化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
DJI Mavic 3E 小型多旋翼無人機(jī)航測應(yīng)用案例
閱讀：1842 發(fā)布時間：2022-10-11DJI Mavic 3E 小型多旋翼無人機(jī)航測應(yīng)用案例
很多日常作業(yè)場景,，比如國土調(diào)查,、施工規(guī)劃,、電網(wǎng)精細(xì)化巡檢等,，都是以獲取高精度的地理信息數(shù)據(jù)為前提的,。獲取高精度地理信息數(shù)據(jù)的過程，就是“測繪"作業(yè),。傳統(tǒng)測繪行業(yè)非常艱苦,，要使用全站儀、RTK 等設(shè)備,，逐個打點,，采集數(shù)據(jù)，風(fēng)吹日曬,，效率有限,。
對于傳統(tǒng)測繪行業(yè)來說，利用通航飛機(jī)搭載航攝儀等設(shè)備進(jìn)行航空攝影測量,，是一次效率革新,，通過空中視角，可以高效完成數(shù)據(jù)采集,。但是,，這套方案的成本過大、門檻過高,，難以規(guī)?；瘧?yīng)用。
小型無人機(jī)的出現(xiàn)，再次改變了這個行業(yè),。
與直升機(jī)航測方案相比,，大疆精靈 4 RTK 、經(jīng)緯 M300 RTK 搭載禪思 P1 /禪思 L1 等方案的平民化優(yōu)勢非常明顯：低成本,、易操作,、效率高。利用無人機(jī)的空中視野,、厘米級定位,、自動航線拍照等功能，還原真實世界的二維圖像或三維數(shù)據(jù),，可廣泛應(yīng)用于地籍測量,、土地確權(quán)、文物保護(hù),、工程基建等領(lǐng)域,。
最近，大疆行業(yè)應(yīng)用全新發(fā)布了 DJI Mavic 3E 無人機(jī),。它小巧而強(qiáng)大,，配備 2000 萬像素 4/3 CMOS 機(jī)械快門廣角相機(jī)，可實現(xiàn)最快 0.7 秒間隔連拍,，支持 RTK 厘米級定位,，支持大疆智圖，是大疆航測產(chǎn)品家族的又一款利器,，將進(jìn)一步推動平民化航測事業(yè)的發(fā)展,。
單架次可完成 2 平方公里范圍的測繪作業(yè)
測繪作業(yè)一般分為外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩個部分。所謂外業(yè),，顧名思義,，就是攜帶測繪工具（如無人機(jī)、RTK 等）,，在戶外執(zhí)行測繪作業(yè),。戶外環(huán)境復(fù)雜，有時需要翻山越嶺,，越小巧便攜的無人機(jī),，對于測繪工作者來說越方便。
DJI Mavic 3E,，**實現(xiàn)了測繪無人機(jī)背包攜帶,。它的折疊尺寸僅 22 * 9.6 * 9 厘米 ，可一手掌握,；裸機(jī) 915 克,，不到兩瓶礦泉水的重量,；小巧輕便，可以快速部署,，體驗友好,。
這么小巧的飛機(jī)，續(xù)航表現(xiàn)卻很出眾,。在裝備 RTK 模塊的情況下,，Mavic 3E 巡航時間長達(dá) 42 分鐘,，大幅提升單架次有效作業(yè)時間和作業(yè)半徑,。
在 GSD 5 厘米，飛行高度 185 米,，航向重疊率 80%,，旁向重疊率 60%，速度 15 米/秒 的參數(shù)設(shè)置下,，它的空中有效作業(yè)時間長達(dá) 30 分鐘,，一個架次就可以完成 2 平方公里范圍的測繪作業(yè)。配合 100W 充電管家快充電池,，或者 88W 機(jī)身直充方案,，更能支持高效輪轉(zhuǎn)作業(yè)。
單架次作業(yè)面積提升,，對于測繪作業(yè)來說是非常利好的消息,。總體作業(yè)架次減少,、效率提高,，項目周期也可相應(yīng)縮短。
最快 0.7 秒間隔連拍
厘米級免像控測繪精度
為了保證測繪精度,，大疆從多個方面做出了努力,。
首先是相機(jī)的基礎(chǔ)能力，4/3 CMOS 大傳感器,，2000 萬有效像素,，保證了基礎(chǔ)圖像清晰度和取景寬幅?？紤]到無人機(jī)測繪作業(yè)常常要在空中高速連拍,，一般電子卷簾快門容易產(chǎn)生果凍效應(yīng)，從而導(dǎo)致圖像變形,、模糊,，相機(jī)采用了機(jī)械全局快門，最高快門速度 1/2000 秒,，可實現(xiàn)最快 0.7 秒間隔連拍,，避免果凍效應(yīng)，保證圖像還原度。
通常,，在清晨或近傍晚時分,，由于太陽光線偏弱，無人機(jī)的測繪作業(yè)效果不佳,，一天內(nèi)的有效作業(yè)時間因為環(huán)境原因受限,。DJI Mavic 3E 的單個像元尺寸高達(dá) 3.3 微米，大幅提升了低光環(huán)境表現(xiàn),，提高日間有效作業(yè)時長,，適應(yīng)更多作業(yè)場景。
