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挑战恶劣飞行环境,千巡翼X8在天山北麓的航测"实战"

2022-10-09 热度:164 ℃

常年大风、地形复杂、飞行环境恶劣,这是新疆天山北麓东端,准噶尔盆地东南缘的一座大型露天煤矿情况,矿区管理者为进行智慧矿山建设,需要为矿区采集点云精度5厘米以内的三维数据成果。

难度大、风险高,什么样的航测方案能“拿下”这个项目?

千巡翼X8多旋翼无人机搭载QX-1845R激光雷达执行的航测作业,就高效、安全地完成了此次数据采集任务。

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它是如何做到的?下文将揭秘这座露天煤矿的三维实景航测项目实践历程。

项目背景

传统测量手段效率低、成本高且有安全风险,同时数据成果单一,无法满足智慧矿山数据管理需求。本项目通过无人机航测应用于露天矿山地形地貌测量、土石方量的计量等场景,生成高精度三维数据成果,帮助矿区管理人员精准获取矿坑开挖程度、计算开挖量以及矿山储量数据等,保障采矿规划安全高效进行。

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设备选型

由于地处新疆东北部,气候干旱、常年大风,被测矿区的飞行环境恶劣,而客户却要求点云精度在5cm以内,这就要求航测方案所选用的无人机具备较强的抗风性、可靠性、稳定性,同时数据采集需要具备较高精度。

千巡翼X8是为航测领域优化打造的大载荷多旋翼飞行平台,以往的最佳“战绩”是,在海拔5000米地区,7级大风环境下,载重12.87公斤依然能够安全作业。它拥有双天线差分定向、双重避障能力,轻松应对强磁干扰和测区障碍;90分钟飞行时间满足大面积航测的“硬性”条件。此外,它还具备超大负载,兼容多种载荷能力,可以灵活选用激光雷达。QX-1845R激光雷达最大测程1845米,实现全天候、高效率三维点云数据获取。两者搭配,顺利完成本次航测“实战”。

方案优势

1.高精度定位服务能力:基于千寻位置高精度定位服务能力,千巡翼X8无人机实现厘米级导航。独有的电离层抑制能力加持,使得其定位更加精准、轨迹解算精度更加准确、点云数据质量更高。

2.高稳定性飞行平台:千巡翼X8无人机采用高可靠安全飞控,具备3度冗余备份,双天线差分定向,配置前视避障模块和大视角高清晰FPV图传。最大起飞重量26.5kg,最大载重13.5kg,具备断点续飞、仿地飞行等能力,可以适应各种复杂作业环境。

3.高性能机载激光雷达:QX-1845R激光雷达高度集成高性能激光器、高精度POS系统、全画幅正射相机、高稳定数控系统。与千巡翼X8无人机搭配,可满足1:500高精度测量作业。

4.一站式软件服务:航线规划软件支持精准仿地/仿线三维航线、支持航线高程检查;激光雷达系统具备工程管理、设备控制、基站标定、显控编辑、一键航迹解算、免空三一键真彩赋色、点云预处理、质检、点云分类、方量计算、断面提取等功能。

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技术流程本次作业采用的激光雷达系统,技术流程分为需求分析与计划制定、航飞实施、点云预处理、点云后处理四大步骤。

       外业飞行根据测区情况,设置相对航高300m,航速7m/s,航间距200m,爬升角(飞控自动计算)。无需架设基站即可作业飞行,简单高效。

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内业处理激光雷达系统为高效、便捷、高精度数据采集与成果输出提供一站式服务。

本次作业点云生产时间花费13分钟(雷达原始数据RXP转SDC为11分钟,从SDC生成到LAS点云2分钟)。

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数据处理流程

01首先使用FindTrace解算GIPPK,输出out文件。

02使用QX-PCP软件进行点云预处理。

03文件自动整理

04坐标系选择

05任务航线时间段选择

06设置滤波参数生成点云

07使用QX-Scan进行点云分类数据成果图片航带重叠图片真彩色点云图片整体点云图片局部点云图片数字高程模型成果检查图片点云厚度3.3cm图片地面点云密度38个点/平方米图片点云高程中误差优于5cm项目总结千巡翼X8无人机搭载QX-1845R激光雷达进行智慧矿山数据底板采集,获取的点云数据符合预期要求。

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从项目实践中可以看出,千巡翼X8具备长航时、大载重、强抗风、自主飞行的特性,单架次作业效率高,同时QX-1845R激光雷达可以更为精准地获取地面点,分钟级点云处理得到las成果。通过地面点云生成的DEM,能够更快地对比坡顶线与坡底线,更准确地生成地形图,计算开挖方量,为矿坑生产管理提供快速精准的地形数据,助力智慧矿山建设。

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