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无人机航测

    2009年伊始,武汉武大卓越科技有限责任公司与武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室开展无人直升机(UAV)的应用合作,利用无人直升机作为载体,综合集成CCD相机、Lidar(三维激光扫描)、POS(动态定位定姿)和通信传感器的无人直升机低空遥感多功能测量系统,为地表空间信息的获取、处理和分析提供一种机动、灵活且不受其他因素限制的低空遥感平台,服务于无人直升机电力巡线、无人机航测、无人岛礁及滩涂航测、大型露天煤田自燃监测、大型水库堤岸监测和渔产资源调查、国土测绘、土地调查、应急指挥、精细农业等领域。

无人机航测

开发生产单位

武汉武汉武大卓越科技有限责任公司

开发时间

20093月至今

飞行平台

  • 瑞士Scout公司生产的B1-100无人机作为传感器搭载平台。
  • 2种飞行模式可选择。常规手动模式可进行高机动飞行,或由B1-100集成的INS/GPS自动飞行控制系统接管无人机,按预定航迹进行飞行
  • 空重仅为44公斤,提供了多达31公斤的有效载荷(含10的燃料载荷能力(标准),2公斤的飞行控制系统(FCS),最大起飞重量达到75公斤。

激光雷达

  • 专为无人机飞行平台设计开发的防碰撞激光扫描仪;
  • 该激光扫描仪设计紧凑、轻巧,针对无人机载重能力不足的缺陷进行了轻量化优化,在提供足以承受无人机起降、飞行过程中的冲击和振动的刚性的同时,保证了机械结构的轻便;
  • 专门针对如电力线等低断面小目标进行了优化,可获得高精度的地表扫描数据。

图像航拍

  • 全画幅数码单反机身搭配28mm定焦镜头组建,最高可拍摄5616×3744分辨率(约2100万像素)影像。

POS系统

  • 加拿大Novatel公司提供的SPAN系统。该系统将GPSINS定位的优势结合起来,提供准确、可靠的飞行姿态数据。

完善的服务体系

  • 依托武大卓越公司品牌,建立了快捷、完备、经济、高效、人性化的本土化售后服务体系

航测系统——子系统及功能介绍

飞行平台



无人机遥感平台以瑞士Scout公司生产的B1-100无人直升机作为传感器搭载平台。B1-100直升机使用专业风冷电喷航空发动机搭配专业航空变速箱作为动力总成,空重仅为44kg,提供了多达31kg的有效载荷(含10L的燃料载荷能力(标准),2kg的飞行控制系统(FCS)),最大起飞重量达到75公斤。 
B1-100有2种飞行模式可选择。常规手动模式可进行高机动飞行,或由B1-100集成的INS/GPS自动飞行控制系统接管无人机,按预定航迹进行飞行。INS/GPS自动飞行控制系统允许操纵杆模式以及航点(GPS)模式,可较好完成航飞任务。 


激光雷达

无人机遥感平台搭载RIEGL公司生产的LMS-Q160型号激光扫描仪。LMS-Q160激光扫描仪是一款专为无人机飞行平台设计开发的防碰撞激光扫描仪,该激光扫描仪设计紧凑、轻巧,针对无人机载重能力不足的缺陷进行了轻量化优化,在提供足以承受无人机起降、飞行过程中的冲击和振动的刚性的同时,保证了机械结构的轻便,是无人机平台激光扫描仪的理想选择。在扫描性能方面,LMS-Q160激光扫描仪专门针对如电力线等低断面小目标进行了优化,可获得高精度的地表扫描数据。

图像航拍

无人机遥感平台的成像传感器部分采用Canon EOS 5D MarkII 全画幅数码单反机身搭配28mm定焦镜头组建,最高可拍摄5616×3744分辨率(约2100万像素)影像。近期试飞证明该成像传感器可在中低空较好的完成高分辨率对地观测任务。

POS系统

B1-100无人直升机遥感平台搭载的POS系统为加拿大Novatel公司提供的SPAN系统。该系统将GPS与INS定位的优势结合起来,提供准确、可靠的飞行姿态数据。该系统使用的IMU模块为IMAR生产的IMU-FSAS-EI,相关技术规格文档可参见表2。Span系统的GPS模块使用Novatel生产的ProPak-V3 GPS接收机,ProPak-V3采用耐久的金属材料封装,这就使它即使在恶劣的环境中或EMI存在的条件下工作依然可以实现精确的定位。

