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无人机航测与传统测量的比较,无人机在项目外业中的应用

2019-01-29 11:27 次阅读

一、无人机航测与传统测量的比较

传统的测绘专业,给每个人的第一印象就是一个人身上背着仪器,肩膀扛着三脚架,翻山越岭,日晒雨淋,但是随着无人机航空摄影测量技术的发展,无人机航测在测绘领域中引发了一场革命性质的变化。无人机航测是无人机根据提前规划的航线,设置的重叠率,调整的相机参数,然后进行等时间或者等距离采集正射影像。无人机航测和传统测量的比较如表1-1所示。

表1-1

通过上面表格的比较,我们可以看出传统的测量的地形图精度高,但是对仪器、人员等方面要求较高,同时还受外界因素(天气、温度、地形条件等)影响较大,无人机航测具有快速方便、劳动强度低等优点,同时也存在成图精度略低于人工测量的精度、空中飞行安全性低等缺点。

二、无人机在项目外业中的应用

1、测区概况

测区位于四川省达州市某个乡镇上,测区山势险峻,地形比较复杂,部分地区高差大约400米,绿色植被覆盖率较高。如果用传统的测绘方式来进行作业,那么不仅测绘的效率低、人工消耗量大,而且成图的精度也存在很大的问题。通过综合比较,故选择无人机航测来代替人工传统测量。本次航测选用的设备如表2-1所示。

表2-1

2.无人机外业航飞作业流程

无人机航测主要包括了一下几个作业流程:1)测区的踏勘以及资料收集、2)无人机航线的规划和设计、3)调试飞机,调试相机参数、4)在飞马无人机管家中正式飞行。

1)测区的踏勘以及资料收集

本次外业航测,业主方主要提供了以下资料:

1. 测量任务书

2.测区的四等GPS静态控制测量成果

3.要求的测量的范围边界线

2)、无人机航线的规划和设计

根据业主提供的资料,我们选择在无人机管家软件中规划和设计无人机飞行的航线。如图2-1所示,在飞马无人机管家界面左上角,可以看到一个智航线的选项,点击智航线,就能够根据需要规划和设计航线。

图2-1

点击智航线之后,新建一个工程,并以此安置点项目的名称对这个工程文件进行命名。工程创建完成以后,根据业主提供的资料,需要将已有的测区范围kml 导入到软件自带的谷歌地图上。单击左边导入选项,选中测区范围的kml文件。导入成功之后,如图2-2所示,图中黄线框中的阴影部分就是本次需要航测的移民安置点面积。

如图2-2

由于大多数的测区形状是无规律的多边形,为了方便后期空三加密处理数据,同时也为了获得更高精度的成果资料,因此根据移民安置点的范围选择合理的飞行区域形状是非常必要的一件事情,在飞马无人机管家软件中,提供给用户可供选择的飞行区域类型有多边形、矩形、带状等种类。本着为了方便后期成图的原因,一般飞行区域我们都需要规划成矩形或者不带转折的条带。规划好的飞行区域如图2-3所示

图2-3

根据已经布置好的飞行区域范围,然后点击航线生成选项,选择好相对应的无人机机型,点击确认。本次航测选用的无人机机型是大疆精灵4PRO,选择好了对应的飞机型号,点击确认,航线自动生成完成。特别注意,这个时候生成的航线是一个基础航线,航线上的各个参数都会在左边全部显示出来,例如后期成图比例尺、影像航片的分辨率、航线航向重叠度、航线旁向重叠度、无人机的飞行速度、本架次飞行的相对航高、本架次的飞行时间以及测区的平均海拔,如图2-4所示。在这里可以根据具体的测量要求,调节每个架次的飞行参数。例如,最终成果需要提交1:500地形图时,可以根据要求,适当调高航向重叠率和旁向重叠率或者降低飞行高度。这两种方法中,在保证飞行安全的前提条件下,首先选择降低飞行高度。

