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3650米!看千巡翼X4无人机如何破解高原公路勘测难题

2023-04-20 17:01 作者:千寻位置行业应用  | 我要投稿

①高原高海拔气候,人会有高反缺氧,无人机能正常起飞作业吗?


②高差大、信号不稳定的情况下能保证数据精度吗?


③峡谷风大还存在乱流,飞行安全能保证吗?


带着这几大疑问,千寻位置技术同学携带千巡翼X4无人机+200XT激光雷达和合作伙伴一起开车10多个小时从青海西宁出发到果洛洲斑玛县客户项目上进行作业实践。



(图一:新飞机首次开箱满满的仪式感——给新飞机献上代表吉祥的哈达-藏语:扎西德勒)


项目概况

项目位于青海省果洛藏族自治州班玛县,地处高原,平均海拔3600+。测区总长约为60公里的带状公路,做前期勘测测量工作,全线最大高差超400米。设计公路整体依山而建,公路两边山上植被茂密,测区俯视图见下图,选择某段高差较大的区域来进行成果验证。



(图一:测区完整线路图)


成果要求

数据资料:真彩色点云、DEM成果、正射影像图

成果坐标:CGCS2000,1985高

精度要求:点云平面和高差精度优于10cm

点云带宽:沿公路中线左右宽度各不低于100米


设备选型

由于测区地处青海高原,平均海拔3650米,高差超400米,且植被茂密,对无人机的动力性能、安全性能和激光雷达的穿透性都有很高的要求。

本次携带千巡翼X4多旋翼无人机搭载QX-200XT激光雷达进行飞行数据采集,采用QX-scan和QX-pcp进行数据数据预处理和后处理。


千巡翼X4设备核心性能优势

*抗风等级:7级风下能保证安全飞行作业;

*动力冗余:海拔5000米以下安全飞行,无需更换高原桨

*双传感器融合:720°全向避障,视觉+毫米波雷达;

*飞行方式:支持仿地飞行、井字飞行等多种飞行方式;


千巡翼QX-200XT设备核心性能优势

*高点频:3次回波@192万点

*数据存储:内置256G插拔卡,雷达和照片数据一键读取

*数据处理:支持真彩色点云输出、地面点提取、断面提取等特色功能


外业飞行

根据测区情况及精度要求,设置相对航高120m,航速7m/s,航间距:91米,生成仿地航线检查航线高程后即可作业飞行。



(图二:仿地航线视图)



(图三:软件航线界面显示-航线任务某点海拔高度3793米)


内业处理

千巡翼X4无人机和QX-200XT激光雷达载荷共用GNSS,无需外架天线,采用flyport接口,紧耦度高,同时雷达采集的原始数据和照片数据存储在一个文件内,可一键式读取拷贝,也极大缩短了数据整理时间。



(图四:原始数据)


本次作业点云生产,从云迹轨迹解算到点云数据生成用时13分钟(轨迹解算:6分钟,las点云生成7分钟)


数据处理流程

步骤一:使用findtrace解算GIPPK,输出轨迹.OUT文件


(图一)


步骤二:使用QX-SCAN一键式生成点云成果


(图二)


步骤三:使用QX-PCP后处理模块进行点云一键去噪、平滑及地面点等成果生成。



(图三)


软件后处理模块支持进行坐标转换、点云合并、一键去噪、点云平滑、地面点提取、断面提取等常用特色功能。


数据效果


(图一:真彩色点云效果)



(图二:点云穿透效果)



(图三:点云厚度4.4cm)



(图四:正射影像效果)



(图五:点云高差精度5cm)



(图六:平均点密度:134.7个/m²)



(图七:航带带宽220m)



(图八:自动分类提取地面点)



(图九:地面点导出后可生成DEM)



(图十:支持导入道路中线进行断面提取)


项目实践总结:

1.本次作业数据数据满足项目要求,所获得的点云高差中误差、点云密度满足1:500要求;

2.设备在高海拔作业,动力冗余充足,抗风性能好,可进行高精度仿地飞行;

3.飞行高度120米,行间距90吗,双航带作业,真彩色点云带宽大于200米;

点云后处理软件具有断面提取、土方量计算等特色功能,导入道路中线即可进行断面提取。



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