常年大風(fēng)、地形復(fù)雜、飛行環(huán)境惡劣，這是新疆天山北麓東端，準(zhǔn)噶爾盆地東南緣的一座大型露天煤礦情況，礦區(qū)管理者為進(jìn)行智慧礦山建設(shè)，需要為礦區(qū)采集點(diǎn)云精度5厘米以內(nèi)的三維數(shù)據(jù)成果。

難度大、風(fēng)險(xiǎn)高，什么樣的航測(cè)方案能“拿下”這個(gè)項(xiàng)目？

千巡翼X8多旋翼無(wú)人機(jī)搭載QX-1845R激光雷達(dá)執(zhí)行的航測(cè)作業(yè)，就高效、安全地完成了此次數(shù)據(jù)采集任務(wù)。

它是如何做到的？下文將揭秘這座露天煤礦的三維實(shí)景航測(cè)項(xiàng)目實(shí)踐歷程。

項(xiàng)目背景

傳統(tǒng)測(cè)量手段效率低、成本高且有安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)數(shù)據(jù)成果單一，無(wú)法滿足智慧礦山數(shù)據(jù)管理需求。本項(xiàng)目通過(guò)無(wú)人機(jī)航測(cè)應(yīng)用于露天礦山地形地貌測(cè)量、土石方量的計(jì)量等場(chǎng)景，生成高精度三維數(shù)據(jù)成果，幫助礦區(qū)管理人員精準(zhǔn)獲取礦坑開(kāi)挖程度、計(jì)算開(kāi)挖量以及礦山儲(chǔ)量數(shù)據(jù)等，保障采礦規(guī)劃安全高效進(jìn)行。

設(shè)備選型

由于地處新疆東北部，氣候干旱、常年大風(fēng)，被測(cè)礦區(qū)的飛行環(huán)境惡劣，而客戶卻要求點(diǎn)云精度在5cm以內(nèi)，這就要求航測(cè)方案所選用的無(wú)人機(jī)具備較強(qiáng)的抗風(fēng)性、可靠性、穩(wěn)定性，同時(shí)數(shù)據(jù)采集需要具備較高精度。

千巡翼X8是為航測(cè)領(lǐng)域優(yōu)化打造的大載荷多旋翼飛行平臺(tái)，以往的最佳“戰(zhàn)績(jī)”是，在海拔5000米地區(qū)，7級(jí)大風(fēng)環(huán)境下，載重12.87公斤依然能夠安全作業(yè)。它擁有雙天線差分定向、雙重避障能力，輕松應(yīng)對(duì)強(qiáng)磁干擾和測(cè)區(qū)障礙；90分鐘飛行時(shí)間滿足大面積航測(cè)的“硬性”條件。此外，它還具備超大負(fù)載，兼容多種載荷能力，可以靈活選用激光雷達(dá)。QX-1845R激光雷達(dá)最大測(cè)程1845米，實(shí)現(xiàn)全天候、高效率三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取。兩者搭配，順利完成本次航測(cè)“實(shí)戰(zhàn)”。

方案優(yōu)勢(shì)

1.高精度定位服務(wù)能力：基于千尋位置高精度定位服務(wù)能力，千巡翼X8無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)導(dǎo)航。獨(dú)有的電離層抑制能力加持，使得其定位更加精準(zhǔn)、軌跡解算精度更加準(zhǔn)確、點(diǎn)云數(shù)據(jù)質(zhì)量更高。

2.高穩(wěn)定性飛行平臺(tái)：千巡翼X8無(wú)人機(jī)采用高可靠安全飛控，具備3度冗余備份，雙天線差分定向，配置前視避障模塊和大視角高清晰FPV圖傳。最大起飛重量26.5kg，最大載重13.5kg，具備斷點(diǎn)續(xù)飛、仿地飛行等能力，可以適應(yīng)各種復(fù)雜作業(yè)環(huán)境。

3.高性能機(jī)載激光雷達(dá)：QX-1845R激光雷達(dá)高度集成高性能激光器、高精度POS系統(tǒng)、全畫(huà)幅正射相機(jī)、高穩(wěn)定數(shù)控系統(tǒng)。與千巡翼X8無(wú)人機(jī)搭配，可滿足1:500高精度測(cè)量作業(yè)。

4.一站式軟件服務(wù)：航線規(guī)劃軟件支持精準(zhǔn)仿地/仿線三維航線、支持航線高程檢查；激光雷達(dá)系統(tǒng)具備工程管理、設(shè)備控制、基站標(biāo)定、顯控編輯、一鍵航跡解算、免空三一鍵真彩賦色、點(diǎn)云預(yù)處理、質(zhì)檢、點(diǎn)云分類、方量計(jì)算、斷面提取等功能。

技術(shù)流程本次作業(yè)采用的激光雷達(dá)系統(tǒng)，技術(shù)流程分為需求分析與計(jì)劃制定、航飛實(shí)施、點(diǎn)云預(yù)處理、點(diǎn)云后處理四大步驟。

       外業(yè)飛行根據(jù)測(cè)區(qū)情況，設(shè)置相對(duì)航高300m，航速7m/s，航間距200m，爬升角（飛控自動(dòng)計(jì)算）。無(wú)需架設(shè)基站即可作業(yè)飛行，簡(jiǎn)單高效。

內(nèi)業(yè)處理激光雷達(dá)系統(tǒng)為高效、便捷、高精度數(shù)據(jù)采集與成果輸出提供一站式服務(wù)。

本次作業(yè)點(diǎn)云生產(chǎn)時(shí)間花費(fèi)13分鐘（雷達(dá)原始數(shù)據(jù)RXP轉(zhuǎn)SDC為11分鐘，從SDC生成到LAS點(diǎn)云2分鐘）。

數(shù)據(jù)處理流程

01首先使用FindTrace解算GIPPK，輸出out文件。

02使用QX-PCP軟件進(jìn)行點(diǎn)云預(yù)處理。

03文件自動(dòng)整理

04坐標(biāo)系選擇

05任務(wù)航線時(shí)間段選擇

06設(shè)置濾波參數(shù)生成點(diǎn)云

07使用QX-Scan進(jìn)行點(diǎn)云分類數(shù)據(jù)成果圖片航帶重疊圖片真彩色點(diǎn)云圖片整體點(diǎn)云圖片局部點(diǎn)云圖片數(shù)字高程模型成果檢查圖片點(diǎn)云厚度3.3cm圖片地面點(diǎn)云密度38個(gè)點(diǎn)/平方米圖片點(diǎn)云高程中誤差優(yōu)于5cm項(xiàng)目總結(jié)千巡翼X8無(wú)人機(jī)搭載QX-1845R激光雷達(dá)進(jìn)行智慧礦山數(shù)據(jù)底板采集，獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)符合預(yù)期要求。

從項(xiàng)目實(shí)踐中可以看出，千巡翼X8具備長(zhǎng)航時(shí)、大載重、強(qiáng)抗風(fēng)、自主飛行的特性，單架次作業(yè)效率高，同時(shí)QX-1845R激光雷達(dá)可以更為精準(zhǔn)地獲取地面點(diǎn)，分鐘級(jí)點(diǎn)云處理得到las成果。通過(guò)地面點(diǎn)云生成的DEM，能夠更快地對(duì)比坡頂線與坡底線，更準(zhǔn)確地生成地形圖，計(jì)算開(kāi)挖方量，為礦坑生產(chǎn)管理提供快速精準(zhǔn)的地形數(shù)據(jù)，助力智慧礦山建設(shè)。

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