Quello che devi sapere sul primo carico utile LiDAR per drone di DJI

Zenmuse L1 arriva in risposta alla domanda bruciante da parte degli utenti DJI nei settori AEC e di rilevamento, quella di una soluzione drone LiDAR potente ma accessibile.

Sebbene la tecnologia sia in circolazione da più di mezzo secolo, la natura dirompente dei dati di rilevamento e distanza della luce (LiDAR) ha guadagnato il fulcro in vari settori solo nell’ultimo decennio circa. Nel settore dei rilievi, la tecnologia LiDAR è ampiamente accettata come un pezzo importante del puzzle di modelli di realtà accurati.

E perchè no? In situazioni di scarsa illuminazione o in aree con una fitta copertura vegetale, i metodi di fotogrammetria aerea non possono determinare la vera superficie terrestre. Nel frattempo, un sensore LiDAR trasportato da un drone può produrre precise rappresentazioni di nuvole di punti di strutture e ambienti complessi.

Eppure, rispetto alla fotogrammetria aerea, l’adozione della tecnologia LiDAR dei droni commerciali è stata notevolmente lenta. Dare la colpa alla scarsità di sistemi LiDAR aerei leggeri ma altamente funzionali ed economici o attribuirlo alla complessità della post-elaborazione e classificazione dei dati super densi, resta il fatto che la tecnologia aerea LiDAR deve ancora avere il suo giorno al sole.

Ma tutto questo sta per cambiare. Quando inizierà la spedizione all’inizio del 2021, il primo sensore LiDAR per drone di DJI, lo Zenmuse L1, darà il via a un importante passo avanti nella democratizzazione della tecnologia LiDAR grazie alla sua efficienza, precisione e convenienza.

Ecco le 7 caratteristiche principali della L1 di cui riteniamo dovresti essere entusiasta:

  1. IMU integrata per un’accuratezza senza precedenti

L’unità di misura inerziale (IMU) misura l’accelerazione su 3 assi e la velocità angolare in tempo reale di un drone, calcolando così la velocità, la posizione e l’angolo di altitudine del velivolo. Un’IMU ad alta precisione è fondamentale per la raccolta di dati LiDAR di qualità perché, senza di essa, la nuvola di punti non sarebbe altro che una raccolta arbitraria di punti.

Zenmuse L1 è progettato con una IMU di livello industriale. In scenari operativi tipici, L1 fornisce una precisione IMU di 0,025° (rollio/beccheggio) /0,08° (imbardata). Per ulteriore affidabilità e precisione, nella soluzione sono stati incorporati un sensore di visione per l’accuratezza del posizionamento e un ricevitore GNSS a doppia frequenza. Ciò consente all’L1 di fornire una precisione di rilevamento relativa di 5 cm e una precisione assoluta di 10 cm durante il volo a un’altitudine di 50 m.

zenmuse l1 imu
  1. Gimbal stabilizzato a 3 assi per l’eliminazione del gap di dati

Mentre la maggior parte degli altri sistemi di droni LiDAR sul mercato richiedono di acquistare separatamente soluzioni di stabilizzazione, l’L1 viene fornito con un gimbal stabilizzato a 3 assi nella confezione. Ciò significa che qualsiasi movimento rotatorio involontario del tuo drone (inclinazione, rollio e imbardata) viene stabilizzato dinamicamente entro ± 0,01°, consentendo una distribuzione dei punti omogenea anche a velocità di scansione molto elevate. Di conseguenza, il rischio di lacune nei dati diminuisce in modo significativo, riducendo i costi associati al volare di nuovo.

zenmuse l1 gimbal

Poiché l’L1 è strettamente integrato con il sistema di gestione del volo di DJI, si riceve un controllo della montatura completamente automatico, una maggiore efficienza di raccolta dati e immagini perfettamente allineate per missioni di raccolta dati georeferenziate accurate.

  1. Sensore CMOS da 1 pollice da 20 MP per fotogrammetria ad alta risoluzione

Con i casi d’uso che diventano più impegnativi che mai, non è pratico costringere i topografi a scegliere tra immagini LiDAR e RGB, né è prudente spendere il doppio del tempo e del denaro per ottenere modelli di nuvole di punti a colori reali. Questo è il motivo per cui la soluzione di mappatura LiDAR per drone versatile ed economica di DJI, Zenmuse L1, integra un sensore CMOS da 20 MP da 1 pollice a bordo per soddisfare le funzioni di base come scattare foto e registrare video, nonché per fornire informazioni sui colori in tempo reale per il punto dati cloud durante il processo di scansione. Ciò consente a L1 di produrre nuvole di punti con colori reali e modelli di realtà.

zenmuse colori

Il sensore CMOS da 1 pollice da 20 MP è dotato di un otturatore meccanico per eliminare la distorsione dell’otturatore. I nostri utenti riconosceranno che questo è lo stesso sensore utilizzato dal nostro più famoso drone di mappatura per sondaggi, il Phantom 4 RTK. E come il P4 RTK, Zenmuse L1 può aiutarti a raggiungere una distanza di campionamento al suolo (GSD) di 2,74 cm a 100 metri di altitudine di volo, se scegli di usarlo per la fotogrammetria.

