?3650米!看千巡翼X4無(wú)人機(jī)如何破解高原公路勘測(cè)難題
①高原高海拔氣候,人會(huì)有高反缺氧,無(wú)人機(jī)能正常起飛作業(yè)嗎?
②高差大、信號(hào)不穩(wěn)定的情況下能保證數(shù)據(jù)精度嗎?
③峽谷風(fēng)大還存在亂流,飛行安全能保證嗎?
帶著這幾大疑問(wèn),千尋位置技術(shù)同學(xué)攜帶千巡翼X4無(wú)人機(jī)+200XT激光雷達(dá)和合作伙伴一起開(kāi)車(chē)10多個(gè)小時(shí)從青海西寧出發(fā)到果洛洲斑瑪縣客戶項(xiàng)目上進(jìn)行作業(yè)實(shí)踐。

(圖一:新飛機(jī)首次開(kāi)箱滿滿的儀式感——給新飛機(jī)獻(xiàn)上代表吉祥的哈達(dá)-藏語(yǔ):扎西德勒)
項(xiàng)目概況
項(xiàng)目位于青海省果洛藏族自治州班瑪縣,地處高原,平均海拔3600+。測(cè)區(qū)總長(zhǎng)約為60公里的帶狀公路,做前期勘測(cè)測(cè)量工作,全線最大高差超400米。設(shè)計(jì)公路整體依山而建,公路兩邊山上植被茂密,測(cè)區(qū)俯視圖見(jiàn)下圖,選擇某段高差較大的區(qū)域來(lái)進(jìn)行成果驗(yàn)證。

(圖一:測(cè)區(qū)完整線路圖)
成果要求:
數(shù)據(jù)資料:真彩色點(diǎn)云、DEM成果、正射影像圖
成果坐標(biāo):CGCS2000,1985高
精度要求:點(diǎn)云平面和高差精度優(yōu)于10cm
點(diǎn)云帶寬:沿公路中線左右寬度各不低于100米
設(shè)備選型
由于測(cè)區(qū)地處青海高原,平均海拔3650米,高差超400米,且植被茂密,對(duì)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力性能、安全性能和激光雷達(dá)的穿透性都有很高的要求。
本次攜帶千巡翼X4多旋翼無(wú)人機(jī)搭載QX-200XT激光雷達(dá)進(jìn)行飛行數(shù)據(jù)采集,采用QX-scan和QX進(jìn)行數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)處理和后處理。
千巡翼X4設(shè)備核心性能優(yōu)勢(shì):
*抗風(fēng)等級(jí):7級(jí)風(fēng)下能保證安全飛行作業(yè);
*動(dòng)力冗余:海拔5000米以下安全飛行,無(wú)需更換高原槳
*雙傳感器融合:720°全向避障,視覺(jué)+毫米波雷達(dá);
*飛行方式:支持仿地飛行、井字飛行等多種飛行方式;
千巡翼QX-200XT設(shè)備核心性能優(yōu)勢(shì):
*高點(diǎn)頻:3次回波@192萬(wàn)點(diǎn)
*數(shù)據(jù)存儲(chǔ):內(nèi)置256G插拔卡,雷達(dá)和照片數(shù)據(jù)一鍵讀取
*數(shù)據(jù)處理:支持真彩色點(diǎn)云輸出、地面點(diǎn)提取、斷面提取等特色功能
外業(yè)飛行
根據(jù)測(cè)區(qū)情況及精度要求,設(shè)置相對(duì)航高120m,航速7m/s,航間距:91米,生成仿地航線檢查航線高程后即可作業(yè)飛行。

(圖二:仿地航線視圖)

(圖三:軟件航線界面顯示-航線任務(wù)某點(diǎn)海拔高度3793米)
內(nèi)業(yè)處理
千巡翼X4無(wú)人機(jī)和QX-200XT激光雷達(dá)載荷共用GNSS,無(wú)需外架天線,采用flyport接口,緊耦度高,同時(shí)雷達(dá)采集的原始數(shù)據(jù)和照片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)文件內(nèi),可一鍵式讀取拷貝,也極大縮短了數(shù)據(jù)整理時(shí)間。

(圖四:原始數(shù)據(jù))
本次作業(yè)點(diǎn)云生產(chǎn),從云跡軌跡解算到點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成用時(shí)13分鐘(軌跡解算:6分鐘,las點(diǎn)云生成7分鐘)
數(shù)據(jù)處理流程:
步驟一:使用findtrace解算GIPPK,輸出軌跡.OUT文件

(圖一)
步驟二:使用QX-SCAN一鍵式生成點(diǎn)云成果

(圖二)
步驟三:使用QX-PCP后處理模塊進(jìn)行點(diǎn)云一鍵去噪、平滑及地面點(diǎn)等成果生成。

(圖三)
軟件后處理模塊支持進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、點(diǎn)云合并、一鍵去噪、點(diǎn)云平滑、地面點(diǎn)提取、斷面提取等常用特色功能。
數(shù)據(jù)效果:

(圖一:真彩色點(diǎn)云效果)

(圖二:點(diǎn)云穿透效果)

(圖三:點(diǎn)云厚度4.4cm)

(圖四:正射影像效果)

(圖五:點(diǎn)云高差精度5cm)

(圖六:平均點(diǎn)密度:134.7個(gè)/m²)

(圖七:航帶帶寬220m)

(圖八:自動(dòng)分類提取地面點(diǎn))

(圖九:地面點(diǎn)導(dǎo)出后可生成DEM)

(圖十:支持導(dǎo)入道路中線進(jìn)行斷面提取)
項(xiàng)目實(shí)踐總結(jié):
1. 本次作業(yè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)滿足項(xiàng)目要求,所獲得的點(diǎn)云高差中誤差、點(diǎn)云密度滿足1:500要求;
2. 設(shè)備在高海拔作業(yè),動(dòng)力冗余充足,抗風(fēng)性能好,可進(jìn)行高精度仿地飛行;
3.飛行高度120米,行間距90嗎,雙航帶作業(yè),真彩色點(diǎn)云帶寬大于200米;
點(diǎn)云后處理軟件具有斷面提取、土方量計(jì)算等特色功能,導(dǎo)入道路中線即可進(jìn)行斷面提取。
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