图2-4

特别强调一下,所有的飞行参数必须在合理的范围之内,如果出现不合理的情况,则可能发生无人机无法起飞或者撞机等事故。在本次移民安置点航测工程中,我们要求最终提交1:1000的数字地形图成果,因此把航片分辨率设置成8cm,航向重叠度80%,旁向重叠度60%,以保证后期成图的质量。飞行区域以及航线生成完成以后,为了提高最终的成图精度,需要导出飞行航线,在航线的规划下,均匀的布置像控点和加密像控点。导出航线以后,找到飞行航线KML文件,然后导入到谷歌影像地图中。在导入飞行航线之后,接下来的步骤就是合理的布置像控点。像控点的布置遵守以下原则:

1、像控点需要选择明显的拐角处,以提高内业精度。

2、像控点标志尺寸大小应该在一米左右,最好布置成L形状,测量L点的拐角处。

3、像控点应该尽量选择地势平坦的地方,避免树林,房屋等容易被遮挡的地方。

4、像控点应该选择相对保存长久的材料,比如白色的油漆或者白色的涂料。且布置像控点的地方也尽量选择人流量小的地方。

5、像控点应该均匀的分布在测区的四周,对精度要求高的地方,应该格外布置加密像控点。

6、像控点尽量布置在两条相邻航线的中间,以便增加后期空三刺点的度数。

根据以上的布置原则,我们把整个测区的像控点布置成为如图2-5所示,其中1、3、4、5这四个点分布在测区的四周,属于基础像控点,6号点位于测区的正中间,属于加密像控点。这些像控点的布设完成以后,就可以利用华测X91移动站依次把每个像控点数据采集下来,并且做成标准的像控表格。

图2-5

3)调试飞机,调试相机参数

完成上述的像控采集工作后,就可以在测区的附近选择一个最近的起飞点。起飞点选择要求地势平坦,四周开阔,没有过多的遮挡且距离第一个拍照点200米以内。满足上述要求的起飞点才可以在第一个拍照点正常的启动拍照命令,否则会出现掉照片的情况。起飞点选择好以后,然后安装好大疆精灵4PRO的旋翼以及电池,进行飞行前的常规工作检查,保证不会出现人为的机械故障。检查完毕以后,最好进行一次手动操作的试飞。进行手动试飞的目的是调节相机的感光度和光圈,保证航片质量最佳。经过多次的综合测试,晴天的光圈建议选择5~7这个参数范围,ISO值选择200,阴天的的光圈建议选择2~4这个参数范围,ISO值选择400,这样的参数拍出的航片质量最好。

4)在飞马无人机管家中正式飞行

完成试飞之后,可以开始在软件中正常飞行,巡航。首先无人机垂直上升,然后到达计算好的高度以后,水平飞行,向第一个拍照点前进。在到达第一个拍照点之后,开始调整姿态,沿着布置好的航线进行水平巡航工作。每个架次的飞行完成后,会得到若干张带像控点的航片,如图2-6所示。这个环节中飞马软件会全程监控无人机飞行的整体情况,监控的范围包括电池的剩余电量、实时图传、飞行高度、飞行速度等,并且全程会有语音提示。无人机从垂直起飞到水平巡航,再到最后的返航,整个过程在飞马软件中基本实现了全自动化。

图2-6

三、无人机航片在项目内业中的成图

外业航测完成之后,获得了一个架次的若干张航片,根据需求进行内业空三计算。我们把一个架次的航片,导入到GODWORK软件中,进行空三内业处理,具体的空三步骤如下:

1、对导入的航片进行一键空三操作,进行影像的识别、匹配。

2、影像匹配完成以后,我们需要对影像进行DEM构图。

3、构图完成之后,再导入像控点,依次对像控点进行刺点。

4、完成两个或者三个刺点工作之后,对整个构图网进行平差。如果平差之后构图网没有破坏,继续重复步骤3中的刺点工作。

5、所有的像控点刺点完成,平差合格之后,输出测图模式。

输出了测图模式,然后把测图模式输出的成果导入到生成立体相对的软件中,生成立体像对,然后对每个像控点进行依次检查,校核,并且输出相对成果。最后利用已经生成的相对,绘制出1:1000的数字地形图。输出的成果如图3-1所示。

