2009年伊始,武漢武大卓越科技有限責(zé)任公司與武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點實驗室開展無人直升機(UAV)的應(yīng)用合作,利用無人直升機作為載體,綜合集成CCD相機、Lidar(三維激光掃描)、POS(動態(tài)定位定姿)和通信傳感器的無人直升機低空遙感多功能測量系統(tǒng),為地表空間信息的獲取、處理和分析提供一種機動、靈活且不受其他因素限制的低空遙感平臺,服務(wù)于無人直升機電力巡線、無人機航測、無人島礁及灘涂航測、大型露天煤田自燃監(jiān)測、大型水庫堤岸監(jiān)測和漁產(chǎn)資源調(diào)查、國土測繪、土地調(diào)查、應(yīng)急指揮、精細(xì)農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。
開發(fā)生產(chǎn)單位 |
武漢武漢武大卓越科技有限責(zé)任公司 |
開發(fā)時間 |
2009年3月至今 |
飛行平臺 |
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激光雷達(dá) |
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圖像航拍 |
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POS系統(tǒng) |
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完善的服務(wù)體系 |
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航測系統(tǒng)——子系統(tǒng)及功能介紹
飛行平臺
無人機遙感平臺以瑞士Scout公司生產(chǎn)的B1-100無人直升機作為傳感器搭載平臺。B1-100直升機使用專業(yè)風(fēng)冷電噴航空發(fā)動機搭配專業(yè)航空變速箱作為動力總成,空重僅為44kg,提供了多達(dá)31kg的有效載荷(含10L的燃料載荷能力(標(biāo)準(zhǔn)),2kg的飛行控制系統(tǒng)(FCS)),最大起飛重量達(dá)到75公斤。
B1-100有2種飛行模式可選擇。常規(guī)手動模式可進(jìn)行高機動飛行,或由B1-100集成的INS/GPS自動飛行控制系統(tǒng)接管無人機,按預(yù)定航跡進(jìn)行飛行。INS/GPS自動飛行控制系統(tǒng)允許操縱桿模式以及航點(GPS)模式,可較好完成航飛任務(wù)。
激光雷達(dá)
無人機遙感平臺搭載RIEGL公司生產(chǎn)的LMS-Q160型號激光掃描儀。LMS-Q160激光掃描儀是一款專為無人機飛行平臺設(shè)計開發(fā)的防碰撞激光掃描儀,該激光掃描儀設(shè)計緊湊、輕巧,針對無人機載重能力不足的缺陷進(jìn)行了輕量化優(yōu)化,在提供足以承受無人機起降、飛行過程中的沖擊和振動的剛性的同時,保證了機械結(jié)構(gòu)的輕便,是無人機平臺激光掃描儀的理想選擇。在掃描性能方面,LMS-Q160激光掃描儀專門針對如電力線等低斷面小目標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化,可獲得高精度的地表掃描數(shù)據(jù)。
圖像航拍
無人機遙感平臺的成像傳感器部分采用Canon EOS 5D MarkII 全畫幅數(shù)碼單反機身搭配28mm定焦鏡頭組建,最高可拍攝5616×3744分辨率(約2100萬像素)影像。近期試飛證明該成像傳感器可在中低空較好的完成高分辨率對地觀測任務(wù)。
POS系統(tǒng)
B1-100無人直升機遙感平臺搭載的POS系統(tǒng)為加拿大Novatel公司提供的SPAN系統(tǒng)。該系統(tǒng)將GPS與INS定位的優(yōu)勢結(jié)合起來,提供準(zhǔn)確、可靠的飛行姿態(tài)數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)使用的IMU模塊為IMAR生產(chǎn)的IMU-FSAS-EI,相關(guān)技術(shù)規(guī)格文檔可參見表2。Span系統(tǒng)的GPS模塊使用Novatel生產(chǎn)的ProPak-V3 GPS接收機,ProPak-V3采用耐久的金屬材料封裝,這就使它即使在惡劣的環(huán)境中或EMI存在的條件下工作依然可以實現(xiàn)精確的定位。
提供數(shù)據(jù)
DOM數(shù)字正視影像圖
DEM數(shù)字高程模型
DSM數(shù)字表面模型
DLG數(shù)字線劃圖
應(yīng)用方向
國家電網(wǎng)
隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,對能源的需求越來越大,超高壓大容量電力線路大幅擴(kuò)建。線路走廊經(jīng)常穿越各種復(fù)雜的地理環(huán)境,如經(jīng)過大面積達(dá)水庫、湖泊和崇山峻嶺等,這些都給電力線路的檢測帶來了很多困難。特別是對于電力線路穿越原始森林邊緣地區(qū)、高海拔、冰雪覆蓋區(qū)以及沿線存在頻繁多滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,大部分地區(qū)山高坡陡,交通和通訊極不發(fā)達(dá)時,如何解決電力線路的日常檢測,提高檢測精度和效率,成為困擾電力行業(yè)的一個重大難題。而應(yīng)用無人直升機巡線則能從根本上解決以上問題。
