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改进的无人机测绘提高了准确性和可靠性

2020年09月27日 11:34 次阅读

洛桑联邦理工学院(EPFL)的一名博士生在他的论文中提高了无人机测绘的准确性和可靠性,这项技术在社会的许多领域都得到了广泛的应用。

大地测量工程实验室(Topo)的目标之一就是使无人机测绘更加准确,该实验室由EPFL建筑、土木与环境工程学院(ENAC)的BertrMerminod负责。无人机不仅是大人和小孩子的玩具,它们还有很多实用的用途。它们可以用来监控水坝和铁路,以防止事故的发生,也可以制作历史遗迹的三维数字副本,以防意外或故意破坏。它们还可以捕捉一个季节到下一个季节的图像,以测量水土流失情况。

改进的无人机测绘提高了准确性和可靠性

“尽可能的提高准确度是非常重要的,”刚刚在Topo实验室完成博士论文的Emmanuel Cledat说。“当它看起来像一个悬崖在冬天的时候稍微移动了一下,你必须要能够分辨出这是真正的地形变化还是仅仅是地理坐标错误。” 过去四年来,Cledat一直在开发能够准确处理嵌入在无人机上的传感器获取的数据的软件。他因一篇关于他的论文项目的文章获得了国际摄影测量与遥感学会(ISPRS)颁发的2020年最佳青年作者奖。

用于测绘的飞机和直升机一般配备四种类型的传感器:GPS(或GNSS)和惯性测量单元(IMU),用于确定车辆的位置和方向;摄像头;激光雷达激光扫描仪,通过记录激光束从扫描仪到物体再返回所需的时间来测量距离。

直到最近,激光雷达激光扫描仪的重量可以达到10公斤。Topo实验室与EPFL分拆出来的Helimap System SA公司是开发航空测绘系统的先驱者,该公司的直升机可以携带激光雷达扫描仪和导航级IMU等重型设备。但近年来,业界人士和研究人员都在关注如何将这些测量设备做得更小。Cledat能够将嵌入在无人机上的小型化传感器(GNSS、激光雷达、IMU和摄像头)所获得的数据混合在一起,这样所得到的地图几乎与直升机所获得的地图一样准确。基于无人机的测绘技术是一种更环保的选择,也更适合于难以到达的地形。

作为他的论文的一部分,Cledat对每个传感器进行了仔细的校准,以使其尽可能有效和可靠。为了做到这一点,他使用了实验室在沃州的Vufflens-la-Ville附近的校准场。由于他在相机校准方面的工作,他获得了ISPRS奖。他开发的捆绑调整软件用于交叉检查测量,以便同时校正所有的测量结果。这样一来,就可以得到准确的区域图像,以及无人机的位置和方向。Cledat的软件将在实验室内进一步开发,作为另一个论文项目的一部分。

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