图3-1

四、成果分析

经过外业航测和内业成图,最终得到了移民安置点1:1000的地形图成果。同时我们对这个区域的成果进行了外业调绘,调绘的对象主要以房屋、电杆,道路以及特征点为主。经数据对比对比发现,大疆精灵四PRO基于飞马无人机管家APP航测得到的最终成果图满足1:1000数字地形区的要求。

五、总结

通过本项目的实践,可以看出大疆精灵四PRO在飞马无人机管家软件中能够顺利的完成航测任务,同时最终的成果资料也能够满足业主提出的1:1000地形图的精度要求。在整个航测的过程中,对于飞马无人机管家软件有了一个深入的了解,现将飞马无人机管家软件的优点总结一下:

1.飞马无人机管家软件中嵌入了谷歌高程模型。这一点对于航测来说,非常的方便,同时也相当的重要。在任意的一个地方,无人机飞行器通过本身内置的GPS定位,再通过飞马无人机软件获得一个比较准确的高程,因为飞马软件中嵌入了谷歌高程模型,故可以通过定位和获取的高程来观察周围的地形和环境,然后计算出合适的相对飞行高度,也避免了无人机撞山的危险。

2.飞马无人机管家软件中具有导入和导出KML功能。导入KML功能,可以直观的看出测区的范围,形状,状况等,然后根据导入的KML范围,选择一个规则的飞行区域。当在无人机管家中规划好了全部航线,然后就离不开导出KML功能,把规划好的航线以KML的形式导出,然后在导入到谷歌影像中,这样可以更加的方便布置像控点。在谷歌影像中,可以清晰的,均匀的布置好每一个像控点。

3.飞马无人机管家APP具有的智能化的设计。飞马无人机APP在整个航测过程中一直都处于核心的位置,其实有很多的智能的小细节做的特别好。大疆精灵4PRO在很多软件中最大的速度10M/S,但是在飞马软件中,最大的速度可以到达15M/S,这一点很多程度上提高了航测的效率。当剩余电量不足30%的时候,飞马无人机软件会自动报警,然后开始强制返航,这一点也是设计的特别好,为用户的无人机安全着想。还有飞马无人机管家会主动为用户加载禁飞区、限飞区,为用户减少不必要的麻烦,飞马无人机管家还会提示高空的风力情况。这些一个个智能化的小细节为我们用户每一次的安全飞行保驾护航。

原文标题:基于大疆精灵4 PRO与飞马无人机管家APP的航测初探

文章出处:【微信号:feimarobotics2015,微信公众号:飞马机器人】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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NS5S1153 具有负摆动功能的DP2T USB 2.0高速/音频开关

53是一款DPDT开关,用于组合真地接地音频和USB 2.0高速数据应用。它允许便携式系统使用单个端口传输来自外部耳机的USB数据或音频信号;耳机; 2个通道符合USB 2.0,USB 1.1和USB 1.0。该开关能够传递低于地电压2伏的负电压信号。该器件在音频端口上配有分流电阻。当音频通道关闭时,这些电阻器会接通,并为音频线路上可能产生的任何电荷提供安全的接地路径。这样可以减少音频系统中的Pop和Click噪音。 NS5S1153还配备了VBUS检测电路,以便在VBUS上检测到电压时立即切换到USB模式。 NS5S1153采用节省空间的超薄型1.4 x 1.8 x 0.5 mm 10引脚UQFN封装。 特性 优势 2:1高速开关 从单个USB插座复用音频或高速数据路径 5.25 V耐受公共引脚 支持任何短路到V BUS 820 MHz的高带宽 所有频道都支持USB2.0,USB1.1,USB1.0 能够在R / L通道上将负摆动信号降至-2 V 可以将音频真实接地放大器连接到微型USB耳机 1.8 V兼容控制引脚和V BUS 检测c ircuitry 自动或手动切换频道 音频通道分流电阻器 弹出并单击降噪 超...
发表于 08-01 08:02 305次 阅读
NS5S1153 具有负摆动功能的DP2T USB 2.0高速/音频开关

