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颠覆行业认知,空三效率提升十倍!房地一体航测"利器"出炉

GIS前沿 2022-12-04

The following article is from 测绘参考 Author 测绘赵春雨

睿铂昨天上午正式发布了RIE系列又一量测型相机— M6 Pros。我们在产品发布的五天前拿到了M6 Pros测试样机,并且结合不同类型的航测应用做了航线适配。M6 Pros配备三轴增稳云台,云台相机可以有效改正无人机飞行时姿态变化引起的成像时刻姿态偏移,保证曝光时刻的成像姿态与航线预设的姿态一致。这一点是使用WayPoint Master进行航线设计的基础,可以有效的利用云台姿态设定航线,我们就可以结合M6 Pros进行全场景全应用航线设计适配工作。





01丨相机参数与特性



M6 Pros是为解决行业痛点而生

  1. 三轴增稳云台支持各种类型航线执行;

  2. 6100万像素全画幅CMOS可以在高航高获取高分辨率影像,放宽房地一体项目对航高的限制,解决城市建模场景小区楼房高低交错建模分辨率不达标问题。

  3. 插拔式SD卡支持高速读写卡,以单日拍摄120GB数据计算80M/S读取速度导出数据仅需26分钟,250M/S读取速度导出数据仅需8分钟。可以解决五镜头相机单日最大数据拍摄量数据导出动辄以小时计的痛点。

  4. 配合环绕航线拍摄仿地一体项目,120米航高的情况下每平方公里照片数据量仅需3200张影像,大幅度减少照片数量,提升空三效率,解决外业一直拍,内业不出活的尴尬局面。

  5. 具备实时图传,曝光参数支持实时调整,可根据外业光线情况实时调整曝光参数,获取高质量影像数据。

  6. 拍摄稳定,外业实测三天无丢POS、丢照片现象。


02丨航线适配



工欲善其事必先利其器,睿铂M6 Pros搭载大疆经纬M300 RTK已经是目前为止单镜头航测外业顶配的硬件组合。完整的发挥出硬件性能还需要相应的功法招式才是一套完整的解决方案。延续对精灵4RTK极限控制WayPoint Master的航线设计已经完成对M300 RTK+M6 Pros的航线设计适配工作。在我们测试样机的过程中发现,相机性能的提升带来的不仅是效率的提升,有时更是作业方式的变革,下面让我们结合具体案例来进行深入了解。


房地一体120米航高区域环绕航线案例


环绕拍摄可以有效节省倾斜摄影拍摄影像数量,受限于之前没有适配M300 RTK的云台相机单镜头,我们始终无法测试基于M300 RTK的环绕外业拍摄效率。本次测试使用120米航高,每一个环绕航线24个航点,使用M300 RTK执行航线可以不悬停拍照。共拍摄两架次,第二个架次由于剩余区域为空地未拍摄完毕。


本次案例覆盖地表面积约0.28km²,由于测区较小,边缘外扩照片占比较大,实际规划1km²环绕任务,在120米航高的情况下约3200张影像数据。以单架次拍摄600张影像计算,单日飞行11架次,作业总效率为2平方公里/天




处理效率


使用CC集群处理空三,空三单机阶段主机配置为AMD 3950X CPU、英伟达2080TI显卡,128GB内存的情况下,1万张影像空三时间约6小时、2万张影像空三时间约12小时,3万张影像空三时间约30小时,5万张影像约48小时,5万张影像以上空三我们通常分块处理。测绘项目处理通常需要刺点并且优化,每次数据处理需要算上二次空三时间,约为第一次时长的0.7倍。



从外业效率上对比,使用M300 RTK搭载五镜头一天作业约拍摄3.5km²,使用环绕拍摄的外业面积约2km²。获取的影像数据量分别为105000张与6400张。数据大小,五镜头约800GB左右,M6P约120GB。数据导出的时间对比为几小时与几分钟。空三效率来讲,6400张影像的空三时间约为4小时左右,而五镜头单日拍摄数据约105000张,就算分为两组空三处理,也需要占用两台空三主机各48小时。在五镜头数据还在处理空三的时候,使用M6P单镜头环绕拍摄的数据瓦片已经可以处理完毕。在处理瓦片的主机数量足够的情况下,可以做到当日拍摄外业数据,隔日输出模型成果数据,使外业效率与内业效率同步,实现真正的高效率作业。解决外业一直拍,内业不出活的尴尬局面。


精度验证


保证航测精度需要在以下五个方面对外业数据进行控制,本次测试案例由M300 RTK输出RTK固定解厘米级精度POS、M6 Pros提供高质量影像数据,并且睿铂在出厂会标配相机参数检校文件,使用WPM对航线进行航线规划,保证外业数据重叠率、地面控制点布置按照规范操作。航高120米的情况下,垂直视距120m地面分辨率约1.13cm,倾斜视距169米约1.69cm分辨率。外业数据采集满足房地一体数据处理采集要求。


