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《mdInfinity 論文匯編》：探討無(wú)人機(jī)航測(cè)數(shù)據(jù)采集和處理前沿技術(shù)

2021-04-21 15:05 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載 作者：鎂科眾思 來(lái)源：鎂科眾思
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mdInfinity? 是德國(guó)無(wú)人機(jī)方案提供商 Microdrones（中文名：鎂科眾思）集團(tuán)旗下一家地理信息數(shù)據(jù)處理和分析公司，專注于提供高價(jià)值軟件來(lái)改善地理空間數(shù)據(jù)工...

mdInfinity? 是德國(guó)無(wú)人機(jī)方案提供商 Microdrones（中文名：鎂科眾思）集團(tuán)旗下一家地理信息數(shù)據(jù)處理和分析公司，專注于提供高價(jià)值軟件來(lái)改善地理空間數(shù)據(jù)工作流程和提供高質(zhì)量的交付成果。mdInfinity 公司在加拿大蒙特利爾和法國(guó)圖盧茲設(shè)有辦事處，是開(kāi)發(fā)和集成相關(guān)專業(yè)應(yīng)用軟件市場(chǎng)的先行者。

同時(shí)，mdInfinity 也是該公司于 2020 年推出的數(shù)據(jù)處理軟件平臺(tái)的名字。該平臺(tái)是一個(gè)功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)，目前包含軌跡處理、地理定位定向、視準(zhǔn)軸校準(zhǔn)等常用模塊，此外可根據(jù)客戶需求提供航帶平差、精度增強(qiáng)、點(diǎn)云著色和 FORMap 正射快拼等專業(yè)服務(wù)。

2021 年，我們陸續(xù)推出了 mdInfinity 團(tuán)隊(duì)發(fā)布的專業(yè)論文，探討一系列無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理領(lǐng)域的前沿技術(shù)，并分析其應(yīng)用效果和優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)在，我們將7篇論文集結(jié)成冊(cè)，共計(jì)84頁(yè)，方便對(duì)此感興趣的朋友在線閱讀和下載。

機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)按航帶收集，相鄰航帶之間會(huì)有一定的重疊，以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量區(qū)域的完整覆蓋。由于 GNSS 和 IMU 提供的導(dǎo)航數(shù)據(jù)精度有限，在航帶之間的重疊處可能會(huì)出現(xiàn)一些數(shù)據(jù)缺口。為克服該問(wèn)題，可利用航帶調(diào)整來(lái)提高重疊區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)一致性。mdInfinity 開(kāi)發(fā)了一種全自動(dòng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮綆д{(diào)整方法，通過(guò)估算時(shí)變姿態(tài)和位置誤差（時(shí)變軌跡誤差）來(lái)修正軌跡，以提高采集數(shù)據(jù)的一致性。

LiDAR 系統(tǒng)收集的點(diǎn)的質(zhì)量在很大程度上取決于硬件的校準(zhǔn)質(zhì)量。LiDAR 校準(zhǔn)中普遍存在的一個(gè)問(wèn)題是如何確定 LiDAR 與慣性導(dǎo)系統(tǒng) (IMU/INS) 之間的角度錯(cuò)位。LIBAC 是一種估算 LiDAR 和 IMU 之間視準(zhǔn)軸角度的自動(dòng)校準(zhǔn)方法。它先根據(jù)特定的數(shù)據(jù)選擇算法，然后進(jìn)行視準(zhǔn)軸角度的調(diào)整。在處理平滑坡面時(shí)，LIBAC按照線型接收匹配計(jì)算輸入的重疊航帶。

在3D點(diǎn)云中，如果一個(gè)點(diǎn)的幾何信息和形態(tài)信息無(wú)法與真實(shí)的幾何圖形相聯(lián)系，則可以將其視為離群值。本文介紹了一種建立在密度和新形態(tài)濾波器相結(jié)合的基礎(chǔ)之上的算法，應(yīng)用于無(wú)人機(jī) LiDAR 和攝影測(cè)量 3D 點(diǎn)云的離群值剔除的原理和一些成果。

本文介紹了mdInfinity 降噪算法應(yīng)用于無(wú)人機(jī) LiDAR 和攝影測(cè)量點(diǎn)云的一些研究和結(jié)論。通過(guò)與一系列經(jīng)典降噪方法的比較，說(shuō)明了 mdInfinity 的方法在降噪能力和保留復(fù)雜幾何特征方面的表現(xiàn)。

mdInfinity 地面分類工具基于多種算法配合，如邊界點(diǎn)分析、分割、TIN 增密。它吸取了這些方法的優(yōu)點(diǎn)，能夠在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中對(duì)地面點(diǎn)進(jìn)行分類。特別是對(duì)陡坡懸崖進(jìn)行了正確的分類，提高了地面數(shù)字地形模型的分辨率，從而比其他方法提供更確切的地面點(diǎn)。

本文介紹了 mdInfinity 點(diǎn)云直接著色 (PCDC) 工具。它可以在不使用正射影像的情況下，通過(guò)一組點(diǎn)云所覆蓋區(qū)域的帶有地理標(biāo)記信息的圖像來(lái)確定 LiDAR 點(diǎn)云的顏色。mdInfinity PCDC 工具可以直接根據(jù)精確外方位元素從相片中直接獲取點(diǎn)云的RGB信息。

FORMap 是一種專門(mén)為包括直接定向法在內(nèi)的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的一種快速攝影測(cè)量軟件。FORMap 軟件利用近似的 EO 和 IO 參數(shù)來(lái)加速處理過(guò)程，但對(duì)最終產(chǎn)品（密集點(diǎn)云和正射照片）的幾何精度影響很小。它不會(huì)采用圖像“拼接”或其他不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒▉?lái)生成正射照片。它生成的正射照片是“真實(shí)的”，即照片在幾何、失真和可測(cè)量方面是正確的。

