24小時服務熱線 15528269059
全國服務熱線  028-69589888

微信掃一掃了解更多

儀器銷售、維修、檢定、租賃、技術指導

一站式測繪服務平臺
產品中心
  • RTK/GPS
    中海達
    中海達-北斗海達系列
    中海達-華星系列
    中海達-海星達系列
    華測
    華測-華易系列
    華測-雙微系列
    華測-精靈系列
    華測-中繪系列
    南方
    南方-天宇系列
    南方-三鼎系列
    南方-瑞得系列
    南方-科力達系列
    UFO
    天寶
    司南
    合眾思壯
    思拓力
    千尋
    新大陸
    天碩
    蘇州一光
    北斗中移
    阿爾法
  • 無人機
    大疆
    縱橫
    極俠
    飛馬
    中海達
    華測
    南方測繪
  • 無人船
  • 三維激光掃描儀
    中海達
    徠卡
    九洲星熠
    飛馬
    法如
    天寶
    拓普康
    象印科技
    華測
    華測
  • 全站儀
    南方-天宇系列
    拓普康
    中緯
    南方
    南方-瑞得系列
    南方-三鼎系列
    南方-科力達系列
    中海達
    華測
    徠卡
    天寶
    賓得
    索佳
    蘇州一光
    大地
    UFO
  • 經緯儀
    南方
    歐波
    大地
    賽博
    博飛
    徠眾
  • 垂準儀
    電子垂準儀
    垂準儀
  • 水準儀
    自動安平水準儀
    電子水準儀
    老式水準儀
    激光水準儀
  • 手持測距儀
    深達威
    博世
    南方
    徠卡
  • 標線儀
    東英
    博世
  • 手持GIS
    中海達
    集思寶
    華測
  • 對講機
    調頻對講機
    網絡對講機
  • 檢測儀器專區
    鋼筋掃描儀
    樓板測厚儀
    回彈儀
    地質羅盤儀
    裂縫寬度/深度
    驗房工具
  • 儀器附件配件專區
    連接頭
    RTK/GPS配件
    電子水準儀銦鋼尺
    全站儀配件
    水準儀塔尺
    腳架
    反射片
    基座
    尺墊
    花桿
    卷尺
  • 其他測量儀器
    測輪
    測量望遠鏡
    測繩
    激光指向儀
    計算器
    測釘

無人機正射影像輔助無人船測深作業實踐案例分享

圖片

前言 2021.1.20

近年來,搭載單波束測深儀的無人船被越來越廣泛地應用于近海與內水的水深測量工作中,相較于傳統測量船測深,無人船具有操作簡便、吃水淺、機動性高等優點,能夠大大降低作業成本和勞動強度,尤其在淺水區和小型獨立水域作業相較于傳統測量船具有明顯優勢,結合RTK三維定位技術與無驗潮測深模式的推廣,無人船測深技術也日益成熟。對于無人船測深的實際應用,國內學者進行了大量的研究與實踐。在測區面積較大且存在岸線邊界、出露淺灘、礁石、漁網區、水上設施等障礙物的復雜水域環境下,無人船測深系統作業模式受到限制,當操控者與無人船相距過遠或無人船不在操控者視線范圍內時,操控者難以判斷無人船與周邊障礙物的相對位置關系,會導致測繪工作難以完成。

圖片

iBoat BS3智能無人測量船超淺水測量

本研究提出了一種利用無人機正射影像輔助無人船測深的方法,采用無人機快速采集并拼接完成正射影像,以正射影像作為底圖劃定測繪邊界及水上障礙物范圍并據此規劃設計無人船自動航行路線,并開展了應用實踐,證明了該方法能有效提高無人船測深作業效率并保障無人船的作業安全。


一、無人船測深系統

無人船測深系統由岸基控制系統與測深船兩部分組成。岸基控制系統一般由通信基站、遙控器以及導航測深所需要的筆記本電腦組成(圖1),若采用單基站RTK方式定位,則岸基還需增加RTK基站等輔助設施。測深船集成了主控系統、GPS、羅盤、測深儀、電源、推進部件以及用于輔助航行的攝像頭、避障雷達等。

圖片

無人船測深系統示意圖


無人船測深作業模式包括自動航行和手動遙控兩種:自動航行是無人船在大、中型水域作業時的主要模式,通過DXF格式坐標文件或衛星影像圖中劃定測區,根據測區范圍在導航軟件中規劃自動航行路線(圖2),按照設計航線自動進行航行測量;手動遙控主要用于無需布設測線的小型水域和作為自動航行未到達的周邊不規則區域的補充測繪手段,在實際工作中一般需2種方式結合使用。

圖片

無人船精準自主導航


無人船的遙控人員無需登船進行導航,大大降低了人的勞動強度和安全風險。在復雜水域中,傳統測量船導航人員可根據岸線、水上水下障礙物與船的相對位置關系隨時修正航行線路,而無人船雖然配備了衛星影像圖作為工作底圖來輔助測繪,但由于衛星影像圖中水位與實際存在差異,且更新慢、分辨率低,常常無法滿足復雜水域環境的測區劃定和測線布設需求。

