近年來(lái)，無(wú)人機(jī)的技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，而“仿地飛行技術(shù)”因其適用于地形高差大的作業(yè)環(huán)境，也越來(lái)越受到人們的關(guān)注。下面讓我們一起來(lái)看看，仿地飛行技術(shù)有什么過(guò)人之處吧！

Q

什么是仿地飛行？

A

仿地飛行，是指無(wú)人機(jī)在作業(yè)過(guò)程中，通過(guò)設(shè)定與已知三維地形的固定高度，使得飛機(jī)與目標(biāo)地物保持恒定高差。借助仿地飛行功能，無(wú)人機(jī)能夠適應(yīng)不同的地形，根據(jù)測(cè)區(qū)地形自動(dòng)生成變高航線，保持地面分辨率一致從而獲取更好的數(shù)據(jù)效果。

Q

為什么需要仿地飛行？

A

目前一般的無(wú)人機(jī)飛行都是采用定高飛行，這就導(dǎo)致了一些地形起伏較大測(cè)區(qū)由于無(wú)人機(jī)相對(duì)實(shí)際地面的高度不同，造成地面分辨率相差較大，高處與低處的重疊度不夠，出現(xiàn)山頂漏洞、建筑物拉花、精度不夠等情況。

對(duì)于經(jīng)常在山區(qū)飛行的作業(yè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，動(dòng)輒幾百米的高差如果僅能在一定的高度飛行，無(wú)論是成像質(zhì)量還是飛行重疊度都很難有保障。

系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

仿地飛行適用于地形高差大，為了保證山底分辨率與山頂重疊度的情況。

（注意：此處地形高差大指山地為緩坡的情形，對(duì)于陡坡、懸崖、落差大的地形建筑，不建議進(jìn)行仿地飛行，可進(jìn)行常規(guī)平飛方案）

? 解除由于地勢(shì)起伏，造成相鄰影像重疊度不夠，空三失敗現(xiàn)象

? 能夠保持地面分辨率一致，保證模型精度

? 降低由于保證模型效果使飛機(jī)撞山的概率

仿地飛行作業(yè)方式

01

方式一：基于已有DEM數(shù)據(jù)規(guī)劃航線

● 按常規(guī)方式進(jìn)行規(guī)劃航線，設(shè)置“相對(duì)高度”和“起飛點(diǎn)海拔”，選擇“變高航線”。

（注意：相對(duì)高度最低不能低于120m，生成指令會(huì)根據(jù)基準(zhǔn)面海拔規(guī)則進(jìn)行計(jì)算）

02

方式二：預(yù)掃飛行并生成DSM文件獲取高程數(shù)據(jù)

● 預(yù)掃飛行按照正射航線規(guī)劃進(jìn)行飛行。推薦航高：測(cè)區(qū)最高點(diǎn)海拔+150m。

（注意：預(yù)掃飛行的效率與分辨率相關(guān)，分辨率越大效率越高，但分辨率增大會(huì)影響DSM的精度，建議分辨率控制在5~10cm)

● 采用Pix4Dmapper軟件按1米的分辨率生產(chǎn)DSM文件用作仿地飛行底圖。

（注意：采用預(yù)掃數(shù)據(jù)DSM作為地圖時(shí)，建議相對(duì)高度最低不能低于70m，以測(cè)區(qū)實(shí)際情況為準(zhǔn)）

對(duì)于高程變化不頻繁或者高程較為準(zhǔn)確的區(qū)域，可以用軟件自帶的高程進(jìn)行仿地飛行。對(duì)于高程誤差較大或者頻繁變化的區(qū)域（如：垃圾山、礦山），采用預(yù)飛一次得到DSM數(shù)據(jù)，再進(jìn)行仿地飛行。

作業(yè)流程

方式一：應(yīng)用案例

測(cè)區(qū)位于安徽黃山，共0.4平方公里，地形起伏較大，采用仿地飛行模式，使用已有DEM數(shù)據(jù)規(guī)劃航線。

01

現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)

確定測(cè)區(qū)，現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，使用iFly智能航測(cè)助手查詢并調(diào)出測(cè)區(qū)高程信息。

（需電腦上安裝GoogleEarth Pro版本）

▲ iFly智能航測(cè)助手軟件

▲ 選中測(cè)區(qū)，調(diào)取高程

iFly智能航測(cè)助手軟件聯(lián)網(wǎng)打開后會(huì)自動(dòng)把高程數(shù)據(jù)導(dǎo)入到軟件目錄下，其高程精度為30m。右下角顯示經(jīng)緯度及高程信息。

02

航線規(guī)劃

制定航線，勾選仿地飛行，飛機(jī)可沿著坡向飛行或者垂直于坡向飛行，將飛機(jī)飛行至航線起始點(diǎn)。

▲ 航線規(guī)劃

03

無(wú)人機(jī)飛行作業(yè)

飛機(jī)到達(dá)起始點(diǎn)，沿航線方向飛行，下圖黃色標(biāo)點(diǎn)為GoogleEarth Pro中顯示的變高點(diǎn)，飛機(jī)沿航線方向向前探測(cè)高度變化，根據(jù)變高點(diǎn)來(lái)確定變高高度，進(jìn)行仿地變高飛行，完成測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)采集。

▲ 變高點(diǎn)分布圖

04

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

● 飛行數(shù)據(jù)情況●

備注：該測(cè)區(qū)一共飛行2個(gè)架次，兩個(gè)架次在同一地點(diǎn)起降

▲ 空三情況

▲ 模型效果

● 精度驗(yàn)證●

此次航飛外業(yè)預(yù)留5個(gè)檢查點(diǎn)驗(yàn)證精度

方式二：應(yīng)用案例

01

確定測(cè)區(qū)

確定測(cè)區(qū)，在測(cè)區(qū)以比較高的飛行高度執(zhí)行一次航飛任務(wù)，進(jìn)行預(yù)掃獲取測(cè)區(qū)的高程信息。

▲ 規(guī)劃測(cè)區(qū)

02

生成DSM

運(yùn)用Pix4D將剛飛的原始數(shù)據(jù)及其pos信息導(dǎo)入，使用快速低分辨率功能處理數(shù)據(jù)，取消Pix4D中的第二步處理過(guò)程以及第三步的正射影像生成步驟，只生成DSM影像。

▲ 生成DSM

03

規(guī)劃測(cè)區(qū)航線

將生成好的DSM中的tif文件導(dǎo)入iFly智能航測(cè)助手軟件作為高程信息數(shù)據(jù)，用其進(jìn)行航線規(guī)劃。

勾選仿地功能的“變高航線”，選中變高航線后可生成kml文件。

▲ 變高點(diǎn)分布

04

上傳航線

智能監(jiān)控界面上傳規(guī)劃信息，上傳完成則顯示如圖航點(diǎn)命令。（航線中的點(diǎn)為變高點(diǎn)）

▲ 上傳規(guī)劃信息

05

無(wú)人機(jī)飛行作業(yè)

進(jìn)行仿地變高飛行，完成測(cè)區(qū)數(shù)據(jù)采集。

06

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

● 飛行數(shù)據(jù)情況 ●

▲ 空三情況

▲ 模型效果

● 精度驗(yàn)證 ●

此次航飛外業(yè)預(yù)留5個(gè)檢查點(diǎn)驗(yàn)證精度

總結(jié)

仿地飛行過(guò)程中飛機(jī)相對(duì)于地面高度恒定，保證了地面分辨率，保證了精度，提高了模型效果，對(duì)山地起伏地區(qū)作用很大。