Microdrones于2005年成立于德國(guó)北萊茵-威斯特法倫州的錫根，致力于提供專業(yè)可靠的無(wú)人機(jī)商業(yè)應(yīng)用解決方案。我們的解決方案能更有效和高效地完成測(cè)繪地理信息、土地開(kāi)發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)以及公共安全任務(wù)。

Microdrones擁有超過(guò)15年的創(chuàng)新歷史。Microdrones飛行器的設(shè)計(jì)基于德國(guó)工程質(zhì)量的現(xiàn)代工藝，擁有行業(yè)領(lǐng)先的飛行時(shí)間、對(duì)惡劣環(huán)境的極強(qiáng)耐受力和智能的集成方案。我們充滿熱忱的飛行器工程師、軟件開(kāi)發(fā)人員和任務(wù)載荷集成專家團(tuán)隊(duì)一直引領(lǐng)著專業(yè)無(wú)人機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展。Microdrones深受全球1500多個(gè)專業(yè)客戶的信賴。如今，我們?cè)诘聡?guó)、美國(guó)、加拿大、阿聯(lián)酋和中國(guó)建立了分支機(jī)構(gòu)，并且擁有遍布全球六大洲的分銷網(wǎng)絡(luò)。我們的使命是：將客戶需求轉(zhuǎn)換為面向?qū)I(yè)人士的有效、高效、端到端系統(tǒng)。

鎂科眾思科技（佛山）有限公司是Microdrones在華全資子公司，坐落于廣東省佛山市，占地面積2,000多平方米，擁有研發(fā)、制造、銷售、服務(wù)和市場(chǎng)營(yíng)銷等全方位的業(yè)務(wù)活動(dòng)。

公司的前身佛山市安爾康姆航空科技有限公司成立于2006年，是中國(guó)早期從事民用無(wú)人機(jī)行業(yè)應(yīng)用的高科技企業(yè)之一，擁有多年無(wú)人機(jī)平臺(tái)研制、行業(yè)應(yīng)用方案開(kāi)發(fā)與服務(wù)經(jīng)驗(yàn)。2008年，Microdrones與安爾康姆航空科技達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議，在中國(guó)建立md4工業(yè)級(jí)四旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)生產(chǎn)基地和亞洲研發(fā)中心。得益于雙方的資源優(yōu)勢(shì)，md-4系列無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在中國(guó)和亞洲市場(chǎng)取得令人矚目的成功，產(chǎn)品的可靠性和支持服務(wù)的專業(yè)性得到行業(yè)客戶的廣泛認(rèn)可。2018年12月，Microdrones正式并購(gòu)安爾康姆航空科技有限公司。公司更名為鎂科眾思科技（佛山）有限公司，致力于為中國(guó)和其它亞洲用戶提供更優(yōu)質(zhì)和全面的產(chǎn)品、解決方案和服務(wù)支持。

如今，鎂科眾思科技（佛山）有限公司具備領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用知識(shí)和豐富的本地專業(yè)知識(shí)。公司通過(guò) ISO9001: 2015質(zhì)量管理體系認(rèn)證和安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證，擁有無(wú)人機(jī)技術(shù)和應(yīng)用相關(guān)有效專利以及軟件著作權(quán)數(shù)十件。2018年，Microdrones四旋翼無(wú)人飛行器系統(tǒng)產(chǎn)品榮獲廣東省高新技術(shù)產(chǎn)品證書(shū)。2019年，公司專利榮獲國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。我們致力于推進(jìn)研發(fā)、生產(chǎn)制造、服務(wù)以及市場(chǎng)銷售的本地化進(jìn)程，擁有荷載集成、飛行運(yùn)營(yíng)和調(diào)試、數(shù)據(jù)處理、電子和總裝、產(chǎn)品測(cè)試等多個(gè)職能和相關(guān)實(shí)驗(yàn)室。

Microdrones積極參與中國(guó)本地的無(wú)人機(jī)應(yīng)用項(xiàng)目。在測(cè)繪地理信息領(lǐng)域，Microdrones工業(yè)級(jí)四旋翼無(wú)人機(jī)產(chǎn)品和方案廣泛應(yīng)用于國(guó)家測(cè)繪局第一航測(cè)遙感院、江蘇省測(cè)繪局、河北省測(cè)繪局、云南省測(cè)繪局、浙江第二測(cè)繪院、中國(guó)水利華東院、廣東國(guó)土測(cè)繪院、遵義水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院等數(shù)十家專業(yè)測(cè)繪地理信息機(jī)構(gòu)的項(xiàng)目，用于航空攝影測(cè)量、傾斜攝影三維建模和應(yīng)急測(cè)繪。在電網(wǎng)巡檢領(lǐng)域，Microdrones多次中標(biāo)國(guó)家電網(wǎng)總公司小型多旋翼無(wú)人機(jī)電力線巡檢項(xiàng)目，產(chǎn)品配裝到山東、山西、重慶、四川、浙江等十幾個(gè)省市電網(wǎng)單位。在石油管道巡檢領(lǐng)域，Microdrones參與中國(guó)石化6,000公里成品油管道的巡檢項(xiàng)目，目前累計(jì)飛行里程超過(guò)40,000公里。除此以外，Microdrones產(chǎn)品和系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用于海洋監(jiān)測(cè)和海監(jiān)執(zhí)法、水利水電、地質(zhì)災(zāi)害防治、公共安全、環(huán)保、考古、科研等眾多專業(yè)領(lǐng)域。

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