圖片

實際操作中需要采用手動遙控模式,圈定測區岸線邊界和水中障礙物范圍來解決上述問題,導致操控者需跟隨無人船移動,不僅增加了工作量,當岸區條件惡劣時還增加了作業安全風險。對于相對靠近岸邊的出露淺灘、礁石等水上障礙物能夠粗略圈定,而遠離岸邊的水上障礙物則無法進行測繪。


二、無人機正射影像輔助無人船測深

01

無人機正射影像獲取

無人機技術因其靈活、快速且不受地形、環境等條件制約的特點,被廣泛應用于大比例尺測繪中,且均取得了較好的成果。利用無人機航空攝影獲取的正射影像替代衛星影像輔助無人船測深,可以有效地解決復雜水域無人船測深的測線布設問題,其優點在于現時性與高分辨率:在無人船測量開始前的踏勘和控制布設階段根據水域復雜程度進行無人機的航空攝影。由于正射影像僅用于自動航行線路設計,其平面精度要求較低,因此對像控點數量、像控點布設方法、無人機航高、航向重疊范圍和天氣等要求也相對較低,目前國內能夠對無人機正射影像進行處理的軟件較多,精度及可靠性也均可保證。

中海達復合翼無人機 iFly V10一鍵起飛


02

自動航行線路設計

經像控點糾正和拼接后生成的正射影像成果即可作為自動航行線路設計的工作底圖,輔助進行岸線及水上障礙物范圍線的圈定。范圍線圈定應綜合考慮定位精度、船體大小、航速、轉彎半徑、流速等因素以確保航行安全。在利用影像圈定的范圍線內進行自動航行線路設計,對軟件生成的自動航行線路進行人工干預調整以提高作業效率和安全系數。

無人機規劃航測自主飛行

03

水位控制

水位的控制是此方法得以實現的重要保證,無人船測深作業水位不應低于正射影像獲取水位。對于水位受潮汐影響巨大的海上作業區,應在正射影像獲取時記錄水位,在水位不低于正射影像拍攝水位時進行作業,或根據水位適當縮小測量范圍,以保證作業安全。在水位短期內處于穩定的水域,如河流、水庫、湖泊等影響較小。


三、實踐應用案例

借助2019年開展的山東省大型水庫1∶2000水下及近岸地形測量項目,開展了無人機正射影像輔助無人船測深技術在水庫水下地形測量和近岸地形測量的應用實踐。實踐位置選在位于山東費縣的許家崖水庫,水庫面積約為29.36km2,水庫中存在大量被堤壩、橋梁等分割的小型獨立水域,常規測量船難以進入,特別適合無人船進行測深作業。位于水庫中心位置的一處大面積淺灘為本次實驗測區。

01

正射影像采集

在許家崖水庫使用烏克蘭進口AEROS-912動力三角翼飛機執行航空攝影任務,使用RIGELVUX-1機載激光雷達系統執行航攝,集成索尼A7R2相機,作業飛行高度可達1000m、絕對高程精度可達5cm、多次回波、點頻可達600kHz、滿足大比例尺測圖要求,最終獲取了地面分辨率0.07m正射影像。

01

無人船作業

項目采用了云洲SE40與華微5號兩種類型的無人船進行試驗作業,兩艘無人船長度均為1.6m,搭載電池及配件后總重量不超過40kg,船體及測深儀吃水在0.2m以內,均為輕便靈活、運輸方便的小型測量無人船,2名作業人員可以較為輕松地完成全部工作。在風浪較小的水域,無人船實地自動航行軌跡線與設計測線間距誤差可達10~20cm以內,是傳統測量船難以達到的。

根據衛星影像圖圖1顯示,距離許家崖水庫岸邊約300m有一處約215m×60m的淺灘,在高水位時該淺灘可完全淹沒在水中,在低水位時露出水面,遙控人員無法判斷其與無人船相對位置,本研究使用項目已獲取的地面分辨率0.07m正射影像嘗試解決這一問題。

圖1   不同時期許家崖水庫衛星影像


圖2為本次無人機航測所獲取的正射影像,水涯線、水下淺灘礁石均較為清晰,出露淺灘南側存在人工養殖池,養殖池延伸至岸邊,此區域較難判定是否存在行船風險,在圈定作業范圍線時先將此區域扣除,同時作業范圍線盡量避開水下淺灘、水下礁石,經圖上測量,作業范圍線距離水涯線均在10~20m。

圖2   2019-07許家崖水庫正射影像


將劃定好的作業范圍線導入隨機軟件,按照20m間距進行測線布設,對生成的自動航行線路進行規劃設計(圖5),優化航行路線并減少航行風險,其中在最南側節點38-39處,無人船將自西向東穿越人工養殖池,此區域自動航行存在風險,在實際操作時切換為手動模式進行穿越,在抵達39節點后切換回自動模式完成剩余測線,完成全部測繪工作后返回Home點。無人船外業數據采集前利用GPS-RTK方式測定水面高程,確定實時水位不低于正射影像采集時水位。