武漢武大卓越科技有限責(zé)任公司先后到南方電網(wǎng)、廣東電網(wǎng)研究院、三峽工程總公司、南自集團(tuán)、國網(wǎng)公司武漢高壓研究所等國內(nèi)多家專業(yè)用戶單位調(diào)研,期間針對輸配電網(wǎng)不同地域、多種作業(yè)項目等相關(guān)需求進(jìn)行了深入地探討;通過調(diào)研,卓越科技不斷完善ZOYON-UAV無人直升機電力巡線系統(tǒng),該系統(tǒng)不僅可完成故障巡線、常規(guī)巡線、年度巡線等多項巡線任務(wù),且較其它巡線方式具有明顯提高巡線效率,降低線路運行維護(hù)成本,安全性高的優(yōu)勢;在巡線同時可對輸電線路進(jìn)行三維建模,進(jìn)而為將來數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè)奠定堅實的基礎(chǔ)。
國家海洋
我國瀕臨西北太平洋,大陸岸線長1.8萬公里,面積大于500平方米的島嶼6500多個,內(nèi)水和領(lǐng)海主權(quán)海域面積38萬平方公里。根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》有關(guān)規(guī)定和我國的主張,我國管轄的海域面積約300萬平方公里。從我國未來發(fā)展全局看,海洋對保障國家安全、緩解資源和環(huán)境的瓶頸制約、拓展國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展空間,將起到更加重要的作用。
隨著經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加快,我國經(jīng)濟(jì)布局將進(jìn)一步向濱海地區(qū)集聚,與世界經(jīng)濟(jì)的聯(lián)系日益加深,國家利益的擴(kuò)展使海洋的戰(zhàn)略地位和重要作用更加突出;貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀,對有序開發(fā)海洋資源,著力保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境提出了更高要求;綜合國力的提高為國家加大對海洋事業(yè)的投入提供了保障;海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展要求海洋事業(yè)提供更好的指導(dǎo)、管理和服務(wù);新技術(shù)的應(yīng)用對海洋事業(yè)的支撐作用更為明顯。
武漢武大卓越科技有限責(zé)任公司無人直升機三維航測系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于無人島礁航測、近海灘涂航測以及港口內(nèi)水污染面積航測等多個領(lǐng)域。
大型水庫
如今,我國已建成各類水庫8.6萬座,其中大型水庫有493座,中型水庫3100多座,小型水庫更是星羅棋布。每年水庫的安全度汛工作都是國家水利部門的重點工作。水庫所在位置由于地質(zhì)構(gòu)造條件不同,水庫安全運行也不同程度受到地質(zhì)災(zāi)害、大面積降雨等因素影響。例如高強度降雨造成泥石流、地震或者其它因素造成山體滑坡,都會給水庫安全運行帶來較大的隱患。
以往的檢測手段大多采用傳感器利用無線傳輸?shù)脑磉M(jìn)行災(zāi)害報警的方式進(jìn)行監(jiān)測,存在維護(hù)困難、無法及時定量分析堤岸垮塌范圍及土石方體積數(shù)據(jù)等劣勢,就無法及時有效采取應(yīng)對措施。
武漢武大卓越科技有限責(zé)任公司無人直升機三維航測系統(tǒng)可以通過三維建模和測距等手段對水庫堤岸監(jiān)測。
大型露天煤田
面對我國能源需求的持續(xù)增長,國際石油供應(yīng)緊張,油價大幅上漲,煤炭作為我國主要能源的地位和作用越來越重要。隨著我國煤炭資源的不斷開發(fā),露天煤礦所占有的比例也在逐年增加。我國56%的礦井開采易自燃煤層,而煤炭自燃現(xiàn)已成為露天礦山的重大自然災(zāi)害之一。
由于煤炭屬于不可再生資源,為保障我國對于煤炭資源的合理開發(fā)和利用,煤礦對于自燃情況的處理尤為重要。不管是那種處理方法都需要對大型露天煤礦的自燃區(qū)域進(jìn)行可靠定位和面積測定,武漢武大卓越科技有限責(zé)任公司無人直升機三維航測系統(tǒng)可以紅外高精度相機融合GPS數(shù)據(jù)、定位定姿數(shù)據(jù)等手段準(zhǔn)確高效對大型露天煤田自燃點進(jìn)行定位和面積測算,同時通過三維建模和測距能夠?qū)Υ笮吐短烀旱V建立三維模型,為大型露天煤礦數(shù)字化管理提供有力保障。
其它行業(yè)
武漢武大卓越科技有限責(zé)任公司無人直升機三維航測系統(tǒng)還可以廣泛應(yīng)用于交通行業(yè)智能交通系統(tǒng)路況信息實時監(jiān)測、數(shù)字化公路, 國土部門土地利用調(diào)查,其它:環(huán)境保護(hù)、自然災(zāi)害監(jiān)測與評估、城市規(guī)劃與市政管理、林火病蟲害防護(hù)與監(jiān)測等領(lǐng)域。