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

難度大、風險高，什么樣的航測方案能“拿下”這個項目？

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

它是如何做到的？下文將揭秘這座露天煤礦的三維實景航測項目實踐歷程。

項目背景

傳統(tǒng)測量手段效率低、成本高且有安全風險，同時數(shù)據(jù)成果單一，無法滿足智慧礦山數(shù)據(jù)管理需求。本項目通過無人機航測應用于露天礦山地形地貌測量、土石方量的計量等場景，生成高精度三維數(shù)據(jù)成果，幫助礦區(qū)管理人員精準獲取礦坑開挖程度、計算開挖量以及礦山儲量數(shù)據(jù)等，保障采礦規(guī)劃安全高效進行。

設備選型

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

千巡翼X8是為航測領域優(yōu)化打造的大載荷多旋翼飛行平臺，以往的最佳“戰(zhàn)績”是，在海拔5000米地區(qū)，7級大風環(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，輕松應對強磁干擾和測區(qū)障礙；90分鐘飛行時間滿足大面積航測的“硬性”條件。此外，它還具備超大負載，兼容多種載荷能力，可以靈活選用激光雷達。QX-1845R激光雷達最大測程1845米，實現(xiàn)全天候、高效率三維點云數(shù)據(jù)獲取。兩者搭配，順利完成本次航測“實戰(zhàn)”。

方案優(yōu)勢

1.高精度定位服務能力：基于千尋位置高精度定位服務能力，千巡翼X8無人機實現(xiàn)厘米級導航。獨有的電離層抑制能力加持，使得其定位更加精準、軌跡解算精度更加準確、點云數(shù)據(jù)質(zhì)量更高。

2.高穩(wěn)定性飛行平臺：千巡翼X8無人機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，具備斷點續(xù)飛、仿地飛行等能力，可以適應各種復雜作業(yè)環(huán)境。

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

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

技術流程本次作業(yè)采用的激光雷達系統(tǒng)，技術流程分為需求分析與計劃制定、航飛實施、點云預處理、點云后處理四大步驟。

       外業(yè)飛行根據(jù)測區(qū)情況，設置相對航高300m，航速7m/s，航間距200m，爬升角（飛控自動計算）。無需架設基站即可作業(yè)飛行，簡單高效。

內(nèi)業(yè)處理激光雷達系統(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。

本次作業(yè)點云生產(chǎn)時間花費13分鐘（雷達原始數(shù)據(jù)RXP轉(zhuǎn)SDC為11分鐘，從SDC生成到LAS點云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軟件進行點云預處理。

03文件自動整理

04坐標系選擇

05任務航線時間段選擇

06設置濾波參數(shù)生成點云

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

從項目實踐中可以看出，千巡翼X8具備長航時、大載重、強抗風、自主飛行的特性，單架次作業(yè)效率高，同時QX-1845R激光雷達可以更為精準地獲取地面點，分鐘級點云處理得到las成果。通過地面點云生成的DEM，能夠更快地對比坡頂線與坡底線，更準確地生成地形圖，計算開挖方量，為礦坑生產(chǎn)管理提供快速精準的地形數(shù)據(jù)，助力智慧礦山建設。

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