Подробное описание функционала автоматического огибания рельефа LiAir

Для аэрофотосъемки на территориях со сложным рельефом

Что делать с изменением плотности облака точек лазерного сканирования

При проведении крупномасштабных аэрофотосъемочных работ мы часто сталкиваемся с ландшафтами со значительными перепадами высот. При аэрофотосъемке на фиксированной высоте с использованием легких воздушных лазерных сканирующих систем ближнего действия, установленных на беспилотных летательных аппаратах (БПЛА), эффективная дальность измерения обычно составляет менее 300 метров. Когда разница высот слишком велика, значительные изменения в высоте полета над рельефом приводят к пониженной плотности облака точек (при слишком большой высоте) или к разрывам в покрытии (в областях с относительно низкой высотой). Эта проблема влияет как на полноту съемки, так и на время выполнения работ.

Чтобы решить эту проблему, можно использовать лазерные сканирующие системы с большим радиусом действия. Однако эти системы имеют высокую цену, что часто отпугивает многих пользователей.

Есть ли более экономное решение? Да! Мы можем добиться этого, используя функцию огибания рельефа во время аэрофотосъемки с помощью лазерных сканирующих систем, оснащенных лидарами небольшого радиуса действия. Постоянно контролируя относительную высоту полета БПЛА над рельефом, мы можем решить проблему неравномерной плотности съемки.

В настоящее время на рынке существует два широко используемых метода выполнения полета с огибанием рельефа. Первый метод включает импорт файлов цифровой модели поверхности (DSM) в программное обеспечение для планирования полета по траектории с переменной высотой. Файлы DSM можно бесплатно загрузить с геопространственных веб-сайтов, но они часто имеют низкое разрешение или могут быть устаревшими. Другой подход — полет с огибанием рельефа в режиме отслеживания высот местности в реальном времени на основе данных изображений. Однако этот метод ограничен условиями освещения, а у БПЛА при этом нет возможности нести дополнительную полезную нагрузку, что делает невозможным применение воздушных лазерных сканеров. Оба метода имеют существенные ограничения. Существует ли более удобное и эффективное решение для полетов с огибанием рельефа?

Функция автономного слежения за рельефом местности GVI позволяет выполнять полет напрямую с учетом рельефа местности без необходимости использования ЦМП.

Для решения вышеупомянутых проблем продукты серии LiAir X от GreenValley International включают недавно разработанную функцию автономного отслеживания местности, специально разработанную для аэрофотосъемки. Эта функция работает с использованием встроенного интеллектуального алгоритма полета Aipilot.

В сочетании с приложением GreenValley и БПЛА DJI M300 система не нуждается в использовании цифровых моделей поверхности. Вместо этого она использует обработку данных облака точек LiDAR в реальном времени для оперативного создания цифровой модели поверхности с целью оценки высот местности. Учитывая относительную высоту между БПЛА и землей, окружающие возвышенности и траекторию полета, система динамически регулирует высоту полета в режиме реального времени. Это позволяет выполнять полет с огибанием рельефа местности в реальном времени без использования заранее созданных ЦМП.

Эта функция значительно сокращает время предварительной подготовки к полету, обеспечивая быстрое развертывание и использование.

Внешний вид БПЛА со съемочной системой и модуля управления ими

Оборудование GreenValley поддерживает как полет в режиме огибания рельефа на основе цифровой модели поверхности, так и полет в режиме огибания рельефа с отслеживанием в реальном времени, что позволяет пользователям выбирать подходящий режим в зависимости от их конкретных потребностей.

Выбор режима огибания рельефа на этапе планирования

При использовании режима огибания рельефа на основе ЦМП GreenValley поддерживает два варианта получения данных о цифровой модели поверхности: предварительная загрузка ЦМП и онлайн-загрузка ЦМП. Благодаря опции онлайн-загрузки пользователи могут автоматически загружать файлы ЦМП для области съемки посредством подключения к Интернету. Это устраняет необходимость в постобработке для создания файлов ЦМП или поиска ресурсов в Интернете, экономя время и значительно повышая удобство использования и опыт работы.

Внешний вид экрана управления

GreenValley поддерживает трехмерную визуализацию облаков точек в реальном времени, позволяя пользователям просматривать полноту покрытия съемки в реальном времени во время полетов. Эта функция дает возможность пользователям немедленно получать ситуационную информацию о полетах, что делает ее идеальной для использования во время чрезвычайных ситуаций, при реагировании на стихийные бедствия и в других экстренных ситуациях.

Интерфейс ПО предлагает пользователю возобновить продолжение съемок с последней достигнутой точки

GreenValley дает возможность пользователям возобновлять полеты по местности непосредственно с последней завершенной маршрутной точки в случае, если полет был прерван из-за недостаточного заряда батареи или по другим причинам. Эта функция максимизирует эксплуатационную эффективность за счет минимизации времени простоя и оптимизации выполнения исследовательских миссий.

Функциональное тестирование
Вероятность успешного слежения за местностью 95%
Ошибка менее 10%

В дополнение к возможностям уклонения от препятствий, присущим самому носителю (если он оборудован системами предотвращения столкновений), оборудование для лазерного сканирования может использовать данные облака точек в реальном времени для оценки препятствий. Если материалы съемки показывают, что носитель приближается к объекту на земле на небезопасное расстояние, система автоматически зависает и выдает предупреждение. Для обеспечения эксплуатационной безопасности реализовано множество мер.

В настоящее время функция огибания рельефа в продуктах серии LiAir X была протестирована и использована в различных регионах. Данный алгоритм применялся в различных сценариях полетов, включая съемку лесов, шахт и многого другого. При общем количестве полетов, превышающем 800, уровень успешного следования по рельефу достиг впечатляющих 95%. Во время полетов с учетом рельефа местности система поддерживает постоянную высоту над землей в зависимости от введенной высоты полета с частотой ошибок менее 10%

Траектория носителя при полете с огибанием рельефа

Пример: В районе угольной шахты и гранитной шахты максимальная разница высот составляет около 100 метров.

Возможно отрегулировать контрастность образца изображения, чтобы цвета выглядели ярче.