對高精度測繪作業(yè)來說,，RTK 模塊****,。DJI Mavic 3E 可選配 RTK 模塊，可拆卸,，僅重 20 克,，支持網(wǎng)絡(luò) RTK 、自定義網(wǎng)絡(luò) RTK 及 D-RTK 2 移動站,。另外,，在中國大陸地區(qū)購買 RTK 模塊后，可獲贈兩年中國移動網(wǎng)絡(luò) RTK 服務(wù),。
獲取圖像的過程,，涉及到機(jī)身的多個模塊共同作用。為了提升建圖精度,，需要保證多個模塊之間的時間信息一致,，誤差越小越好。DJI Mavic 3E 的飛控,、云臺,、相機(jī)、RTK 采用微秒級時間同步,，搭配 RTK 模塊,，可實現(xiàn)厘米級免像控測繪精度。
此外,，DJI Mavic 3E 的相機(jī)每張照片的 XMP 信息中均會寫入準(zhǔn)確內(nèi)參,，并提供用戶自標(biāo)定方案。如果設(shè)備長時間存放或因為碰撞導(dǎo)致內(nèi)參不準(zhǔn),，還可通過大疆智圖自行開展相機(jī)標(biāo)定,，更新相機(jī)內(nèi)參。
基于以上功能,，DJI Mavic 3E 實現(xiàn)了免像控測繪作業(yè),。它的免像控精度約為 GSD（地面采樣距離）的 2 倍以內(nèi),。例如 GSD 為 3 厘米，則免像控精度約為 6 厘米以內(nèi),。
軟硬件體驗再升級
操作方面,，有更多體驗升級。
DJI Mavic 3E 配備 DJI RC PRO 行業(yè)版遙控器,，高亮屏適應(yīng)戶外強(qiáng)光作業(yè)環(huán)境,。對于信號有干擾的測繪作業(yè)區(qū)域，還支持選配 DJI Cellular 模塊[1],，實現(xiàn) 4G 增強(qiáng)圖傳,，保障信號穩(wěn)定。DJI Mavic 3E 還配備了魚眼鏡頭,，全向感知,，支持高級智能返航,、APAS 5.0 等,，讓作業(yè)更安全。
軟件方面,，DJI Mavic 3E 支持 DJI Pilot 2,，可選擇“航點飛行"、“建圖航拍",、“傾斜攝影",、“航帶飛行"等多種作業(yè)模式；支持多種航線類型,；支持大疆智圖,，可高效完成二維及三維建模。還支持大疆司空 2 ,，可以高效完成云端建圖,。
可以說，DJI Mavic 3E 集中了小巧便攜,、長續(xù)航,、高精度、軟硬件體驗升級等多種優(yōu)勢,，再加上非常高的性價比,，對于大疆的平民化航測愿景來說，是邁出了非常重要的一步,。
應(yīng)用案例：嘉峪關(guān)精細(xì)化建模
嘉峪關(guān),，被譽(yù)為“天下**雄關(guān)"，城關(guān)兩側(cè)的城墻橫穿沙漠戈壁,，北連黑山懸壁長城,，南接天下**墩,，是古代“絲綢之路"的交通要塞，中國長城三大奇觀之一,。應(yīng)景區(qū)要求,，為探索 VR 虛擬瀏覽嘉峪關(guān)的旅游新形式，制作嘉峪關(guān)高精度的數(shù)字化模型,，還原嘉峪關(guān)樣貌,，凸顯其險要地勢，重現(xiàn)雄關(guān)風(fēng)姿,。
作業(yè)面臨若干難點,。一、結(jié)構(gòu)復(fù)雜：三層斗拱塔樓,，精細(xì)結(jié)構(gòu)眾多,；二、色彩豐富：紅綠反差配色,，色彩還原困難,；三、遮擋嚴(yán)重：斗拱下方要求完整建模,，需要大量仰拍,；四、游客眾多,，增大拍攝難度,。
大疆合作伙伴南京韋博智控科技有限公司使用 Mavic 3E 很好地解決了這些難點。輕型無人機(jī)便于在景區(qū)飛行,，最快 0.7 秒間隔連拍,，高效完成建模作業(yè)。
Mavic 3E 還具備全向感知功能,，貼近 5 米左右飛行也能保證飛行安全,。此外，其靈活的機(jī)身保障采集到各角度毫米級分辨率模型成果,，使用大疆智圖軟件,，內(nèi)外業(yè)全自動操作。
作業(yè)方使用自行研發(fā)的航線規(guī)劃軟件,，基于粗模制作精細(xì)化航線,，使用 Mavic 3E 貼近城樓 5 米進(jìn)行拍攝，影像分辨率為 1.5 毫米,。將實景模型與虛擬化場景相結(jié)合,，真實重現(xiàn)了“天下**雄關(guān)"的風(fēng)貌。
小,、快,、靈,，高性價比，DJI Mavic 3E 的出現(xiàn),，是大疆行業(yè)應(yīng)用貫徹“平民化航測"理念的又一作品,。相信它的面世，會給測繪工作者帶來更多便利,。
DJI Mavic 3E 小型多旋翼無人機(jī)航測應(yīng)用案例