EcoDrone輕小型機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)

易科泰輕小型機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng),，是我公司在自主研發(fā)的EcoDrone多旋翼無人機(jī)遙感系統(tǒng)基礎(chǔ)上，搭載*的激光雷達(dá)傳感器，自主集成研發(fā)的全新一代機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng),，革新了激光雷達(dá)的航空掃描模式,。相對傳統(tǒng)機(jī)載激光雷達(dá)動輒上百公斤的自重、上千萬元的售價,、復(fù)雜的操作和高昂的運(yùn)輸及后勤費(fèi)用,，本產(chǎn)品具有體積小、重量輕,、成本低,、適應(yīng)性強(qiáng)和操作簡便等優(yōu)勢。

為適應(yīng)客戶對價格,、產(chǎn)品功能,、所需精度等指標(biāo)的不同需求，我公司提供兩種解決方案供選配,，分別為基于Velodyne公司Puck Lite傳感器的無人機(jī)激光雷達(dá)SCOUT方案和基于Riegl公司miniVUX傳感器的無人機(jī)激光雷達(dá)miniRANGER方案,。

主要技術(shù)指標(biāo)

1、EcoDrone UAS-8無人機(jī)平臺

1)   整機(jī)重量≤5000g,，zui大起飛重量≥15000g,，zui大載荷≥5000g，對稱軸距1200mm,，自動折疊腳架,，螺桿電機(jī)，減震無虛位

2)   具備強(qiáng)大的可擴(kuò)展性,，可靈活安裝配置多光譜,、高光譜、紅外熱成像,、LiDAR,、可見光等各種傳感器，可同時安裝其中任意兩種傳感器以同步采集多樣化地面信息

3)   空載懸停時間不低于50分鐘,，有效作業(yè)時間30分鐘（搭載多光譜相機(jī)）,，飛行速度10m/s

4)   高精度GPS定位模塊，支持GPS／北斗雙模

5)   具備航點(diǎn)導(dǎo)航,、定點(diǎn),、懸停、定高,、航線,、區(qū)域覆蓋、環(huán)繞及跟隨（follow-me模式,，需地面站支持）等飛行模式,，具備“黑匣子”功能模塊等

6)   具備信號干擾保護(hù),，故障保護(hù)，低電壓自動保護(hù),，一鍵自動返航降落功能

7)   氣壓和GPS定高,，10m以內(nèi)超聲波定高，精確度1cm

8)   標(biāo)配4K高清畫質(zhì)彩色成像鏡頭,，幀頻30FPS（zui大分辨率4K情況下）,，圖片分辨率16MP,；光學(xué)鏡頭f/2.8,，120度HFOV（可選配82度HFOV無畸變光學(xué)鏡頭）；可選配單反20MP或24MP分辨率彩色鏡頭

9)   遙控器：工作頻率2.400～2.483GHz（DSSS技術(shù)）,，通道數(shù)16或32可選,，發(fā)射功率（EIRP）FCC 100 dBm，控制距離2.7km（打開增程模式約達(dá)5公里）

10) 在線圖傳（FPV接收）：模擬信號與數(shù)字信號雙路圖傳技術(shù),，可同時在線圖傳可見光和熱成像影像視頻,，工作頻段5.8G，支持1080P實(shí)時高清圖傳,，顯示屏分辨率1920x1080,，zui大距離5km，既保障同步圖傳無延遲時滯,、又可在線高清接收顯示畫面

11) 數(shù)據(jù)同傳模塊,，包括無人機(jī)作業(yè)過程中的位置（經(jīng)緯度）、高度,、溫度,、濕度、太陽輻射,、地面溫度,、太陽輻射等數(shù)據(jù)信息同步傳輸顯示在地面站上

12) 地面站：包括便攜箱、野外勘測級筆記本及相應(yīng)軟件等,，可進(jìn)行谷歌地圖,、高德地圖或必應(yīng)地圖切換、航點(diǎn)輸入規(guī)劃自動飛行,、航速／距離／高度／水平／經(jīng)緯度／升降速度／溫度等監(jiān)測,、下載任務(wù)日志文件、實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自動跟蹤地面站功能（follow-me）等

