Lidar – Zenmuse L1 Cảm biến trên không với độ chính xác cao

DJI Zenmuse L1 là một tải trọng LiDAR trên không dành cho công nghiệp, tích hợp cao với các ứng dụng, tiết kiệm chi phí và dễ sử dụng. Giải pháp DJI Zenmuse L1 được tích hợp cảm biến Livox LiDAR, IMU với độ chính xác cao, máy ảnh hình ảnh CMOS 1 inch với màn trập cơ học và hệ thống gimbal 3 trục ổn định.

L1, L viết tắt của lidar, thể hiện một ví dụ tuyệt vời khác về những gì có thể với các hệ thống lidar dựa trên máy bay không người lái ngày nay. Chỉ trong những năm gần đây, các nhà sản xuất mới có thể thu nhỏ công nghệ lidar đến mức có thể gắn chúng lên các máy bay không người lái như M300 một cách tương đối dễ dàng.

DJI Zenmuse L1 vận hành cảm biến Livox Avia với trọng lượng chỉ dưới 500g, dẫn đến trọng lượng tổng thể là 930g. DJI đã đề cập rằng L1 là sự ‘dân chủ hóa’ của công nghệ lidar, đó là bản chất của giải pháp L1 giá cả phải chăng và dễ tiếp cận hơn khi so sánh với cảm biến lidar trên không truyền thống hơn.

L1 hợp tác tốt với Livox và các đối thủ cạnh tranh của họ đang thúc đẩy phát triển các cảm biến nắp đậy nhỏ gọn hơn và chính xác hơn cho các hệ thống tầm nhìn trong ô tô lái tự động và robot. Tương lai cho các hệ thống lidar dựa trên máy bay không người lái rất tươi sáng.

Cảm biến Lidar dựa trên máy bay không người lái

Ưu điểm lớn nhất duy nhất mà lidar có so với phép đo quang là khả năng xuyên qua thảm thực vật để lấy dữ liệu mặt đất. Mặc dù lidar không hoàn hảo, và L1 cũng không ngoại lệ, nó còn thành công hơn nhiều so với phép đo quang. Trong trường hợp các cuộc khảo sát dựa trên hình ảnh tạo ra tiếng ồn và các đám mây điểm lộn xộn trong các khu vực có rừng, L1 có thể hoạt động với lợi tức lên đến ba điểm để đạt được kết quả tốt hơn nhiều ở các khu vực có thảm thực vật. Điều này cho phép các định dạng đám mây điểm như .LAS được làm sạch và lọc một cách tự tin.

Trả lại điểm là một phần thiết yếu của hệ thống lidar. Khi chùm năng lượng, ánh sáng, đã rời khỏi cảm biến, nó có thể quay trở lại cảm biến ở các mức độ mạnh khác nhau và vào các thời điểm khác nhau. Thông thường nhất là trường hợp quay trở lại đầu tiên đạt được bởi các chi tiết cứng như mái nhà, đường và lối đi. Tuy nhiên, ở những khu vực có thảm thực vật, việc thu hồi nhiều lần nhanh chóng trở nên quan trọng để mọi hoạt động thâm nhập mặt đất thực sự thành công.

Trong các hoạt động sử dụng lợi nhuận điểm đơn, L1 có khả năng đạt 240.000 điểm / giây, tăng lên 480.000 điểm / giây với lợi nhuận gấp đôi và ba điểm. Để cung cấp ngữ cảnh cho tốc độ điểm đó, lidar dựa trên mặt đất RTC 360 của Leica tạo ra tốc độ lên đến 2.000.000 pts / giây.

Point Cloud LiveView

Tính năng Point Cloud LiveView cho phép người dùng xem dữ liệu quét theo thời gian thực tại chỗ. DJI nói rằng tính năng này có thể cho phép đưa ra các quyết định quan trọng ngay lập tức, điều này là đúng, tuy nhiên, tính năng này có lợi ích thiết thực hơn nhiều. Đó là, xác minh dữ liệu tại chỗ.

Với các địa điểm thường cách văn phòng nhiều km, việc xem lại có thể rất tốn kém về tiền bạc và thời gian. Point Cloud LiveView có thể sẽ loại bỏ mối lo ngại này khi được sử dụng đúng cách.

Độ chính xác & Ứng dụng

L1 có độ chính xác hệ thống đã nêu là ngang 10 cm và dọc 5 cm ở độ cao 50m với độ cao bay khuyến nghị từ 50 m đến 100 m. Cảm biến lidar có độ chính xác dao động là 3cm ở 100m và có thể đạt được từ 100-300 pts / m2. Với độ chính xác như vậy hiện có sẵn cho các cuộc khảo sát lidar dựa trên máy bay không người lái, một số ứng dụng đã mở ra cho các nhà khai thác.

Ba ứng dụng mà giải pháp Zenmuse L1 và M300 sẽ được sử dụng nhiều nhất là lập mô hình cơ sở hạ tầng, lập bản đồ địa hình và lâm nghiệp.

Sử dụng phép đo quang, lập bản đồ đường dây điện mỏng, hàng rào lưới, cột tháp, dầm cầu, v.v. là rất khó khăn. Mặc dù không phải là không thể với phép đo quang, lidar loại bỏ phần lớn nhiễu và ‘hỗn tạp’ được thấy trong các đám mây điểm và lưới tam giác có nguồn gốc từ phép đo quang.

Làm việc trong môi trường thiếu sáng

Một lợi thế đáng kể của lidar với các đối tượng môi trường chi tiết là khả năng thu thập dữ liệu trong các khu vực bóng mờ. Bóng tối là một điểm yếu lớn của phép đo quang vì công nghệ này hoàn toàn phụ thuộc vào ánh sáng môi trường. Nếu không có ánh sáng trong một góc hoặc bên cạnh một tòa nhà do mặt trời chói chang, thấp thì đơn giản là không có dữ liệu ở đó để thu thập và tái tạo. Thay đổi cài đặt máy ảnh có thể bù đắp nhưng không giảm thiểu vấn đề. Đối với việc tái tạo các yếu tố chi tiết, lidar là lý tưởng. Hơn nữa, lidar hoàn toàn không phụ thuộc vào ánh sáng nên có thể thực hiện các hoạt động vào ban đêm.