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技术 | 大疆精灵4 RTK版 基于DEM仿地飞行详细教程

达北云 多普云 2022-12-04


由于我国地形比较复杂,山地、丘陵、平原、高原、盆地等地形千变万化,飞手稍不注意就会由于调整不及时而直接撞上障碍物。仿地形飞行功能的实现,不仅可以解放飞手的眼睛,减少炸机事故的发生,而且大大提高成像质量。


小技巧:

可以通过LocaSpace Pro中的3D缓冲区功能计算航飞线路指定半径下是否有障碍,该功能还可以用来定位违高的建筑物。



感谢本文原作者:知乎@谷山,LSV已取得转载许可。


最近大疆精灵4RTK版本更新支持了“仿地飞行”模块,这对于经常在山区飞行的小伙伴来说无疑是极好的,动辄几百米的高差如果仅能在一定的高度飞行,无论是成像质量还是重叠度都很难有保障。


无人机在山区飞行

仿地飞行

无人机在作业过程中,通过设定与已知三维地形的固定高度,

使得飞机与目标地物保持恒定高差。


飞行器如果能根据地面起伏以相对恒定的高度飞行,不仅能够保障飞行器的安全而且成像质量也会有极大提升。但对于此功能官方并未给出详细的操作教程,网上各种信息说的也是含糊不清,给很多用户造成了极大的困扰,故写下此文与各位飞手分享,希望能有所帮助。


目前,该功能主要有两个实现途径:

一、自制数字表面模型(DSM)数据,首先在研究区内采用2D正射的方法飞行一遍,利用Pix4d等空三软件,生成研究区的DSM,然后将DSM(包括tif和tfw)两个文件导入遥控器中。该种方法生成的DSM相对较为精细,可以实现更好的仿地效果,但工作量较大,且对于山区高差较大的区域,首次飞行时安全问题难以保证。


数字表面模型(DSM)


二、使用已有数字高程模型(DEM)来替代DSM,DEM数据相对DSM数据来说缺少植被、建筑等高程信息,因此在采用DEM替代DSM进行仿地飞行时要注意飞行区内的植被、建筑物及高压电线塔等构筑物的高度。目前覆盖全国的公开DEM数据有空间分辨率为SRTM90m、ASTER GDEM30m、ALOS12.5m的可供下载。推荐使用LocaSpace Viewer能够比较方便地下载:


🔹 在LocaSpace Viewer软件中点击下载工具,圈定下载区域,选择地形下载即可得到一个裁剪好的TIF格式的DEM数据,该数据精度为90m。



🔹 此外LocaSpace Viewer还提供更高精度的原始DEM数据下载服务,包括ASTER GDEM30m、ALOS12.5m



下面我们以ALOS12.5m精度的汉中市固城县DEM作为案例详细讲解,使用方法。



由于DJI对于数据格式的要求,首先需要对下载得到的DEM(tif格式,WGS84地理坐标)进行转换方可使用,为方便起见,目前有两种较为便捷的途径可以实现:


一、windows平台下载UAV Mate软件,使用其DSM TIFF工具,进行转换并生成TFW文件。(可申请试用,试用期过后需要购买软件才可继续试用。)



二、在线转换

将下载好的DEM上传到https://dji.cuger.cn/网站上,稍等片刻点击数据下载,即可得到两个文件一个为转换好的tif,另一个为tfw文件。由于在线操作,因此最好将tif文件大小限制在100MB以下。(该网站对于大文件需要收取少量的服务费)。



通过以上工作,我们已经获得了可供DJI识别的tif和tfw两个文件,后续操作步骤如下:


第一步 将无人机遥控器右下角的内存卡拔出,连接到电脑上,创建文件夹DJI→DSM(此处务必按要求来,否则程序无法识别)在DSM文件夹下创建研究区文件夹(固城县),将上面转好的两个文件放入固城县文件夹下(该文件夹内只能放以上两个文件.tif和.tfw)。



第二步 将内存卡插回遥控器,打开电源(支持热插拔开机状态下亦可),屏幕会弹出导入DSM选项,若没有弹出可手动点击屏幕左下角内存卡选项,导入上面做好的DSM文件。


第三步 点击规划→仿地飞行,屏幕右侧选择区域(固城县),待数据读取完毕,手动将屏幕区域移到固城县(数据量较小时,程序会自动将有DSM数据的区域以阴影的方式凸显出来,区域较大时则无特殊标识),点击右下角规划航点,在屏幕上编辑区域即可看到屏幕下方有无人机相应节点的飞行高度。



注意:由于遥控器数据处理的限制,尽量使tif文件的大小在100MB以内,以保证软件的流畅运行,文件压缩会造成地形精度的下降,飞行高度设置较低时要注意安全问题。


效果展示:

该区域前后缘高差约200m,规划用DEM精度为12.5m,仿地精度10m,飞行高度80m,无人机能够按照设定方式稳定的飞行,获得了良好的测量结果。


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