本次测试共布置控制点8个,采集检查点10个,其中一个检查点由于人为遮挡未能使用,检查点分布有地面无遮挡处和屋角点,经空三质量报告检查点对比与模型采集对比,地面检查平面及高程采集误差均小于3cm,房屋角点由于遮挡模型匹配变形,平面基本在3cm内,个别角点高程精度稍差。



采集精度验证







处理成本核算


使用M300 RTK搭载五镜头与M6P单镜头的环绕方案,还有后续的使用成本。目前五镜头的数据处理方式有两种:一种是自行搭设集群机组,大量影像数据处理至少需要20-30台电脑集群才可以稳定的跟上五镜头外业拍摄效率,而另外一种是外包处理,外包处理的价格通常在3500-5000元/平方公里。两种方式各有优劣,一种需要一次性投入较多,一种需要持续支付处理费用降低项目利润。单镜头在数据处理成本的优势就十分明显,我们处理测试项目的时间约为6h33min,使用7台辅机(3700x、1070ti、64GB内存),覆盖地表面积约0.28km²,并且空三一次通过。根据这个数据处理效率推算,单日7台辅机处理瓦片效率约1km²。五镜头的海量数据相比,使用M6P的数据处理成本也低到了极致。


大底出奇迹


大底出奇迹源自摄影圈的“底大一级压死人”,底代表着传感器的尺寸,对于数码相机来说,传感器的尺寸非常重要,它不仅仅意味着越大的传感器的相机价格就越高,同样也是因为较大的传感器能够带来更多的细节以及更高的图像质量。

全画幅相机可以以较高的航高轻易的获取地面纹理特征细节,尤其是低压杆、高压杆、路灯、电力线等常规航测拍摄手段比较难以重建的地物。



配合大疆智图处理输出点云,无需规划特殊航线,本次测区为10kv配网电力线路,也可以轻易匹配线路点云。输出线路点云可以极大减少外业调绘工作,同时还可以将点云应用在电力线路树障检测方面。



由于成像质量超高,拍摄方式始终对准测区中心,标记控制点也十分容易。无需补拍正射也可以轻易刺点,并且空三精度符合成果要求。



更高的成像质量可以捕捉更多的地面细节,使用M6P重建的实景模型,水泥路面平整无凹凸,房屋边角锐利变形小。




159米航高仿地飞行案例


我们在《仿地飞行—让你的M300 RTK如虎添翼》已经介绍过WayPoint Master适配M300 RTK的仿地飞行方案,现在已无缝兼容M6P,正射仿地飞行适合立体测图用户使用,159米是地面分辨率为1.5cm,500米航高时,地面分辨率为4.7cm。




300米航高正射平飞案例


本案例测区地形高差150米,在测区最高点执行300航高正射任务,测区面积约1.13km²,任务执行完毕后仍有18min续航,共拍摄影像仅374张。无人机对地航高为300-450米,得益于M6P超强的相机参数,整个测区地面分辨率范围为2.82-4.23cm,对于1:1000测图,M6P高空平飞的方法,可以忽略地形高差,降低外业执行难度。



V字地形环绕仿地案例




更多M6P航线设计应用案例,紧张制作中。。。



03丨总结


M6 Pros是一款完成度很高的产品,实时图传、载荷状态实时显示、插拔式SD卡快速读取数据、POS记录完整包含位置信息、姿态信息、定位精度等、影像畸变小,空三难度低、模型色彩饱和、边缘锐利、地物细节丰富可轻易获取高精度地形成果。配合全画幅CMOS,40mm焦距的镜头对航高的选择可以更灵活,可以根据实际需要分辨率与对地航高变化选择是否需要仿地飞行,航线设计与执行宽容度更高,降低外业执行难度。配合WayPoint Master航线设计规划软件,可以解锁更多功能,充分发挥设备价值,提高作业效率。


M300 RTK+睿铂M6 Pros+WayPoint Master组合的解决方案套装,M300 RTK提供稳定的外业飞行与高精度POS、睿铂M6 Pro提供高质量影像数据、WayPoint Master可以让你的无人机和载荷如臂使指提供各种航线设计,在短时间内是无可替代的组合方案。是升级精灵4 RTK外业效率或升级五镜头内业效率的不二之选。


本次案例数据由陕西众合测绘仪器有限公司、南京韦博智控科技有限公司共同提供。


M300 RTK+M6 Pros+Waypoint Master组合套装少量现货供应,如需购买可扫描下方二维码与我联系,陕西地区可与陕西众合测绘仪器有限公司联系,先款先得。



如需了解更多M6 Pros测试信息

可扫描下方二维码加入QQ群聊与我们联系



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