  1. Supporta 3 ritorni per la penetrazione del fogliame denso

Con un raggio di rilevamento fino a 450 metri, il modulo Livox LiDAR di L1 fornisce una velocità di punto effettiva di 240.000 punti al secondo. Ma L1 consente fino a 3 ritorni per colpo laser, il che significa che questo tasso di punti può arrivare fino a 480.000 punti al secondo in operazioni con due o tre ritorni.

Questa funzionalità multi-ritorno consente agli utenti LiDAR di droni L1 di generare facilmente i dati di elevazione in fitti campi forestali ed estrarli in DEM e DSM. L’utilizzo di più resi rende inoltre facile per gli analisti di dati individuare e classificare diversi tipi di oggetti in una nuvola di punti, come cavi aerei o diverse risorse in un cantiere.

zenmuse l1 lidar
  1. Modalità di scansione non ripetitiva per una copertura completa

L’L1 è l’unico sensore LiDAR aereo a supportare sia una modalità di scansione lineare che un pattern di scansione non ripetitivo, una tecnologia unica sviluppata da Livox. In questa modalità, all’aumentare del tempo di integrazione, aumenta anche l’area sottoposta a scansione all’interno del campo visivo (FOV). Seguire questa metodologia aumenta la probabilità che oggetti e altri dettagli all’interno del FOV vengano rilevati. E più a lungo il sensore LiDAR del drone scansiona un’area, maggiore diventa la risoluzione dei dati (rispetto alla normale scansione lineare).

l1 scansione

La modalità di scansione non ripetitiva consente a DJI Zenmuse L1 di fornire una copertura completa dell’area di interesse in tempi molto brevi e consente al sensore di acquisire dati in qualsiasi direzione, invece che lungo un piano definito.

  1. Certificato IP44 per prestazioni affidabili

L’L1 ha ricevuto un grado di protezione IP44 che gli conferisce la versatilità di volare in un’ampia varietà di condizioni meteorologiche avverse, tra cui neve, fumo e nebbia. Inoltre, il modulo LiDAR dell’L1 ha una capacità di rilevamento attiva attraverso la quale può scansionare il terreno e raccogliere nuvole di punti durante la notte o anche in altre condizioni di scarsa illuminazione.

7. Una soluzione completa per la mappatura LiDAR del drone indolore

Combina il potente L1 con la piattaforma di droni commerciali di punta di DJI, il Matrice 300 RTK e il software di post-elaborazione DJI Terra, e diventa una soluzione completamente integrata e completa per un’accurata acquisizione di dati 3D in tempo reale. Ad un’altezza di volo di 100 me una velocità di 10 m / s, un singolo volo con l’M300 RTK e l’L1 può raccogliere dati che coprono un’area di 2 kmq.

zenmuse l1

Utilizza semplicemente la funzione Point Cloud LiveView per confermare che stai catturando i dati corretti senza dover atterrare o attendere la post-elaborazione e risparmiarti dal ri-volo e dalla rilavorazione. E una volta che hai i dati giusti, DJI Terra diventa la tua soluzione di post-elaborazione completa. Il software fonderà perfettamente i dati IMU e GNSS per i calcoli della nuvola di punti e della luce visibile, oltre a condurre calcoli dei dati POS in modo da poter generare senza sforzo modelli ricostruiti e rapporti di precisione.

Cosa c’è nel futuro del LiDAR aereo?

DJI è sempre più impegnata a portare soluzioni LiDAR convenienti e scalabili nei cieli. Quando le immagini LiDAR diventeranno facilmente accessibili, le sue applicazioni si estenderanno ben oltre l’AEC e il rilevamento. Ad esempio, le agenzie di gestione ambientale possono sfruttare il drone LiDAR per ottenere informazioni su larghezza della chioma, densità della vegetazione, volume delle scorte e tendenze di crescita. Le industrie ad alto rischio come petrolio e gas, estrazione mineraria e telecomunicazioni possono trarre vantaggio dalla modellazione dettagliata delle loro risorse per l’ispezione automatizzata e altro ancora. E i soccorritori, nel frattempo, possono utilizzare nuvole di punti a colori reali per la consapevolezza della situazione in tempo reale anche di notte con scarsa visibilità.

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