13) 能量管理系統(tǒng)：標(biāo)配電池容量22000mAh,，zui大充電電流12A,，雙通道充電器，zui大充電功率1400W

2.1,、SCOUT激光雷達(dá)遙感方案

1)    外形尺寸：160×116×116mm

工作電壓：12～28V

功耗：40W

重量：1.65Kg

工作溫度：－10℃～40℃

2)    導(dǎo)航系統(tǒng)

衛(wèi)星系統(tǒng)：GPS,，GLONASS

校準(zhǔn)支持：靜態(tài),、差分、雙天線

工作模式：實(shí)時,、后處理

定位精度：1cm＋1ppm（水平方向）

3)    LiDAR傳感器

激光性能：1級人眼安全,，905nm

測量范圍：1m～120m，分辨率：2mm

測距誤差：30mm

掃描頻率：300000次/秒,，zui高可達(dá)600000點(diǎn)/秒

視場范圍：垂直±15°,，水平360度

多重回波：2

激光面板數(shù)量：16

推薦掃描高度：20～60m（離地高度）

點(diǎn)云密度與飛行速度及航高之間關(guān)系

2.2、THE mini RANGER激光雷達(dá)遙感方案

1)    傳感器外形尺寸：269×99×85mm（STIM）/302×99×85mm（FOG）

導(dǎo)航盒外形尺寸：300×99×85mm

工作電壓：12～28V

功耗：80W

重量（傳感器+線纜）：3.5Kg（7.7lbs）FOG/IMU,；2.9Kg（6.4lb）STIM/IMU

工作溫度：－10℃～40℃

2)    導(dǎo)航系統(tǒng)

衛(wèi)星系統(tǒng)：GPS,，GLONASS

校準(zhǔn)支持：靜態(tài)、差分,、雙天線

工作模式：實(shí)時,、后處理

定位精度：1cm＋1ppm（水平方向）

3)    LiDAR傳感器

激光性能：1級人眼安全，905nm

zui小測距：3m

激光束大?。?60mm×50mm@100m

zui大有效測量頻率：100000次/秒

視場角：360°

精度：15mm@150m

4） 掃描儀性能

掃描機(jī)制：鏡面旋轉(zhuǎn)

鏡面轉(zhuǎn)速：10-100掃描/秒

掃描角寬：0.05°～0.5°

角度測量分辨率：0.001°

內(nèi)部同步定時器:實(shí)時同步時間戳

點(diǎn)云密度與飛行速度及航高之間關(guān)系（100kHZ）

3,、標(biāo)配4K高清畫質(zhì)RGB彩色成像鏡頭，F(xiàn)/2.8,，F(xiàn)OV 120度廣角鏡頭（可選配其它光學(xué)鏡頭）,，圖片分辨率16MP；可選配Sony A6000鏡頭

4,、軟件：LiDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理,、3D矢量數(shù)據(jù)及模型等

技術(shù)路線

圖3 地形測繪

圖5 點(diǎn)云橫斷面厚度

精度驗(yàn)證：

隨機(jī)選取測區(qū)若干特征點(diǎn)作為控制點(diǎn)，采用RTK方法實(shí)測控制點(diǎn)坐標(biāo),，對比激光點(diǎn)云量測坐標(biāo)和控制點(diǎn)實(shí)測坐標(biāo),，得出高程真誤差，反映其精度指標(biāo),。

控制點(diǎn)：平面精度＜1cm,；高程精度＜1.5cm

由上表可知，點(diǎn)位高程中誤差（標(biāo)準(zhǔn)差）為3.7cm,，*高精度測繪要求,。可用于包括大比例尺地形圖測繪在內(nèi)的各領(lǐng)域,。

三,、應(yīng)用方向

無人機(jī)激光雷達(dá)兼具無人機(jī)和激光雷達(dá)各自優(yōu)勢，以其低成本,、高精度,、高效便捷的優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。典型應(yīng)用如下：

l  地形測繪

l  城市三維建模

l  農(nóng)業(yè)及林業(yè)

l  考古及文化遺產(chǎn)保護(hù)

l  冰川雪地測繪

l  滑坡監(jiān)測