DJI представляет Zenmuse L1 – гибридную съемочную систему с LIDAR

Компания DJI недавно выпустила новую функциональную систему в качестве полезной нагрузки на платформы Matrice 300 – DJI Zenmuse L1. Пожалуй, самая главная отличительная особенность технологий DJI состоит в том, что некоторые дроны этого бренда позволяют устанавливать на их базе сразу несколько различных модулей полезной нагрузки в зависимости от требований вашей миссии. Съемочная система Zenmuse L1 сочетает в себе RGB-камеру с 1-дюймовой CMOS-матрицей, высокоточный блок IMU и модуль Livox LiDAR, что гарантирует отличное качество топографического картографирования и аэрофотосъемки для инспектирования различных объектов. Технология LiDAR – это действительно выдающаяся разработка, которая имеется на новой съемочной системе DJI Zenmuse L1. Она использует лазерные световые импульсы для предоставления точных 3D-данных, которые потом будут положены в основу создаваемой карты или отчета об инспекции.

Возможно, вы уже слышали о LiDAR как о новой дорогостоящей разработке, используемой в сейсмологии или географии, но на самом деле технология LiDAR все больше применяется для коммерческих нужд, начиная с управления лесными хозяйствами и заканчивая инспектированием объектов энергодобывающей промышленности. DJI Zenmuse L1 не просто является первой системой полезной нагрузки от DJI с задействованием технологии LiDAR, но также по своей стоимости почти в два раза бюджетнее всех альтернативных вариантов систем LiDAR, предлагаемых другими производителями. 

Сегодня мы подробнее остановимся на всех тех нюансах, которые нужно знать о технологии LiDAR и о том, как DJI Zenmuse L1 максимально использует весь свой потенциал в работе, снабжая вас точными данными и строя 3D-модели в режиме реального времени. 

Что такое LiDAR?

Аббревиатура LiDAR переводится с английского как “обнаружение и измерение дальности с помощью света” (Light Detection and Ranging), что можно назвать методом дистанционного сбора данных с использованием света для измерения расстояния до земли. Технологии LiDAR удается это делать благодаря применению световых импульсов для измерения этого расстояния. А комбинацию полученных данных и другой информации можно использовать для сбора точных 3D-данных о поверхности и форме земли внизу.

Система LiDAR уже не первый год устанавливалась на различных летательных аппаратах – самолетах или вертолетах, а вот интеграция с БПЛА произошла совсем недавно и сразу приобрела более узконаправленный, целевой характер. Дроны с LiDAR на борту обладают целым рядом преимуществ по сравнению с самолетами и вертолетами, они могут летать на ограниченных по площади территориях и вплотную выполнять инспектирование строительных площадок или объектов инфраструктуры. Система LiDAR обычно состоит из лазерной установки, сканера и специализированного GPS-ресивера. Благодаря точности, высокому разрешению и универсальности технологии LiDAR она может применяться для решения целого спектра задач коммерческой направленности, когда требуется составление карт местности и аэрофотосъемка для инспектирования объектов.

Zenmuse L1 – новая съемочная система с большим потенциалом

DJI Zenmuse L1 – это новейшая система полезной нагрузки от DJI, предназначенная специально для платформы Matrice 300 и совмещающая в себе модуль LiDAR, высокоточный блок IMU и визуальную камеру с 1-дюймовой матрицей на 20 мегапикселей на 3-осевом подвесе. Модель L1 – это полезная нагрузка с высокой степенью интеграции, которая отлично работает с беспилотной платформой DJI Matrice 300 RTK и программным обеспечением для картографии DJI Terra. В результате у вас появляется возможность собирать 3D-данные в режиме реального времени как в дневное время суток, так и ночью. Занимаетесь ли вы инспектированием какого-либо объекта инфраструктуры или разрабатываете карту участка под строительство, DJI Zenmuse может помочь вам точно и эффективно внести все характеристики сложных структур и отобразить результат в виде реконструированной 3D-модели.

Модуль Livox Mid70 LiDAR

Система DJI Zenmuse L1 работает вместе с датчиком Mid70 от Livox, способным выдавать 100% эффективный результат в виде облака точек. Датчик LiDAR также отличается впечатляющими показателями дальности обнаружения – 450 м (при коэффициенте отражения 80% и 0 клк) или 190 м (при отражаемости 10% и 100 клк). Это существенно упрощает аэрофотосъемку и топографическое картографирование, ведь теперь вы можете запускать дрон со сканером LiDAR с относительно большого расстояния, тем самым обеспечивая безопасность полета не в ущерб качеству собираемых данных. 

Датчик Mid70 также отличается невероятно эффективными показателями скорости сканирования точек – 240 000 точек/с – и может возвращаться в одно место до 3 раз. При выполнении операций с возвращением >1 раза датчик Mid70 способен держать показатель скорости сканирования точек на уровне 480 000 точек/с. Такие способности лазерного сканера позволяют пользователям не только измерять такие показатели, как высота всходов (в аграрной промышленности), но и измерять цифровую модель высотных максимумов (DSM) и цифровую модель местности (DEM).

