發(fā)布時間： 2020-03-01 04:38
一、系統(tǒng)簡介
F300是飛馬著力推出的第三代全自動任務(wù)模式的工業(yè)級智能航測無人機系統(tǒng)，主打“高精度測圖”。F300配備50Hz高精度GNSS板卡，支持PPK、RTK以及PPK和RTK融合作業(yè)模式，標(biāo)配全畫幅相機正射模塊，配合無人機管家專業(yè)版，可在無控制點情況下實現(xiàn)1:500的測圖精度；F300任務(wù)載荷采用模塊化設(shè)計，可為客戶提供多源化的數(shù)據(jù)獲取方案，具備三維建模等數(shù)據(jù)獲取能力。
二、系統(tǒng)參數(shù)
材質(zhì)：EPO+碳纖復(fù)合材料
翼展：1.8m
機長：1.07m
標(biāo)準(zhǔn)起飛重量：3.75kg（航測系統(tǒng)）
最大起飛重量：3.85kg（傾斜系統(tǒng)）
巡航速度：60km/h
最大續(xù)航時間：1.5h
最大可手拋起飛海拔高度：4500m
升限：6000m（海拔高度）
飛行真高：150—1500m
測控半徑：10km
起降方式：手拋起飛/自動滑降、傘降
載荷：多載荷可互換（航測模塊/傾斜模塊/可見光視頻模塊/熱紅外視頻模塊/熱紅外照相模塊/P40傾斜模塊）
三、系統(tǒng)特點
※ 高精度測圖
配備50Hz高精度GNSS板卡，支持PPK、RTK及其融合作業(yè)模式， 可實現(xiàn)1:500無控測圖。
※ 模塊化的任務(wù)載荷設(shè)計、多源化的數(shù)據(jù)獲取方案
支持全畫幅正射載荷/傾斜攝影載荷/視頻載荷等模塊化設(shè)計的多任務(wù)載荷，并配備專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件，形成了多元化的數(shù)據(jù)獲取解決方案。
※ 性能強勁、安全可靠的無人機平臺
續(xù)航1.5小時，單架次航程最高可達80km，GSD 4cm作業(yè)時單架次作業(yè)面積可達7km²（正射）、3km²（4相機傾斜）、0.52km²（P40傾斜）；通過部件級、全機級可靠性測試，飛行中具有多項故障保護機制，為安全可靠的飛行作業(yè)提供保障。
※ 一站式軟件解決方案、先進的全成果影像工作站
支持從航線設(shè)計、控制點量測到空三處理的全流程作業(yè)，提供DOM、DSM、TDOM、2.5D模式、真三維模型等多種成果生成及瀏覽。
※ 基于飛馬云的主動式服務(wù)
支持信息推送、工程同步、飛行數(shù)據(jù)共享、飛機主動維護、飛行記錄分析及展示功能。
四、高精度傾斜模塊-P40
P40傾斜模塊采用單相機傾斜的設(shè)計方案，具備同步曝光功能，有效的解決相機快門延時誤差；配合F300高精度航測無人機產(chǎn)品及無人機管家專業(yè)版中P40智能航線設(shè)計功能，具備高質(zhì)量的側(cè)面紋理采集及高效率的作業(yè)能力，主打“高精度免相控傾斜攝影”，提供完整的軟、硬件解決方案。
1、P40傾斜模塊參數(shù)
相機型號：SONY DSC-RX1R II
傳感器尺寸：35.9*24.0mm
有效像素：4200萬（7952*5304）*1
鏡頭參數(shù)：35mm定焦
鏡頭角度：后40°（后傾）
采集分辨率：優(yōu)于3.5cm
2、航線設(shè)計
無人機管家智航線支持全自動的傾斜航線生成：規(guī)劃或?qū)雲(yún)^(qū)塊時，只需填寫分辨率及重疊度即可自動生成航線；支持用戶按照實際需求進行航線設(shè)計；具備自動分區(qū)、自動劃分架次等功能。
P40傾斜系統(tǒng)支持用戶按照實際工程需求自定義航線設(shè)計，提供兩種不同飛行模式，如下圖所示：
交叉飛行
全向飛行
※ 交叉飛行模式通常采用80%航向和80%旁向重疊度進行航線設(shè)計，單架次即可以較高效率獲取覆蓋測區(qū)4方向側(cè)面紋理；
※ 全向飛行模式通常采用80%航向和65%旁向重疊度進行航線設(shè)計，可以獲取覆蓋測區(qū)4個方向側(cè)面紋理并可以獲得最優(yōu)展示效果。
3、偏心距改正
經(jīng)RTK/PPK融合差分解算輸出高精度曝光點處GPS位置，再基于空三及相機安置參數(shù)信息進行偏心距改正，最終獲取影像的高精度POS數(shù)據(jù)，為無人機的無控高精度直接定向的實現(xiàn)提供保障。
