EcoDroneHệ thống LIDAR nhỏ trên không

Hệ thống LiDAR trên không cỡ nhỏ và nhẹ của Ikotai là hệ thống cảm biến từ xa máy bay không người lái đa cánh EcoDrone do công ty chúng tôi tự nghiên cứu phát triển trên cơ sở hệ thống cảm biến LiDAR của nước ngoài, tự tích hợp phát triển hệ thống LiDAR trên không thế hệ hoàn toàn mới, đổi mới mô hình quét hàng không của LiDAR. So với radar laser trên máy bay truyền thống động một chút là trọng lượng hàng trăm kg, giá bán hàng chục triệu nhân dân tệ, thao tác phức tạp và chi phí vận chuyển và hậu cần cao, sản phẩm này có ưu thế về thể tích nhỏ, trọng lượng nhẹ, chi phí thấp, tính thích ứng mạnh và thao tác đơn giản.

Để phù hợp với nhu cầu khác nhau của khách hàng về giá cả, chức năng sản phẩm, độ chính xác cần thiết và các chỉ số khác, công ty chúng tôi cung cấp hai giải pháp để lựa chọn, giải pháp Drone LiDAR SCOUT dựa trên cảm biến Puck Lite của Velodyne và giải pháp Drone LiDAR MiniRANGER dựa trên cảm biến MiniVUX của công ty Riegl.

Các chỉ số kỹ thuật chính

1、EcoDrone UAS-8Nền tảng Drone

1)Trọng lượng toàn bộ máy ≤5000g, trọng lượng cất cánh lớn zui ≥15000g, trọng tải lớn zui ≥5000g, chiều dài cơ sở đối xứng 1200mm, chân máy gấp tự động, động cơ trục vít, hấp thụ sốc mà không có ảo

2)Có khả năng mở rộng mạnh mẽ, có thể lắp đặt linh hoạt đa quang phổ, quang phổ cao, hình ảnh nhiệt hồng ngoại, LiDAR、 Các loại cảm biến khác nhau như ánh sáng nhìn thấy, có thể lắp đặt đồng thời hai trong số chúng để thu thập đồng bộ thông tin mặt đất đa dạng

3)Thời gian di chuột không tải không dưới 50 phút, thời gian hoạt động hiệu quả 30 phút (với máy ảnh đa phổ), tốc độ bay 10 m/s

4)Mô-đun định vị GPS chính xác cao, hỗ trợ chế độ kép GPS/Beidou

5)Có các chế độ bay như điều hướng điểm đến, điểm, di chuột, xác định độ cao, tuyến đường, vùng phủ sóng khu vực, vòng quanh và đi theo (chế độ theo dõi tôi, cần hỗ trợ trạm mặt đất), có mô-đun chức năng "hộp đen".

6)Được trang bị bảo vệ nhiễu tín hiệu, bảo vệ sự cố, bảo vệ tự động điện áp thấp, chức năng hạ cánh tự động một phím

7)Áp suất không khí và GPS cố định chiều cao, siêu âm cố định chiều cao trong vòng 10m, độ chính xác 1cm

8)Tiêu chuẩn với ống kính hình ảnh màu chất lượng 4K HD, tần số khung hình 30FPS (trong trường hợp 4K độ phân giải cao zui), độ phân giải hình ảnh 16MP; ống kính quang học f/2.8, 120 độ HFOV (có thể tùy chọn 82 độ HFOV không biến dạng ống kính quang học); Ống kính màu độ phân giải DSLR 20MP hoặc 24MP tùy chọn

9)Điều khiển từ xa: tần số hoạt động 2.400~2.483GHz (công nghệ DSSS), số kênh 16 hoặc 32 tùy chọn, công suất truyền (EIRP) FCC 100 dBm, khoảng cách điều khiển 2.7km (Bật chế độ mở rộng khoảng 5km）

10)Truyền hình trực tuyến (nhận FPV): tín hiệu tương tự và tín hiệu kỹ thuật số công nghệ truyền hình kép, có thể đồng thời truyền hình ảnh trực tuyến có thể nhìn thấy ánh sáng và hình ảnh nhiệt video, băng tần làm việc 5.8G, hỗ trợ truyền hình HD thời gian thực 1080P, độ phân giải màn hình 1920x1080, khoảng cách lớn 5km zui, vừa đảm bảo truyền hình đồng bộ mà không chậm trễ, vừa có thể nhận được hình ảnh hiển thị HD trực tuyến

11)Mô-đun đồng truyền dữ liệu, bao gồm vị trí (kinh độ và vĩ độ), độ cao, nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ mặt trời, nhiệt độ mặt đất, bức xạ mặt trời và các thông tin dữ liệu khác trong quá trình hoạt động của máy bay không người lái được truyền đồng bộ hiển thị trên trạm mặt đất

12)Trạm mặt đất: bao gồm hộp xách tay, máy tính xách tay cấp khảo sát thực địa và phần mềm tương ứng, có thể thực hiện chuyển đổi bản đồ Google Maps, bản đồ Gaude hoặc Bing, lập kế hoạch đầu vào điểm đến bay tự động, tốc độ/khoảng cách/độ cao/mức/kinh độ/vĩ độ/tốc độ nâng/nhiệt độ và giám sát khác, tải xuống tệp nhật ký nhiệm vụ, thực hiện chức năng theo dõi trạm mặt đất tự động (follow-me) của máy bay không người lái, v.v.