Работа в любое время и при любых условиях

Многие съемочные системы полезной нагрузки или дроны для аэрофотосъемки не предназначены для использования в суровых погодных условиях или при недостаточно хорошем освещении. Системы DJI Zenmuse имеют международный класс защиты IP44, что позволит вам запускать их для работы и в дождь, и в туман. Кроме того, их сопротивляемость неблагоприятным погодным условиям дополняется тем, что модуль LiDAR на системе Zenmuse L1 также может работать по методу активного сканирования, а значит подходит для запуска в ночное время суток без ущерба точности получаемых данных.

Интегрированная камера RGB

Помимо установленного на DJI Zenmuse L1 датчика Mid70 LiDAR, эта система также имеет визуальную камеру, которая обеспечивает данными цветопередачи модуль LiDAR в режиме реального времени, тем самым передавая реальный цвет облакам точек и 3D-моделям. Эта встроенная RGB-камера имеет 20-мегапиксельную 1-дюймовую матрицу CMOS и использует механический и глобальный затвор, а также регулируемую диафрагму, схожую с той, что установлена на дроне Phantom 4 RTK. 

Помимо передачи цветовых характеристик модулю LiDAR при выполнении задач по топографическому картографированию, камеру RGB также можно использовать для традиционной фото- или видеосъемки, что может очень пригодиться во время аэросъемки. RGB-камера также оснащена вспомогательным датчиком изображения, который помогает собирать данные о высоте в случае, если во время полета ГНСС выйдет из строя по причине погодных условий. Этот датчик беспрерывно фиксирует данные об ориентации и позиционировании дрона на основе визуальных параметров, что гарантирует успешное выполнение миссии и точность собираемых данных.

Высокоточный блок IMU

Система DJI Zenmuse L1 имеет на борту блок IMU, способный выдавать точные данные для позиционировани. Блок IMU на модели L1 отличается высочайшей точностью: 0.025° по осям тангажа и крена и 0.08° по оси рысканья. При объединении блока с визуальным помощником, системой ГНСС на Matrice 300 RTK и алгоритмами усовершенствованного датчика DJI Zenmuse L1 может показывать уровень точности до малейших сантиметров при передаче данных.

Полностью интегрированная система полезной нагрузки

Система DJI Zenmuse L1 отличается от всех остальных систем LiDAR тем, что полностью интегрирует датчик Livox Mid70 LiDAR с камерой RGB и высокоточным блоком IMU. Эти элементы работают вместе очень четко, что делает эту съемочную систему LiDAR невероятно мощной и универсальной, а значит и использовать ее можно для абсолютно разных направлений – от сельского хозяйство и управления лесными угодьями до участия в поисково-спасательных операциях.

При объединении возможностей L1 с Matrice 300 и компьютерным ПО DJI Terra вы можете использовать L1 для перевода данных от установленного на борту блока IMU и ГНСС дрона, а также с визуальной камеры, что позволит вам создавать точные модели реконструкции и получать детальные отчеты.

L1 – это также первый сканер LiDAR, который может объединять традиционные снимки с камеры с данными LiDAR для создания реалистичных цветных облаков точек и трехмерных моделей. Эти облака точек в 3D-формате можно получать в режиме реального времени, пока дрон с LiDAR на борту еще выполняет свою миссию в воздухе и собирает данные, а вы в это время уже располагаете возможностью принимать решения здесь и сейчас, гарантируя успех вашей миссии.

Непревзойденная эффективность

Пожалуй, самой главной отличительной характеристикой DJI Zenmuse L1 можно назвать эффективность этой системы. Этот модуль LiDAR имеет поле зрения 70° и работает с визуальной камерой RGB для создания реалистичных цветных моделей облаков точек в реальном времени, что позволяет вам видеть ситуацию здесь и сейчас. При установке L1 на Matrice 300 RTK эта платформа с LiDAR на борту может обработать 2 км² в виде данных из облаков точек всего за один полет на высоте 100 м. Система не просто может собрать такой объем данных всего за один полет немногим более 30 минут, но при этом поддерживает перекрытие снимков сбоку на уровне 20% и плотность точек в облаке на уровне 200 точек/м². Такая степень эффективности может быть определяющей при выборе инструмента для создания высокоточных карт местности. 

Просмотр облаков точек в реальном времени

Если включить просмотр моделей из облаков точек в реальном времени, то пользователи могут мгновенно реагировать, опираясь на получаемую информацию, и принимать стратегические решения непосредственно во время миссии. Оператор также может определить, насколько успешной оказалась та или иная миссия, тут же проверив все данные облака точек после полета, чтобы оценить качество собранных данных. Время почти всегда считается ключевой характеристикой во время миссии, а информация в режиме реального времени может позволить вам полностью завершить миссию без каких-либо остановок или вынужденной подзарядки. Пилот может поворачивать подвес, приближать или отдалять детали на модели облака точек во время полета, используя экран на умном пульте дистанционного управления DJI Smart Controller Enterprise в приложении DJI Pilot. 