NCN1154 DP3T数据开关 USB 2.0高速/音频 具有负摆动功能

4是一款DP3T开关,用于组合真地音频,USB 2.0高速数据和UART应用。它允许便携式系统使用单个端口传输来自外部耳机的USB数据或音频信号; 3个通道符合USB 2.0,USB 1.1和USB 1.0。该开关能够传递低于地电压2伏的负电压信号。 NCN1154在音频端口上具有分流电阻。当音频通道关闭时,这些电阻器会接通,并为音频线路上可能产生的任何电荷提供安全的接地路径。这减少了Pop&单击音频系统中的噪音。该器件具有扩展的V CC 范围,可以在高达4.2 V的V CC 下工作,同时将真正的接地音频信号传递至-2 V. 特性 优势 3:1高速开关 多路复用音频或高速数据或UART信号路径一个USB插座 公共引脚上的5.25 V容差 支持任何短片到V BUS 高带宽820 MHz USB2.0,USB1.1,USB1。 0能够在所有通道上运行 能够在R / L通道上将负摆幅信号降至-2V 可以将音频真实接地放大器连接到微型USB耳机 1.8 V兼容控制引脚 GPIO低压控制 音频通道分流电阻器 弹出并单击降噪 超低THD 最小音频失真 应用 终端产品 单个连...
发表于 07-31 20:02 247次 阅读
NCN1154 DP3T数据开关 USB 2.0高速/音频 具有负摆动功能

FPF2283C 28 V / 7 A额定OVP 具有超低导通电阻开关和湿度检测

3C是一款超级OVP,具有由外部逻辑引脚或I2C接口控制的超低导通电阻单通道开关。该器件包含一个N-MOSFET,可在2.8V至28V的输入电压范围内工作,并可支持最大10A的连续电流。当输入电压超过过压阈值时,内部FET立即关闭,以防止损坏受保护的下游组件。在检测模式下,内部电流源和ADC可用于计算VIN上的电阻以进行湿度检测。 FPF2283CUCX采用小型20凸块WLCSP封装,可在-40°C至+ 85°C的自由空气温度范围内工作。 特性 Over-电压保护高达+28 V 内部低RDS(on)NMOS晶体管:典型值7.5 mohm 可编程过压锁定(OVLO): - 可通过ADJ引脚进行外部调节 - 可通过I2C接口编程 设备的低电平有效使能引脚 超快速OVLO响应时间:典型值50 ns I2C与系统通信 用于VIN上水分检测的8位ADC 短路保护和自动重启 结束温度保护(热关断) 基于IEC61000-4-5的+40 V浪涌能力 基于IEC61000-4-2的系统级ESD - 8 kV接触放电 - 15 kV气隙放电 强大的ESD性能 - 3.5kV人体模型(HBM) - 1kV充电设备模型(CDM) ...
发表于 07-31 13:02 153次 阅读
FPF2283C 28 V / 7 A额定OVP 具有超低导通电阻开关和湿度检测

NCV8560 LDO稳压器 150 mA 超低压差

0低压降(LDO)线性稳压器可在固定电压选项下提供150mA输出电流,或5.0 V至1.250 V的可调输出电压。专为电池供电系统而设计,适用于汽车应用。它提供高性能功能,如低功耗操作,快速使能响应时间和低压差。该器件设计用于低成本陶瓷电容器,采用DFN6,3x3封装。 特性 优势 输出电压选项:可调,1.5 V,1.8 V,2.5 V,2.8 V ,3.0 V,3.3 V,3.5 V,5.0 V 在电池寿命即将结束时保持完全运行。 150 mA时UltraLow压差为150 mV 可针对所有系统电压进行自定义。 可调节输出外部电阻从5.0 V降至1.250 V 系统上电速度更快。 快速启用15us的Turnon时间 适用于多种系统。 出色的生产线和负载调节 防止系统重启和虚假性能。 在所有操作条件下,高精度高达1.5%的输出电压容差 可预测的系统性能。 没有旁路电容的50 uVrms的典型噪声电压 对环境有益。 宽电源电压范围工作范围 保存外部分压器。 汽车和其他需要现场和控制变更的应用的NCV前缀 应用 终端产品 汽车娱乐系统 噪声敏感电路VCO,RF阶段等 汽车收音机和卫星接...
发表于 07-30 17:02 120次 阅读
NCV8560 LDO稳压器 150 mA 超低压差

