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龍羊峽水庫河道數(shù)據(jù)測試與產(chǎn)品應(yīng)用培訓(xùn)
閱讀：82 發(fā)布時間：2023-8-75 月 26 日，我北京富斯德科技有限公司前往青海省海南藏族自治州貴南縣的水電站——龍羊峽水庫，為客戶做無人機載激光雷達使用實操的培訓(xùn)，同時為客戶提供了一次數(shù)據(jù)采集與分析服務(wù)。
龍羊峽水庫位于青海共和縣境內(nèi)的黃河上游，是黃河流經(jīng)青海大草原后進入黃河峽谷區(qū)的龍羊峽水庫峽口；到了峽口附近，突然峭壁陡立，峽口兩岸距離僅有 30 多米寬，堅硬的花崗巖兩壁直立近 200 米高，這里是修建水電站得天獨厚的地方。龍羊峽水庫就建立在此，上距黃河發(fā)源地 1684 公里，下至黃河入?？?3376 公里；水電站大壩全長 1140 米，壩高 178 米，它是黃河上游座大型梯級電站，也是目前國內(nèi)和亞洲的大壩，人稱黃河“龍頭"電站。
圖 龍羊峽水庫風(fēng)景照片
當(dāng)天，我公司利用*的“輕小型無人機載激光雷達掃描系統(tǒng) LiAir 330"對龍羊峽水庫進行河道環(huán)境掃描并采集數(shù)據(jù)。此次掃描的目的是為獲取河道水淹情況以及河道兩側(cè)的沉降情況；并且客戶計劃將在一年中的不同季節(jié)分別對該河道進行水淹分析及河道兩側(cè)沉降分析，以便日后對比分析不同時節(jié)水庫及河道的整體情況。此次服務(wù)項目的數(shù)據(jù)采集區(qū)域總面積約為 350000 平方米。
我們在開展掃描任務(wù)前，做足了充足準(zhǔn)備。
由于我們的激光雷達和無人機經(jīng)過長途物流運送，所以在對項目河道區(qū)域進行掃描之前，我們對無人機以及機載激光雷達設(shè)備進行了仔細(xì)地檢查。為保證掛載雷達安全，我們首先對無人機進行了航磁校準(zhǔn)及零部件檢查，之后讓無人機升空進行了約十分鐘的空飛測試。確認(rèn)無人機狀態(tài)良好后，掛載雷達系統(tǒng)正式進行數(shù)據(jù)掃描。首先，利用大疆飛行控制軟件規(guī)劃無人機航線，規(guī)劃航線包括：位置校準(zhǔn)所用的W字航線和雷達掃描用柵格航線；隨后，無人機在飛行高度 100 米的情況下進行起降及校準(zhǔn)，飛行時長共 38 分鐘，其中雷達數(shù)據(jù)采集飛行用時 24 分鐘。
我公司運用的 LiAir 330 系統(tǒng)是企業(yè)數(shù)字綠土所集成的輕型激光雷達點云數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ,由 RIEGL miniVUX-3UAV 無人機載激光雷達系統(tǒng)、Applanix APX-15 慣導(dǎo)系統(tǒng)、真彩色相機組成。整個系統(tǒng)搭載于曜宇 Long-120 無人機，可實時、動態(tài)、海量采集高精度點云數(shù)據(jù)及豐富的影像信息。廣泛應(yīng)用于測繪、電力、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、國土規(guī)劃、地質(zhì)災(zāi)害、礦山安全等領(lǐng)域三維空間信息的獲取。
圖 RIEGL miniVUX-3UAV 激光雷達 圖 曜宇 Long-120 無人機
該系統(tǒng)的核心部件是 RIEGL miniVUX-3UAV 激光雷達，它是一款專為無人機設(shè)計的超輕型無人機載激光雷達，其測距達 330 m, 激光脈沖重復(fù)頻率為 300 kHz、360° 的掃描視場，重量僅 1.55 kg！
當(dāng)激光頻率為 300 kHz 時，RIEGL miniVUX-3UAV 每秒可測量多達 100000 次，這種密集點模式適用多種場景掃描與數(shù)據(jù)采集，尤其適合小目標(biāo)場景的測繪應(yīng)用；而且，其利用 RIEGL Wavefom -LiDAR 技術(shù)，可實現(xiàn)數(shù)字化回波和在線波形處理；多目標(biāo)探測能力使其即使在不利的大氣條件下也能獲取高質(zhì)量的測量結(jié)果；360° 的掃描視場保證了對周圍環(huán)境的完整覆蓋。此款激光雷達的激光波長還適用于冰川和雪地測繪、考古與文化遺產(chǎn)保護、施工現(xiàn)場監(jiān)測、山體滑坡監(jiān)測、農(nóng)業(yè)和林業(yè)等領(lǐng)域。
RIEGL miniVUX-3UAV 對集成環(huán)境的要求很低，這是它另一大優(yōu)勢?？梢允褂每刹灏蔚?SD 卡存儲掃描獲取的數(shù)據(jù)，也可以使用 TCP/IP 接口傳輸數(shù)據(jù)。掃描儀的功耗非常低，可直接集成在大多數(shù)無人機上。即使在一些載荷空間較小或載重較小的無人機上也可以集成使用。
RIEGL miniVUX-3UAV 產(chǎn)品優(yōu)勢如下：
■ 激光脈沖重復(fù)頻率 100/200/300 kHz，可選 ■ 測量頻率高達 200000 點/秒 ■ 掃描速度高達 100 線/秒 ■ 超輕且結(jié)構(gòu)緊湊，僅 1.55 kg ■ 視場角高達 360° ■ 與 IMU 對接的機電接口 | ■ 簡便易用的完整集成方案 ■ 緊湊、堅固的鋁制外殼，可安裝于多旋翼、旋翼和固定翼無人機 ■ RIEGL 的數(shù)字化波形和實時波形處理技術(shù) ■ 多目標(biāo)探測功能-每次激光脈沖可探測高達 5 個目標(biāo) ■ 適用于冰川、雪地等地形測繪 |
在項目區(qū)域掃描過程中，我們運用機載激光雷達和 Liweb 操控軟件做數(shù)據(jù)采集；掃描完成后，運用 LiDAR360 點云數(shù)據(jù)處理分析軟件將采集到的點云數(shù)據(jù)進行處理、分析。部分?jǐn)?shù)據(jù)展示如下：
圖 彩色點云數(shù)據(jù)
圖 反射率點云
圖 植被及車輛過濾提取效果
圖 模型數(shù)據(jù)
河道數(shù)據(jù)采集、分析與實操演示結(jié)束后，客戶向我們表示對此次無人機試飛、激光雷達數(shù)據(jù)采集與分析測試的效果感到滿意；客戶方還在現(xiàn)場進行了約二十分鐘的實操練習(xí)，切身感受了設(shè)備的操作過程，我公司的產(chǎn)品與服務(wù)得到用戶的充分認(rèn)可！