Это даст вам возможность просмотреть 3D-модель под каждым углом, чтобы правильно интерпретировать полученные данные. DJI Zenmuse L1 также позволяет удобным образом переключать обзор с дисплея облаков точек на прямой эфир с RGB-камеры и обратно или установить дисплей сразу с двумя видами обзора, чтобы одновременно видеть происходящее в двух режимах.

Измерения, пояснения и постобработка

Пользователи могут и далее работать с моделью из облака точек, подключая функции измерения и пояснения, что позволит узнавать значение и далее работать с важнейшими параметрами модели. Обрабатывать такие данные очень легко, если вы используете программу DJI Terra, которая выполняет расчет показателей системы позиционирования и ориентации и объединяет данные с блока IMU и ГНСС для расчета характеристик облака точек и видимого излучения. Таким образом, вы сможете просто и быстро создавать реконструированные модели и точные отчеты о проделанной работе, что поможет вам интерпретировать и сохранить те данные, которые поступают к вам во время миссии.

Применение Zenmuse L1

DJI Zenmuse L1 – незаменимый инструмент в топографическом картографировании благодаря тому, что эта система может создавать высокоточные цифровые модели местности и цифровые модели максимальных высот. С помощью вторых вы будете иметь возможность быстро создавать топографические карты, которые далее помогут вам в проведении инспекций на местности.

Архитектура, инженерное дело и инспектирование строительных объектов

Эта съемочная система с LiDAR на борту также может помочь в управлении проектом от начала и до конца в таких областях, как архитектурное и инженерное дело, а также в инспектировании мест застройки благодаря генерированию точных 3D моделей и моделей из облаков точек. Если в ваши задачи входит нанесение на карту обширной площади застройки или проведение инспекции здания, создание 3D-модели объектов культурного или природного наследия, съемочная система DJI Zenmuse L1 совершенно точно будет подходящим инструментом в этой работе.

Энергетика и инфраструктура

В энергетической промышленности управление линиями электропередачи и энергостанциями требует постоянного проведения инспекций для гарантии безопасного и эффективного функционирования этих структур. Технология LiDAR на базе DJI Zenmuse L1 может помочь сгенерировать 3D-модели таких сложных и рассеянных на местности объектов, снабжая вас точной информацией и рационализируя процесс инспектирования. Благодаря технологии аэросъемки LiDAR система L1 также может помочь в мониторинге инфраструктуры на участках строительства, что существенно облегчит инспектирование и поддержание объектов в безопасном состоянии. 

Сельское хозяйство и управление лесными угодьями

В сельском хозяйстве управление крупными агрокомплексами также требует выполнения рутинных задач и анализа таких параметров, как плотность посева и всходов. Благодаря точным данным, которые может обеспечить система DJI Zenmuse L1, и возможностям постобработки информации при помощи программы DJI Terra вы можете наблюдать и анализировать всхожесть культур, а также их состояние. Съемочная система с LiDAR также может помочь вам в управлении лесным хозяйством, предоставляя данные о таких факторах, как запас насаждения и ширина крон, для более эффективного наблюдения за состоянием природных ресурсов. 

Органы правопорядка и службы спасения

Отряды пожарной службы, поисково-спасательных организаций и представители органов правопорядка также могут взять на вооружение возможности DJI Zenmuse L1, ведь модели из облака точек, передаваемые в реальном времени на экран оператора, можно использовать для отслеживания чрезвычайных ситуаций и принятия решений на основе актуальной информации. Чем более информированы будут такие отряды о реальной ситуации, прежде чем оказаться в эпицентре событий, тем больше они могут обезопасить себя и тех, кому они пытаются помочь.

DJI Zenmuse L1 – новейшая разработка с привлечением технологии LiDAR

Беспилотные летательные технологии навсегда изменили и вывели на новый уровень то, как люди составляют карты местности, инспектируют промышленные объекты и проводят аэрофотосъемку. Привлекая дроны для быстрого сбора данных с безопасного расстояния, мы можем мгновенно получать актуальную информацию, которая помогает нам сэкономить время и деньги. Создатели системы DJI Zenmuse L1 смогли еще больше продвинуться вперед и внедрить для этих целей технологию LiDAR, тем самым создав модуль полезной нагрузки, который может в реальном времени переводить облака точек и разрабатывать топографическую карту местности.

Благодаря возможности активного обнаружения модуля LiDAR система Zenmuse L1 может сканировать рельеф местности для сбора облака точек даже в ночное время или в условиях плохой освещенности. Модуль является надежной конструкцией с классом защиты IP44, а это значит, что ему не страшны осадки и плохие погодные условия. Если вы находите в поисках инструмента, специально разработанного для топографического картографирования и аэрофотосъемки, то Zenmuse L1 станет отличным и выгодным приобретением. Благодаря интегрированной RGB-камере и высокоточному блоку IMU практически любая возлагаемая на систему миссия будет ей по плечу.