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技術(shù)支持

DJI Mavic 3E 小型多旋翼無(wú)人機(jī)航測(cè)應(yīng)用案例

更新時(shí)間:2022-10-11   點(diǎn)擊次數(shù):1437次

DJI Mavic 3E 小型多旋翼無(wú)人機(jī)航測(cè)應(yīng)用案例

很多日常作業(yè)場(chǎng)景,比如國(guó)土調(diào)查、施工規(guī)劃、電網(wǎng)精細(xì)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(guò)程,就是“測(cè)繪"作業(yè)。傳統(tǒng)測(cè)繪行業(yè)非常艱苦,要使用全站儀、RTK 等設(shè)備,逐個(gè)打點(diǎn),采集數(shù)據(jù),風(fēng)吹日曬,效率有限。


對(duì)于傳統(tǒng)測(cè)繪行業(yè)來(lái)說(shuō),利用通航飛機(jī)搭載航攝儀等設(shè)備進(jìn)行航空攝影測(cè)量,是一次效率革新,通過(guò)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(guò)大、門(mén)檻過(guò)高,難以規(guī)?;瘧?yīng)用。

 


小型無(wú)人機(jī)的出現(xiàn),再次改變了這個(gè)行業(yè)。


與直升機(jī)航測(cè)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(shì)非常明顯:低成本、易操作、效率高。利用無(wú)人機(jī)的空中視野、厘米級(jí)定位、自動(dòng)航線拍照等功能,還原真實(shí)世界的二維圖像或三維數(shù)據(jù),可廣泛應(yīng)用于地籍測(cè)量、土地確權(quán)、文物保護(hù)、工程基建等領(lǐng)域。

最近,大疆行業(yè)應(yīng)用全新發(fā)布了 DJI Mavic 3E 無(wú)人機(jī)。它小巧而強(qiáng)大,配備 2000 萬(wàn)像素 4/3 CMOS 機(jī)械快門(mén)廣角相機(jī),可實(shí)現(xiàn)最快 0.7 秒間隔連拍,支持 RTK 厘米級(jí)定位,支持大疆智圖,是大疆航測(cè)產(chǎn)品家族的又一款利器,將進(jìn)一步推動(dòng)平民化航測(cè)事業(yè)的發(fā)展。

單架次可完成 2 平方公里范圍的測(cè)繪作業(yè)



測(cè)繪作業(yè)一般分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩個(gè)部分。所謂外業(yè),顧名思義,就是攜帶測(cè)繪工具(如無(wú)人機(jī)、RTK 等),在戶外執(zhí)行測(cè)繪作業(yè)。戶外環(huán)境復(fù)雜,有時(shí)需要翻山越嶺,越小巧便攜的無(wú)人機(jī),對(duì)于測(cè)繪工作者來(lái)說(shuō)越方便。


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


這么小巧的飛機(jī),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(shí)間長(zhǎng)達(dá) 42 分鐘,大幅提升單架次有效作業(yè)時(shí)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(shè)置下,它的空中有效作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 30 分鐘,一個(gè)架次就可以完成 2 平方公里范圍的測(cè)繪作業(yè)。配合 100W  充電管家快充電池,或者 88W 機(jī)身直充方案,更能支持高效輪轉(zhuǎn)作業(yè)。


單架次作業(yè)面積提升,對(duì)于測(cè)繪作業(yè)來(lái)說(shuō)是非常利好的消息。總體作業(yè)架次減少、效率提高,項(xiàng)目周期也可相應(yīng)縮短。

最快 0.7  秒間隔連拍

厘米級(jí)免像控測(cè)繪精度



為了保證測(cè)繪精度,大疆從多個(gè)方面做出了努力。


首先是相機(jī)的基礎(chǔ)能力,4/3 CMOS 大傳感器,2000 萬(wàn)有效像素,保證了基礎(chǔ)圖像清晰度和取景寬幅??紤]到無(wú)人機(jī)測(cè)繪作業(yè)常常要在空中高速連拍,一般電子卷簾快門(mén)容易產(chǎn)生果凍效應(yīng),從而導(dǎo)致圖像變形、模糊,相機(jī)采用了機(jī)械全局快門(mén),最高快門(mén)速度 1/2000 秒,可實(shí)現(xiàn)最快 0.7 秒間隔連拍,避免果凍效應(yīng),保證圖像還原度。

通常,在清晨或近傍晚時(shí)分,由于太陽(yáng)光線偏弱,無(wú)人機(jī)的測(cè)繪作業(yè)效果不佳,一天內(nèi)的有效作業(yè)時(shí)間因?yàn)榄h(huán)境原因受限。DJI Mavic 3E 的單個(gè)像元尺寸高達(dá) 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(shí)長(zhǎng),適應(yīng)更多作業(yè)場(chǎng)景。


