噩夢難度開局？千巡翼X4挑戰(zhàn)大高差助力數(shù)字中國
項目背景
2023年中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》，其中提到，建設(shè)綠色智慧的數(shù)字生態(tài)文明，推動生態(tài)環(huán)境智慧治理，加快構(gòu)建智慧高效的生態(tài)環(huán)境信息化體系，運用數(shù)字技術(shù)推動山水林田湖草沙一體化保護和系統(tǒng)治理，完善自然資源三維立體“一張圖”和國土空間基礎(chǔ)信息平臺，構(gòu)建以數(shù)字孿生流域為核心的智慧水利體系。
在生態(tài)環(huán)境智慧治理中，傾斜攝影技術(shù)能夠提供高時效性的仿真環(huán)境和真實的地理空間數(shù)據(jù),可以有效提升生態(tài)環(huán)境決策的科學(xué)化、精準(zhǔn)化、高效化。近日，數(shù)字網(wǎng)格某合作伙伴受有關(guān)方面委托，為滿足相關(guān)數(shù)據(jù)底板需求，對西北某山區(qū)進行傾斜攝影數(shù)據(jù)采集。
項目要求
成果要求：OSGB格式傾斜攝影模型
成果分辨率：優(yōu)于0.03米
成果坐標(biāo)系：CGCS2000 、1985國家高程基準(zhǔn)
項目工期：5天
航攝面積：0.7平方千米，范圍見下圖
航攝范圍
測區(qū)難點
大高差：測區(qū)位于山區(qū)，最高點與最低點高差近250m，對無人機的飛行性能是個重大考驗；
工期緊：從接到任務(wù)到成果遞交僅5天，時間緊任務(wù)重；
工況復(fù)雜：測區(qū)常年大風(fēng)，風(fēng)速普遍在10m/s以上，對無人機姿態(tài)干擾大；
設(shè)備選擇
接到相關(guān)需求后，千尋位置整機業(yè)務(wù)事業(yè)部智能飛行團隊第一時間攜千巡翼X4多旋翼無人機、QX1 Pro傾斜相機與合作伙伴共同開赴一線。千巡翼X4擁有仿地飛行的能力，輕松應(yīng)對高落差山區(qū)任務(wù)。同時由于擁有較多的動力冗余，最大抗風(fēng)能力達(dá)到7級，大風(fēng)工況也不在話下。由于載荷支持增穩(wěn)云臺，無人機平臺即便有再大的擾動，也絲毫不會影響相機平穩(wěn)的對地拍攝姿態(tài)。在六項融合避障和傾斜相機實時圖傳的加持下，山區(qū)超視距作業(yè)再也不是技術(shù)人員的“心病”。
千巡翼X4主要性能指標(biāo)
項目 指標(biāo) 項目 指標(biāo)
驅(qū)動方式 電動 機身材質(zhì) 鎂合金+航空復(fù)合材料
續(xù)航時間 63min 最大載重 3kg
抗風(fēng)等級 7級 最大起飛海拔 5000m
工作溫度 -20℃ - 55℃ 數(shù)傳/圖傳半徑 15km
產(chǎn)品特點
北斗高精度：標(biāo)配差分模塊，全面支持北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，支持RTK、PPK作業(yè)模式，支持?jǐn)U展星基增強；
雙傳感器融合：720°全向避障，晝夜避障；
微秒級時間同步：提升POS精度，降低空三處理時間；
支持增穩(wěn)云臺：保證照片姿態(tài)穩(wěn)定，降低相片的傾角，提升成果質(zhì)量；
超長續(xù)航能力：每次僅需1塊電池，理想情況下最長飛行時間63分鐘；
強大適應(yīng)能力：抗風(fēng)能力達(dá)到7級，防護等級IP45，標(biāo)配雙天線抗干擾；
便攜式遙控器：標(biāo)配便攜式遙控器，舒適可靠，極大提升使用體驗；
單人作業(yè)：標(biāo)配小型攜行箱，一箱收納，單人攜帶，輕松攜行。
QX1 Pro主要性能指標(biāo)
項目 指標(biāo) 項目 指標(biāo)
有效像素 單鏡頭25總像素1.25億 傳感器尺寸 APS-C畫幅（23.1×15.4mm）
圖像畫幅 6144×4096px 像元大小 3.76μm
鏡頭焦距 正射25mm & 傾斜35mm 傾斜角度 45°
存儲容量 可插拔拆卸數(shù)據(jù)存儲模塊 拍照間隔 ≥0.5s
容量為 1280GB
布局方式 環(huán)繞式布局 工作模式 飛控觸發(fā)
產(chǎn)品特點
支持云臺：保持平穩(wěn)對地拍攝姿態(tài)，無懼側(cè)風(fēng)干擾；
實時圖傳：中間鏡頭畫面實時傳輸掌握一手信息；
EXIF寫入：POS、相機畸變直接寫入相片EXIF；
鏡間全局機械快門：防止拖影成像更清晰，壽命可達(dá)50萬次；
定制高端Sensor：曝光間隔大幅降低；
自研S-ML測繪級鏡頭：超高解析力，還原真實色彩；
全彩顯示屏：相機狀態(tài)一目了然；
星速存儲模塊：數(shù)據(jù)拷貝速度可達(dá)800MB/S。
航線設(shè)計和外業(yè)飛行
由于測區(qū)高差較大，故采取仿地飛行的方式。地面分辨率設(shè)置為0.02米，航向重疊率80%，旁向重疊80%。設(shè)計完成后顯示相對航高133米，預(yù)計飛行2架次，曝光1424次，照片7120張。
仿地航線設(shè)計
數(shù)據(jù)處理
空三及模型重建采用市面主流軟件，空三視圖如下
空三點云整體圖
空三點云局部細(xì)節(jié)圖
模型成果
成果全景圖
模型細(xì)節(jié)圖1
模型細(xì)節(jié)圖2
模型細(xì)節(jié)圖3
精度評價
點號 dx(米) dy(米) dz(米)
pt1 -0.004215 0.010543 -0.012243
pt2 -0.000870 -0.007317 0.001749
pt3 -0.000954 0.002659 -0.047367
pt4 -0.041009 0.046232 -0.034525
pt5 -0.009391 0.004089 0.006786
pt6 0.008355 0.005851 0.004175
pt7 0.029995 0.024939 0.00227
中誤差 0.019852 0.020639 0.02284
總結(jié)
千巡翼X4在項目中優(yōu)異的表現(xiàn)打消了合作伙伴對于新產(chǎn)品的疑慮，直言這是他見過“最驚艷”的產(chǎn)品。從輕巧便攜的運輸箱到簡潔明了的箱內(nèi)布置，從免工具1分鐘展開的機身到引導(dǎo)式操作的大屏地面站，從開機秒固定到免干預(yù)一鍵起降作業(yè)，千巡翼X4都給合作伙伴留下了深刻的印象。作為一款全新一代的旗艦型產(chǎn)品，千巡翼X4一定會給大家?guī)砀嗟捏@喜，還有更多的亮點等待大家去挖掘。
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