13)Hệ thống quản lý năng lượng: dung lượng pin tiêu chuẩn 22000mAh, dòng sạc lớn zui 12A, bộ sạc kênh kép, nguồn sạc lớn zui 1400W

2.1、SCOUTSơ đồ cảm biến từ xa LiDAR

1)Kích thước tổng thể: 160 × 116 × 116mm

Điện áp làm việc: 12~28V

Công suất tiêu thụ: 40W

Trọng lượng: 1,65Kg

Nhiệt độ làm việc: -10 ℃~40 ℃

2)Hệ thống định vị

Hệ thống vệ tinh: GPS, GLONASS

Hỗ trợ hiệu chuẩn: tĩnh, khác biệt, ăng-ten kép

Chế độ làm việc: Thời gian thực, xử lý sau

Độ chính xác định vị: 1cm+1ppm (hướng ngang)

3)LiDARcảm biến

Hiệu suất laser: An toàn mắt người loại 1, 905nm

Phạm vi đo: 1m~120mm, Độ phân giải: 2mm

Lỗi đo khoảng cách: 30mm

Tần số quét: 300.000 lần/giây, lên đến 600.000 điểm/giây zui

các phạm vi trường nhìn: theo chiều đứng±15°, ngang 360 độ

Nhiều tiếng vang: 2

Số lượng tấm laser: 16

* Chiều cao quét: 20~60m (chiều cao từ mặt đất)

Mối quan hệ giữa mật độ đám mây điểm và tốc độ bay và độ cao

2.2、RANGER nhỏSơ đồ cảm biến từ xa LiDAR

1)Kích thước tổng thể cảm biến: 269 × 99 × 85mm (STIM)/302 × 99 × 85mm (FOG)

Kích thước tổng thể của hộp điều hướng: 300 × 99 × 85mm

Điện áp làm việc: 12~28V

Công suất tiêu thụ: 80W

Trọng lượng (cảm biến+cáp): 3,5kg (7,7lbs) FOG/IMU; 2.9Kg（6.4lb）STIM/IMU

Nhiệt độ làm việc: -10 ℃~40 ℃

2)Hệ thống định vị

Hệ thống vệ tinh: GPS, GLONASS

Hỗ trợ hiệu chuẩn: tĩnh, khác biệt, ăng-ten kép

Chế độ làm việc: Thời gian thực, xử lý sau

Độ chính xác định vị: 1cm+1ppm (hướng ngang)

3)LiDARcảm biến

Hiệu suất laser: An toàn mắt người loại 1, 905nm

Khoảng cách nhỏ zui: 3m

Kích thước chùm tia laser: 160mm × 50mm@100m

Tần số đo hiệu quả cao zui: 100.000 lần/giây

Góc nhìn: 360 °

精度： 15mm@150m

4) Hiệu suất máy quét

Cơ chế quét: Gương xoay

Tốc độ gương: 10-100 quét/giây

Chiều rộng góc quét: 0,05 °~0,5 °

Độ phân giải đo góc: 0,001 °

Bộ hẹn giờ đồng bộ nội bộ:Đồng bộ hóa thời gian thực Timestamp

Mối quan hệ giữa mật độ đám mây điểm và tốc độ bay và độ cao hàng không (100kHz)

3、Tiêu chuẩn với ống kính hình ảnh màu RGB 4K HD, F/2.8, FOV 120 độ góc rộng (tùy chọn với ống kính quang học khác), độ phân giải hình ảnh 16MP; tùy chọn với ống kính Sony A6000

4, Phần mềm: Xử lý dữ liệu đám mây điểm LiDAR, dữ liệu vector 3D và mô hình

Lộ trình công nghệ

Sơ đồ 3 Bản đồ địa hình

Hình 5 điểm Độ dày mặt cắt ngang của đám mây

Xác minh độ chính xác:

Chọn ngẫu nhiên một số điểm đặc trưng của vùng đo làm điểm điều khiển, sử dụng phương pháp RTK để kiểm tra tọa độ điểm kiểm soát thực tế, so sánh tọa độ đo lường đám mây điểm laser và tọa độ đo lường thực tế của điểm kiểm soát, để đạt được sai số thực về độ cao, phản ánh chỉ số chính xác của nó.

Điểm điều khiển: độ chính xác phẳng<1cm; độ chính xác cao<1,5cm

Như có thể thấy từ bảng trên, độ cao điểm trung bình sai số (độ lệch chuẩn) là 3,7cm, * Yêu cầu lập bản đồ chính xác cao. Nó có thể được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau bao gồm lập bản đồ địa hình quy mô lớn.

III. Hướng ứng dụng

Drone LiDAR kết hợp lợi thế tương ứng của UAV và LiDAR, được sử dụng rộng rãi trong tất cả các tầng lớp xã hội với chi phí thấp, độ chính xác cao và hiệu quả cao. Các ứng dụng điển hình như sau:

LBản đồ địa hình

LMô hình 3D thành phố

LNông lâm nghiệp

LKhảo cổ học và bảo tồn di sản văn hóa

LBản đồ Glacier Snow

LGiám sát lở đất