對(duì)高精度測(cè)繪作業(yè)來(lái)說(shuō),RTK 模塊****。DJI Mavic 3E 可選配 RTK 模塊,可拆卸,僅重 20 克,支持網(wǎng)絡(luò) RTK 、自定義網(wǎng)絡(luò) RTK 及 D-RTK 2 移動(dòng)站。另外,在中國(guó)大陸地區(qū)購(gòu)買 RTK 模塊后,可獲贈(zèng)兩年中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) RTK 服務(wù)。


獲取圖像的過(guò)程,涉及到機(jī)身的多個(gè)模塊共同作用。為了提升建圖精度,需要保證多個(gè)模塊之間的時(shí)間信息一致,誤差越小越好。DJI Mavic 3E 的飛控、云臺(tái)、相機(jī)、RTK 采用微秒級(jí)時(shí)間同步,搭配 RTK 模塊,可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)免像控測(cè)繪精度。

此外,DJI Mavic 3E 的相機(jī)每張照片的 XMP 信息中均會(huì)寫(xiě)入準(zhǔn)確內(nèi)參,并提供用戶自標(biāo)定方案。如果設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間存放或因?yàn)榕鲎矊?dǎo)致內(nèi)參不準(zhǔn),還可通過(guò)大疆智圖自行開(kāi)展相機(jī)標(biāo)定,更新相機(jī)內(nèi)參。


基于以上功能,DJI Mavic 3E 實(shí)現(xiàn)了免像控測(cè)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(nèi)。例如 GSD 為 3 厘米,則免像控精度約為 6 厘米以內(nèi)。


軟硬件體驗(yàn)再升級(jí)



操作方面,有更多體驗(yàn)升級(jí)。


DJI Mavic 3E 配備 DJI RC PRO 行業(yè)版遙控器,高亮屏適應(yīng)戶外強(qiáng)光作業(yè)環(huán)境。對(duì)于信號(hào)有干擾的測(cè)繪作業(yè)區(qū)域,還支持選配 DJI Cellular 模塊[1],實(shí)現(xiàn) 4G 增強(qiáng)圖傳,保障信號(hào)穩(wěn)定。DJI Mavic 3E 還配備了魚(yú)眼鏡頭,全向感知,支持高級(jí)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(diǎn)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(shuō),DJI Mavic 3E 集中了小巧便攜、長(zhǎng)續(xù)航、高精度、軟硬件體驗(yàn)升級(jí)等多種優(yōu)勢(shì),再加上非常高的性價(jià)比,對(duì)于大疆的平民化航測(cè)愿景來(lái)說(shuō),是邁出了非常重要的一步。


應(yīng)用案例:嘉峪關(guān)精細(xì)化建模


嘉峪關(guān),被譽(yù)為“天下**雄關(guān)",城關(guān)兩側(cè)的城墻橫穿沙漠戈壁,北連黑山懸壁長(zhǎng)城,南接天下**墩,是古代“絲綢之路"的交通要塞,中國(guó)長(zhǎng)城三大奇觀之一。應(yīng)景區(qū)要求,為探索 VR 虛擬瀏覽嘉峪關(guān)的旅游新形式,制作嘉峪關(guān)高精度的數(shù)字化模型,還原嘉峪關(guān)樣貌,凸顯其險(xiǎn)要地勢(shì),重現(xiàn)雄關(guān)風(fēng)姿。

作業(yè)面臨若干難點(diǎn)。一、結(jié)構(gòu)復(fù)雜:三層斗拱塔樓,精細(xì)結(jié)構(gòu)眾多;二、色彩豐富:紅綠反差配色,色彩還原困難;三、遮擋嚴(yán)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(diǎn)。輕型無(wú)人機(jī)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(jī)身保障采集到各角度毫米級(jí)分辨率模型成果,使用大疆智圖軟件,內(nèi)外業(yè)全自動(dòng)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(xì)化航線,使用 Mavic 3E 貼近城樓 5 米進(jìn)行拍攝,影像分辨率為 1.5 毫米。將實(shí)景模型與虛擬化場(chǎng)景相結(jié)合,真實(shí)重現(xiàn)了“天下**雄關(guān)"的風(fēng)貌。


小、快、靈,高性價(jià)比,DJI Mavic 3E 的出現(xiàn),是大疆行業(yè)應(yīng)用貫徹“平民化航測(cè)"理念的又一作品。相信它的面世,會(huì)給測(cè)繪工作者帶來(lái)更多便利。


DJI Mavic 3E 小型多旋翼無(wú)人機(jī)航測(cè)應(yīng)用案例


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