提供数据
  1. DOM数字正视影像图
  2. DEM数字高程模型
  3. DSM数字表面模型
  4. DLG数字线划图

应用方向

国家电网

随着我国经济快速发展,对能源的需求越来越大,超高压大容量电力线路大幅扩建。线路走廊经常穿越各种复杂的地理环境,如经过大面积达水库、湖泊和崇山峻岭等,这些都给电力线路的检测带来了很多困难。特别是对于电力线路穿越原始森林边缘地区、高海拔、冰雪覆盖区以及沿线存在频繁多滑坡、泥石流等地质灾害,大部分地区山高坡陡,交通和通讯极不发达时,如何解决电力线路的日常检测,提高检测精度和效率,成为困扰电力行业的一个重大难题。而应用无人直升机巡线则能从根本上解决以上问题。

武汉武大卓越科技有限责任公司先后到南方电网、广东电网研究院、三峡工程总公司、南自集团、国网公司武汉高压研究所等国内多家专业用户单位调研,期间针对输配电网不同地域、多种作业项目等相关需求进行了深入地探讨;通过调研,卓越科技不断完善ZOYON-UAV无人直升机电力巡线系统,该系统不仅可完成故障巡线、常规巡线、年度巡线等多项巡线任务,且较其它巡线方式具有明显提高巡线效率,降低线路运行维护成本,安全性高的优势;在巡线同时可对输电线路进行三维建模,进而为将来数字化电网建设奠定坚实的基础。

国家海洋

我国濒临西北太平洋,大陆岸线长1.8万公里,面积大于500平方米的岛屿6500多个,内水和领海主权海域面积38万平方公里。根据《联合国海洋法公约》有关规定和我国的主张,我国管辖的海域面积约300万平方公里。从我国未来发展全局看,海洋对保障国家安全、缓解资源和环境的瓶颈制约、拓展国民经济和社会发展空间,将起到更加重要的作用。

随着经济全球化进程的加快,我国经济布局将进一步向滨海地区集聚,与世界经济的联系日益加深,国家利益的扩展使海洋的战略地位和重要作用更加突出;贯彻落实科学发展观,对有序开发海洋资源,着力保护海洋生态环境提出了更高要求;综合国力的提高为国家加大对海洋事业的投入提供了保障;海洋经济的快速发展要求海洋事业提供更好的指导、管理和服务;新技术的应用对海洋事业的支撑作用更为明显。

武汉武大卓越科技有限责任公司无人直升机三维航测系统可以广泛应用于无人岛礁航测、近海滩涂航测以及港口内水污染面积航测等多个领域。

大型水库

如今,我国已建成各类水库8.6万座,其中大型水库有493座,中型水库3100多座,小型水库更是星罗棋布。每年水库的安全度汛工作都是国家水利部门的重点工作。水库所在位置由于地质构造条件不同,水库安全运行也不同程度受到地质灾害、大面积降雨等因素影响。例如高强度降雨造成泥石流、地震或者其它因素造成山体滑坡,都会给水库安全运行带来较大的隐患。

以往的检测手段大多采用传感器利用无线传输的原理进行灾害报警的方式进行监测,存在维护困难、无法及时定量分析堤岸垮塌范围及土石方体积数据等劣势,就无法及时有效采取应对措施。

武汉武大卓越科技有限责任公司无人直升机三维航测系统可以通过三维建模和测距等手段对水库堤岸监测。

大型露天煤田

面对我国能源需求的持续增长,国际石油供应紧张,油价大幅上涨,煤炭作为我国主要能源的地位和作用越来越重要。随着我国煤炭资源的不断开发,露天煤矿所占有的比例也在逐年增加。我国56%的矿井开采易自燃煤层,而煤炭自燃现已成为露天矿山的重大自然灾害之一。

由于煤炭属于不可再生资源,为保障我国对于煤炭资源的合理开发和利用,煤矿对于自燃情况的处理尤为重要。不管是那种处理方法都需要对大型露天煤矿的自燃区域进行可靠定位和面积测定,武汉武大卓越科技有限责任公司无人直升机三维航测系统可以红外高精度相机融合GPS数据、定位定姿数据等手段准确高效对大型露天煤田自燃点进行定位和面积测算,同时通过三维建模和测距能够对大型露天煤矿建立三维模型,为大型露天煤矿数字化管理提供有力保障。

其它行业

武汉武大卓越科技有限责任公司无人直升机三维航测系统还可以广泛应用于交通行业智能交通系统路况信息实时监测、数字化公路, 国土部门土地利用调查,其它:环境保护、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、林火病虫害防护与监测等领域。

实测图例

电力巡线  


导线接续管过热


均压环错位


玻璃绝缘子自爆


杆塔与周边植被

铁塔间电线连接件清晰可见  


无人岛礁及滩涂测绘


青岛海域无人岛礁航测


城市建筑物三维航测


水库闸门堤岸航测