行航线设计,可以获取覆盖测区4个方向侧面纹理并可以获得最优展示效果。

3、偏心距改正

RTK/PPK融合差分解算输出高精度曝光点处GPS位置,再基于空三及相机安置参数信息进行偏心距改正,最终获取影像的高精度POS数据,为无人机的无控高精度直接定向的实现提供保障。

4、数据预处理

无人机管家智理图中具备EXIF写入功能,可以将F300获取的高精度POS数据直接写入照片EXIF,写入后可直接导入Context Capture等软件进行数据处理,有效减少数据整理及预处理的工作内容。

5、作业效率

按照常规飞行的重叠度进行航线设计,并分别统计不同作业模式在不同的分辨率情况下的作业效率,如下图所示:

 

 

不同作业模式效率

注:按照单架次航程60km计算,交叉飞行两种模式按照航向重叠度80%、旁向重叠度80%进行航线设计,全向飞行模式按照航向重叠度80%、旁向重叠度65%进行航线设计。

一般地,传统多旋翼无人机搭载五相机组成的倾斜航测系统,作业时间一般在30min左右,在常见地面分辨率5cm情况下,单架次作业能力约为0.2km2左右,而F300 P40使用交叉飞行作业模式的单架次作业面积为0.87 km2左右,效率上具有较大优势。

 

五、应用案例

1、广西崇左高精度免相控倾斜工程案例

※ 测区概况

测区位于南宁市五象新区,覆盖面积约有30平方公里,划分为五个测区。五象新区地处邕江南岸,正处于开发阶段,西北侧主要是施工的道路及新开发的小区;东南侧主要是村庄及农田,还有一些林地,测区交通状况良好。区域内耕地多为旱地,小山丘区域林木茂盛,灌木丛生。

※ 成果技术规格

1Tile分幅:采用100m*100m正方形分幅;

2)成果数据格式:采用OSGB通用三维数据格式。

※ 检查内容及方法

依据《数字测绘成果质量检查与验收》GB/T 18316-2008规范规定,采用全数检查的方式,对飞马F300-P40免像控倾斜摄影实景三维模型进行检验。

利用基于CORS系统的RTK测量技术,按照CH/T 20092010《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》控制测量的要求,实地精确测量选取的检查点的三维坐标。测区内共选用469个检查点。

在清华山维EPS2012软件平台内,参照外业实测的检查点位的位置,内业采集模型每个检查点的平面坐标、高程值,采用高精度检测的方法,分别统计检查点的平面精度中误差和高程精度中误差。

※ 质量评定及结论

根据《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》GB/T 18316-2008和本次检查的结果,飞马F300-P40 高精度免相控倾斜摄影系统解决方案可实现免像控制作实景三维,精度可以满足1500线划图的生产。

样本

面积

(km2)

平面精度(m)

高程精度(m)

检查点数

中误差

检查点数

中误差

区域1-1

5.12

42

0.17

45

0.18

区域1-2

6.25

34

0.14

102

0.12

区域1-3

6.25

24

0.11

55

0.11

区域1-4

6.25

25

0.14

36

0.14

区域1-5

6.25

9

0.06

35

0.09

样本检查情况一览表

※ 三维成果展示

 

 

 


2、江苏某农村地籍测量

201712月,F300搭载P40倾斜模块完成江苏某村镇地籍测量项目。为满足地籍测量的高精度数据需求,此次任务设计如下:相对飞行高度150m,地面分辨率1.9cm,全向飞行获取4个方向纹理,并设置RTK/PPK融合差分作业模式。经高精度GPS解算、免像控空三计算,自动三维建模,EPS三维测图,获取测区平面精度、高程精度均优于10cm的地籍地形数据,为地籍测量、土地管理、不动产登记等应用提供可靠数据保障。

 

全貌成果

 

局部成果

采用EPS进行三维模型矢量采集情况如下:

 

EPS测图

 

EPS单栋房屋展示

 

DLGDSM套合

 

DLGTDOM套合

经外业实测点检核,其平面中误差为0.071m,高程精度为0.072m,具体如下:

ID

dx

dy

dz

1

-0.0116

0.0137

0.018

2

0.064

-0.057

0.086

3

-0.097

0.013

0.098

4

-0.05

0.043

0.066

5

-0.053

0.03

0.061

6

-0.006

0.087

0.087

7

-0.001

0.068

0.068

8

-0.019

-0.095

0.097

9

-0.026

0.08

0.084

10

-0.033

-0.062

0.070

11

0.017

0.001

0.017

12

-0.003

-0.046

0.046

13

-0.005

0.008

0.009

14

-0.073

-0.025

0.077

15

0.087

0.039

0.095

16

0.038

0.047

0.060

17

0.06

-0.037

0.070

18

0.05

0.028

0.057

19

-0.036

-0.101

0.107

20

-0.01

-0.052

0.053

中误差

0.047

0.055

0.072

平面中误差

0.072

 


3、福建某院校高精度建模

2018110日,F300搭载P40倾斜模块完成福建某院校高精度三维建模项目,高精度,高精细度的三维模型准确还原了校园全貌,满足了该校的数字化校园、智能化管理的业务需求,该项目的成功验收也再次证明了F300 P40在精细化三维建模方向所具备的强大优势。

 

航线示意图

测区采用全向飞行,设计分辨率1.7cm,设计里程46km;飞行时间约50min;获取成果如下:

 

全貌成果

 

局部成果一

 

局部成果二

 

局部成果三

 



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