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測(cè)繪無(wú)人機(jī)的精度到底有多高？

2019-11-08 16:50 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載 作者：潘工就是潘工 來源：Geososo
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導(dǎo) 讀據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)測(cè)繪無(wú)人機(jī)市場(chǎng)容量已達(dá)2000+ 架，市場(chǎng)起量是否意味著產(chǎn)品方案已經(jīng)成熟？測(cè)繪無(wú)人機(jī)的精度到底有多高？無(wú)人機(jī)作業(yè)效率又有什么優(yōu)勢(shì)？這...

導(dǎo) 讀

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)測(cè)繪無(wú)人機(jī)市場(chǎng)容量已達(dá)2000+ 架，市場(chǎng)起量是否意味著產(chǎn)品方案已經(jīng)成熟？測(cè)繪無(wú)人機(jī)的精度到底有多高？無(wú)人機(jī)作業(yè)效率又有什么優(yōu)勢(shì)？這些問題，在今年（2018年）FIG會(huì)議上，瑞士測(cè)繪公司Lerch Weber詳細(xì)介紹了他們利用天寶SX10地面激光掃描作為參考值，驗(yàn)證了senseFly 公司測(cè)繪無(wú)人機(jī) eBee Plus的數(shù)據(jù)精度、作業(yè)效率、以及無(wú)地面控制點(diǎn)測(cè)圖的精度，詳細(xì)如下：

01、測(cè)試場(chǎng)景

測(cè)區(qū)地點(diǎn)位于瑞士，面積約為4公頃（200mx200m）的碎石場(chǎng)，屬于典型的UAV小區(qū)域工程測(cè)量場(chǎng)景，

02、三維激光作業(yè)

如圖，在測(cè)區(qū)的四個(gè)位置，用天寶SX10激光掃描儀進(jìn)行掃描獲得高精度地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為參考數(shù)據(jù)，

三維激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)如下：

03、無(wú)人機(jī)作業(yè)

飛機(jī)型號(hào)：senseFly eBee plus相機(jī)型號(hào)：S.O.D.A RGB飛控軟件：eMotion 3處理軟件：Agisoft PhotoScan機(jī)載RTK：接入瑞士CORS VRS差分服務(wù) 飛行計(jì)劃：為對(duì)比不同飛行高度對(duì)精度的影響，分布進(jìn)行兩次飛行，具體參數(shù)如下：

同時(shí)，為對(duì)比有/無(wú)地面控制點(diǎn)對(duì)精度的影響情況，在測(cè)區(qū)內(nèi)均勻布置了9個(gè)控制點(diǎn)，分布位置如下：

實(shí)際無(wú)人機(jī)作業(yè)軌跡如下：

04、無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)處理

根據(jù)對(duì)比策略，分別處理有控制點(diǎn)和無(wú)控制點(diǎn)在不同飛行高度的數(shù)據(jù)，共得到四組點(diǎn)云，數(shù)據(jù)情況如下：

所得無(wú)人機(jī)點(diǎn)云數(shù)據(jù)如下：

05、數(shù)據(jù)分析

由于SX10在200米測(cè)程內(nèi)的掃描精度為3毫米，同時(shí)其點(diǎn)云密度要遠(yuǎn)高于UVA點(diǎn)云，所以把SX10采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)評(píng)測(cè)無(wú)人機(jī)的點(diǎn)云精度，利用AutoCAD Civil 3D軟件，分別進(jìn)行三種對(duì)比分析：1.公共點(diǎn)云差值對(duì)比@紅色區(qū)域2.橫斷面切線對(duì)比@紫色斷面線3.體積計(jì)算值對(duì)比@紅色區(qū)域

06、對(duì)比結(jié)果

四組點(diǎn)云數(shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果如下：

分析結(jié)論：

1、100米飛行高度的有控制點(diǎn)精度（std.dev）為5.2cm，無(wú)控制點(diǎn)精度為5.8cm。相差6mm，（換句話說，UAV RTK基本可以取代地面控制點(diǎn)）

2、100米飛行高度的有控制點(diǎn)差值均值（mean）為5.5cm，無(wú)控制點(diǎn)差值均值為9.5cm。相差4cm，（可能是由于機(jī)載RTK螺旋天線高程方向的精度較差所致）

3、斷面分析如下：

07、工作效率對(duì)比

在這個(gè)項(xiàng)目中，免控制點(diǎn)無(wú)人機(jī)作業(yè)的效率大概比三維激光掃描高40%，如果是在大場(chǎng)景中對(duì)比，無(wú)人機(jī)的作業(yè)效率應(yīng)該更高。


08、無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)

1、外業(yè)時(shí)間較短

2、不用到危險(xiǎn)區(qū)域架站作業(yè)

3、UAV可以重復(fù)航線飛行，更加便于監(jiān)控

4、UAV除了可以獲得點(diǎn)云，還能獲得真實(shí)的影像

5、UAV的成本更低，本案中大約是三維激光的三分之一


09、三維激光的優(yōu)勢(shì)

1、內(nèi)外業(yè)操作簡(jiǎn)單

2、點(diǎn)云精度高，密度大（本案eBee plus 約為40/㎡，SX10約為750/㎡）

3、可以室內(nèi)測(cè)量


10、結(jié)束語(yǔ)

基于無(wú)人機(jī)的行業(yè)應(yīng)用方案，已經(jīng)在農(nóng)業(yè)、電力、測(cè)繪、安防等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，就測(cè)繪無(wú)人機(jī)而言，關(guān)鍵還是精度問題，現(xiàn)在各個(gè)廠家紛紛為無(wú)人機(jī)加入PPK、RTK、慣導(dǎo)等高精度模塊，同時(shí)對(duì)相機(jī)不斷改進(jìn)升級(jí)，從半畫幅到全畫幅，從單鏡頭到多鏡頭，不斷調(diào)優(yōu)相機(jī)。

也許，測(cè)繪無(wú)人機(jī)正在進(jìn)入下一個(gè)增長(zhǎng)階段。

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