NCV8752 LDO稳压器 200 mA 超低压降 超低Iq 高PSRR 超低噪声

敏感应用和精密仪器需要非常干净的电源。 NCV8752是一款200mA LDO,为工程师提供非常稳定,精确的电压,具有超低噪声和高电源抑制性能。该器件不需要任何额外的噪声旁路电容即可实现超低噪声水平。为了优化电池供电应用的性能,NCV8752采用自动低功耗功能实现超低静态电流消耗。 特性 优势 输入电压范围:2.0V至5.5V 非常适合低压应用 可用固定输出电压选项:0.8V至3.5V Sub -bandgap输出电压可用 2%输出电压在负载/线路和温度条件下的准确度 确保精确的输出电压 超低输出噪声:典型值。 11uVrms 非常适合噪音敏感的应用。 超低静态电流:典型值。 10uA 在轻载条件下提高效率 启用/关闭引脚功能 允许转弯使用逻辑I / O信号打开/关闭稳压器 有源输出放电 快速输出电压关闭 电源良好输出标志 提供输出电压监控功能 保证输出电流:200mA 应用 终端产品...
发表于 07-30 12:02 156次 阅读
NCV8752 LDO稳压器 200 mA 超低压降 超低Iq 高PSRR 超低噪声

NCP6922C LDO稳压器 双通道 4通道PMIC 双DC-DC转换器

2C是安森美半导体迷你电源管理IC系列的一部分。它经过优化,可提供电池供电的便携式应用子系统,如相机功能,微处理器等。该器件集成了两个高效率800 mA降压DC-DC转换器,具有DVS(动态电压调节)和两个低压差(LDO)稳压器在4x4 mm 20引脚WQFN封装中。 特性 优势 超低静态电流(典型值82 uA) 节省电池寿命 I 2完全可编程 C 提供设计灵活性 两个低噪声,低压差稳压器,可编程输出电压1.0 V至3.3 V,50 mV步进,2 x 150 mA和输出电流能力,50 uVrms典型低输出噪声 提供设计灵活性 两个DC-DC转换器,效率95%,可编程输出电压0.6 V至3.3 V,12.5 mV步进,800 mA输出电流能力 应用 终端产品 电池供电应用电源管理 核心电压低的处理器电源 相机模块 外围子系统 USB供电设备 游戏系统 数码相机 机顶盒框 GPS 车载信息娱乐 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 09:02 276次 阅读
NCP6922C LDO稳压器 双通道 4通道PMIC 双DC-DC转换器

NCP571 LDO稳压器 150 mA 超低Iq 低输出

固定低压差(LDO)线性稳压器专为需要1.2 V或更低电压轨的应用而设计。这款LDO非常适用于需要低静态电流的手持通信设备和便携式电池供电应用,因为NCP571系列具有4.0 uA的超低静态电流。该器件集成了电流限制和过温保护电路。 NCP571设计用于低成本陶瓷电容器,需要0.1 uF的最小输出电容。该器件采用TSOP 5或2x2.2mm DFN封装。标准电压版本为0.8 V,0.9V,1.0 V和1.2 V.其他电压选项可根据需要提供。 特性 优势 低静态电流4.0 uA(典型值) 适用于低功率应用和电池供电产品。 最大工作电压12 V Robuse技术制造该器件适用于各种应用。 低输出电压选项低至0.8 V 可为低压处理器和应用提供低于1.2V的电压轨。 应用 终端产品 电池供电仪器 应用ns要求电压轨低于1.2V 摄像机,相机,GPS设备 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 08:02 156次 阅读
NCP571 LDO稳压器 150 mA 超低Iq 低输出