4、數(shù)據(jù)預(yù)處理
無人機管家智理圖中具備EXIF寫入功能，可以將F300獲取的高精度POS數(shù)據(jù)直接寫入照片EXIF，寫入后可直接導(dǎo)入Context Capture等軟件進行數(shù)據(jù)處理，有效減少數(shù)據(jù)整理及預(yù)處理的工作內(nèi)容。
5、作業(yè)效率
按照常規(guī)飛行的重疊度進行航線設(shè)計，并分別統(tǒng)計不同作業(yè)模式在不同的分辨率情況下的作業(yè)效率，如下圖所示：
不同作業(yè)模式效率
注：按照單架次航程60km計算，交叉飛行兩種模式按照航向重疊度80%、旁向重疊度80%進行航線設(shè)計，全向飛行模式按照航向重疊度80%、旁向重疊度65%進行航線設(shè)計。
一般地，傳統(tǒng)多旋翼無人機搭載五相機組成的傾斜航測系統(tǒng)，作業(yè)時間一般在30min左右，在常見地面分辨率5cm情況下，單架次作業(yè)能力約為0.2km²左右，而F300 P40使用交叉飛行作業(yè)模式的單架次作業(yè)面積為0.87 km²左右，效率上具有較大優(yōu)勢。
五、應(yīng)用案例
1、廣西崇左高精度免相控傾斜工程案例
※ 測區(qū)概況
測區(qū)位于南寧市五象新區(qū)，覆蓋面積約有30平方公里，劃分為五個測區(qū)。五象新區(qū)地處邕江南岸，正處于開發(fā)階段，西北側(cè)主要是施工的道路及新開發(fā)的小區(qū)；東南側(cè)主要是村莊及農(nóng)田，還有一些林地，測區(qū)交通狀況良好。區(qū)域內(nèi)耕地多為旱地，小山丘區(qū)域林木茂盛，灌木叢生。
※ 成果技術(shù)規(guī)格
（1）Tile分幅：采用100m*100m正方形分幅；
（2）成果數(shù)據(jù)格式：采用OSGB通用三維數(shù)據(jù)格式。
※ 檢查內(nèi)容及方法
依據(jù)《數(shù)字測繪成果質(zhì)量檢查與驗收》GB/T 18316-2008規(guī)范規(guī)定，采用全數(shù)檢查的方式，對飛馬F300-P40免像控傾斜攝影實景三維模型進行檢驗。
利用基于CORS系統(tǒng)的RTK測量技術(shù)，按照CH/T 2009－2010《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范》控制測量的要求，實地精確測量選取的檢查點的三維坐標(biāo)。測區(qū)內(nèi)共選用469個檢查點。
在清華山維EPS2012軟件平臺內(nèi)，參照外業(yè)實測的檢查點位的位置，內(nèi)業(yè)采集模型每個檢查點的平面坐標(biāo)、高程值，采用高精度檢測的方法，分別統(tǒng)計檢查點的平面精度中誤差和高程精度中誤差。
※ 質(zhì)量評定及結(jié)論
根據(jù)《數(shù)字測繪產(chǎn)品檢查驗收規(guī)定和質(zhì)量評定》GB/T 18316-2008和本次檢查的結(jié)果,飛馬F300-P40 高精度免相控傾斜攝影系統(tǒng)解決方案可實現(xiàn)免像控制作實景三維，精度可以滿足1：500線劃圖的生產(chǎn)。
|
樣本 |
面積 （km²） |
平面精度（m） |
高程精度（m） |
||
|
檢查點數(shù) |
中誤差 |
檢查點數(shù) |
中誤差 |
||
|
區(qū)域1-1 |
5.12 |
42 |
0.17 |
45 |
0.18 |
|
區(qū)域1-2 |
6.25 |
34 |
0.14 |
102 |
0.12 |
|
區(qū)域1-3 |
6.25 |
24 |
0.11 |
55 |
0.11 |
|
區(qū)域1-4 |
6.25 |
25 |
0.14 |
36 |
0.14 |
|
區(qū)域1-5 |
6.25 |
9 |
0.06 |
35 |
0.09 |
樣本檢查情況一覽表
※ 三維成果展示
2、江蘇某農(nóng)村地籍測量
2017年12月，F(xiàn)300搭載P40傾斜模塊完成江蘇某村鎮(zhèn)地籍測量項目。為滿足地籍測量的高精度數(shù)據(jù)需求，此次任務(wù)設(shè)計如下：相對飛行高度150m，地面分辨率1.9cm，全向飛行獲取4個方向紋理，并設(shè)置RTK/PPK融合差分作業(yè)模式。經(jīng)高精度GPS解算、免像控空三計算，自動三維建模，EPS三維測圖，獲取測區(qū)平面精度、高程精度均優(yōu)于10cm的地籍地形數(shù)據(jù)，為地籍測量、土地管理、不動產(chǎn)登記等應(yīng)用提供可靠數(shù)據(jù)保障。