NCP151 LDO稳压器 300 mA / 300 mA 双输出 高PSRR

是一款双线性稳压器,能够从1.7 V输入电压提供两个独立的300 mA输出电流。该器件提供0.8 V至3.6 V的宽输出电压范围。为了优化电池供电的便携式应用的性能,NCP151采用动态静态电流调整,可在空载时实现极低的IQ消耗。 特性 优势 工作输入电压范围1.7 V至5.5 V 许多应用的宽电压范围 固定电压选项:0.8 V至3.6 V 宽输出电压范围为许多用例提供了灵活性 低静态电流典型值。 100 uA 无负载时降低功耗 高PSRR:Typ。 @ 1电压@ OUT1,OUT2 适用于为噪声敏感的模拟和射频设备供电 快速&慢速放电功能 帮助满足系统要求 快速和慢速摆率 允许最佳功率排序和加电 应用 终端产品 掌上电脑,手机,GPS,智能手机 无线手机,无线局域网设备,蓝牙®,Zigbee® 比特币矿工 便携式医疗设备 其他电池供电设备 比特币最小化服务器 PDA 智能手机 监控摄像头 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 07:02 187次 阅读
NCP151 LDO稳压器 300 mA / 300 mA 双输出 高PSRR

LTO-AGPS 具有辅助GPS(A-GPS)的长期轨道(LTO)

长期轨道(LTO)技术为无线网络中没有辅助GPS(A-GPS)基础设施优势的移动设备用户提供GPS辅助数据。 配备LTO的支持GPS的移动设备可提供AGPS增强的性能,而不会牺牲自主操作的自由度。 GPS接收器通常需要与卫星清晰的视线来下载计算位置所需的轨道数据(星历表)。下载过程可能需要几分钟,数据必须每两到四个小时刷新一次。对于移动设备来说,这个下载周期非常麻烦,用户需要在几秒钟内完成GPS修复,而不是几分钟。 功能 缩短首次定位时间并提高灵敏度自治模式。自主接收器通常无法在室内环境和城市峡谷中计算修复,因为LTO增强型接收器继续生成导航和紧急服务所需的及时,准确的定位。 在操作时启用A-GPS性能离开网络。将LTO下载到设备后,在家庭网络外部旅行的无线用户将享受A-GPS性能的准确性和可靠性,以满足整个LTO有效期的节省时间,减少网络流量。 下载LTO文件每隔几天需要一个简短的GPRS或对接的Internet连接。这样可以节省大量的播放时间,并且与每两到四个小时必须刷新数据的A-GPS解决方案形成鲜明对比 应用程序 位置 - 基础服务 GPS 智能手机 平板电脑...
发表于 07-04 13:17 772次 阅读
LTO-AGPS 具有辅助GPS(A-GPS)的长期轨道(LTO)

A-GPS-WWRN 辅助GPS全球参考网络

使用从WWRN收集的GPS卫星数据,A-GPS服务器生成支持基于MS和MS辅助模式的辅助数据,处理从手机到计算位置的测量,并与控制平面或用户平面位置服务器无缝连接。  此外,AGPS服务器使用长期轨道(LTO),为手机提供未来的ephermeris辅助数据有效期最长为一周。这可以在暂时脱离移动运营商网络范围时实现AGPS技术的优势。  功能 卓越的A-GPS定位精度,已在商业中得到验证部署和全球现场试验 灵活的时序要求,可以通过无GPS时间标签的手机测量计算出位置 成功部署并运行符合标准的AGPS手机 长期轨道(LTO)提供准确的星历辅助数据,有效期最长可达一周 应用程序 GPS 平板电脑 智能手机 基于位置的服务 ...
发表于 07-04 13:15 134次 阅读
A-GPS-WWRN 辅助GPS全球参考网络