全貌成果
局部成果
采用EPS進行三維模型矢量采集情況如下：
EPS測圖
EPS單棟房屋展示
DLG與DSM套合
DLG與TDOM套合
經(jīng)外業(yè)實測點檢核，其平面中誤差為0.071m，高程精度為0.072m，具體如下：
|
ID |
dx |
dy |
dz |
|
1 |
-0.0116 |
0.0137 |
0.018 |
|
2 |
0.064 |
-0.057 |
0.086 |
|
3 |
-0.097 |
0.013 |
0.098 |
|
4 |
-0.05 |
0.043 |
0.066 |
|
5 |
-0.053 |
0.03 |
0.061 |
|
6 |
-0.006 |
0.087 |
0.087 |
|
7 |
-0.001 |
0.068 |
0.068 |
|
8 |
-0.019 |
-0.095 |
0.097 |
|
9 |
-0.026 |
0.08 |
0.084 |
|
10 |
-0.033 |
-0.062 |
0.070 |
|
11 |
0.017 |
0.001 |
0.017 |
|
12 |
-0.003 |
-0.046 |
0.046 |
|
13 |
-0.005 |
0.008 |
0.009 |
|
14 |
-0.073 |
-0.025 |
0.077 |
|
15 |
0.087 |
0.039 |
0.095 |
|
16 |
0.038 |
0.047 |
0.060 |
|
17 |
0.06 |
-0.037 |
0.070 |
|
18 |
0.05 |
0.028 |
0.057 |
|
19 |
-0.036 |
-0.101 |
0.107 |
|
20 |
-0.01 |
-0.052 |
0.053 |
|
中誤差 |
0.047 |
0.055 |
0.072 |
|
平面中誤差 |
0.072 |
||
3、福建某院校高精度建模
2018年1月10日，F(xiàn)300搭載P40傾斜模塊完成福建某院校高精度三維建模項目，高精度，高精細度的三維模型準(zhǔn)確還原了校園全貌，滿足了該校的數(shù)字化校園、智能化管理的業(yè)務(wù)需求，該項目的成功驗收也再次證明了F300 P40在精細化三維建模方向所具備的強大優(yōu)勢。
航線示意圖
測區(qū)采用全向飛行，設(shè)計分辨率1.7cm，設(shè)計里程46km；飛行時間約50min；獲取成果如下：
全貌成果
局部成果一
局部成果二
局部成果三
4、珠江學(xué)院高精度免相控傾斜工程案例
測區(qū)位于天津市寶坻區(qū)，覆蓋面積約有0.5平方公里，測區(qū)內(nèi)建筑物居多，綜合考慮了平地、豐富紋理，特殊建筑等多個因素，采用不同的飛行作業(yè)模式、分辨率、重疊度獲取了6組傾斜數(shù)據(jù)。
選取測區(qū)內(nèi)16個檢查點，在清華山維EPS2012軟件平臺內(nèi)，參照外業(yè)實測的檢查點位的位置，內(nèi)業(yè)采集模型每個檢查點的平面坐標(biāo)、高程值，采用高精度檢測的方法，分別統(tǒng)計檢查點的平面精度中誤差和高程精度中誤差，精度可以滿足1：500線劃圖的生產(chǎn)。
|
樣本 |
作業(yè)模式 |
重疊度 |
分辨率 |
檢查點數(shù)量 （個） |
平面精度（m） |
高程精度（m） |
|
cm |
中誤差 |
中誤差 |
||||
|
1 |
往返交叉航線 |
80×70 |
3 |
13 |
0.044 |
0.035 |
|
2 |
交叉航線 |
80×80 |
1.5 |
11 |
0.023 |
0.023 |
|
3 |
往返交叉航線 |
80×80 |
1.5 |
10 |
0.031 |
0.021 |
|
4 |
往返交叉航線 |
80×60 |
3 |
15 |
0.037 |
0.035 |
|
5 |
交叉航線 |
80×80 |
5 |
16 |
0.055 |
0.051 |
|
6 |
往返交叉航線 |
80×70 |
5 |
16 |
0.043 |
0.054 |
樣本檢查情況一覽表
全貌成果
局部成果一
局部成果二