圖3 無人船自動航行線路

圖4   許家崖水庫數字線劃


圖4為本次無人船所采集數據與機載LIDAR獲取的水上點云數據拼接整飾后生成的數字線劃圖,水下高程數據與水涯線間距在20~30m,基本能夠達到1∶2000比例尺水下地形圖圖上1cm的要求,通過無人船采集數據與傳統測量船覆蓋區域檢核比對,測量誤差滿足精度要求。


四、結論

本研究提出了一種利用無人機正射影像輔助無人船測深的海天一體化作業方法,并對許家崖水庫中心區域進行了測繪實踐應用,實踐結果表明,該方法能夠最大限度完成復雜水域的測繪任務并保障無人船的安全。研究得出以下結論:

⑴目前無人船大多采用衛星影像圖作為自動航行線路設計的工作底圖,但由于衛星影像圖更新慢、分辨率低,且水位與實際存在差異,工作中常常無法滿足復雜水域環境測深作業需求,利用無人機正射影像作為無人船自動航行線路設計的工作底圖能夠解決以上問題。

⑵利用高地面分辨率無人機正射影像結合對水位的控制能夠保證無人船在復雜水域中獲取的高程數據達到1∶2000比例尺水下地形圖的測點間距要求。

⑶采用此方法設計的無人船自動航行路線能夠有效避開復雜水域中的水上、水下障礙物,保障無人船的航行安全。同時自動航行路線設計完全在內業工作中實現,節約了外業現場手動航行圈定測繪邊界及水上障礙物范圍的時間,提高了作業效率。

⑷無人機與無人船均具有輕便靈活、自動化、高效率的特點,各自在測繪領域的應用已非常普遍,將二者結合使用,能夠實現水上水下一體化測繪,是“無人時代”海洋測繪發展的方向之一。

      轉自“溪流之海洋人生”微信公眾平臺編輯整理

我們的服務
品質保障
原裝正品
免費上門培訓
1對1技術指導
就近發貨就近售后
24小時全國服務熱線(微信同號)
155-2826-9059
聯系了解最近分公司地址
聯系我們
工程測量儀器
登錄
登錄
我的資料
留言
回到頂部
主站蜘蛛池模板: 三亚酒吧KTV会所 专业舞台音响灯光 智能影音 会议音响工程 首选海南东演音响公司 | 汽车衡,进口地磅,地磅厂家,无人值守称重系统丨青岛维特沃斯 | 斜管填料_斜板填料_纤维球_果壳活性炭_立体网状填料_纤维球厂家-巩义市德科净水材料有限公司 | 激光切割机_激光切割机价格-山东大威激光科技有限公司 | 河南电梯公司_郑州电梯公司_河南家用别墅电梯厂家-郑州嘉祥机电设备公司 | 洛阳轴承研究所有限公司 | 首页-青特集团官方网站 | 转炉挡渣机构,转炉滑板挡渣,滑动水口生产厂家-河北瑞华冶金科技有限公司 | 铱金供应-上海钌合金-氯铱酸厂家-上海庞势新材料科技有限公司 | 全自动冷冻研磨仪-高通量组织研磨仪厂家-「杭州宋慈智能科技」 | 输送机_山东输送机厂家-山东中输输送机械有限公司 | 普利塞HS穿刺活检针-巴德穿刺活检针-美创爱琅Argon活检针同轴针-山东瑞玺源 | 河北太尚园林-太尚雕塑厂家_石雕_不锈钢雕塑厂家_铸铜雕塑_雕塑设计定制 | 青岛大倾角输送带厂家_橡胶挡边输送带_波纹状挡边输送带_大倾角输送带型号-青岛朗森橡胶有限公司 | 聊城市城乡规划设计研究院官方网站| 美缝剂_美缝剂加盟_瓷砖美缝剂_美缝剂厂家_填缝剂_领翔美缝剂-【官网】 | 美标球阀_美标闸阀-浙江川一阀门有限公司 | 水环式真空泵-旋片式真空泵-上海飞鲁泵业科技有限公司 | 篮球场围网|网球场围网|球场围网|体育场围网_安平县炎煌丝网制品有限公司 | 远东齿轮泵|高粘度齿轮泵|三螺杆油泵|沥青保温泵|高粘度稠油泵-远东泵业官网 | 拉丝机_拔丝机_拉丝设备_丝网机械 - 安平县泰煌拉丝机厂家 | 检重秤,液化气充装秤,滚筒电子秤,汽车衡厂家|上海越衡实业 | 金属网帘|金属帘|装饰网帘|金属环网|金属幕墙网|金属垂帘|金属扣帘-安平县名图金属丝网制品有限公司 | 萘系减水剂|缓凝|早强|聚羧酸|混凝土|石膏板|管桩减水剂厂家-潍坊英宏建材有限公司 | 深圳理津技术有限公司(REHLOGY)-全球工业品供应商:自动化产品|仪器仪表|设备|备品备件|工具|消耗品|非标设备|建筑工程等一站式综合服务! | 太原塑料托盘,塑料筐,塑料箱,塑料垃圾桶_太原都程塑料制品有限公司 | 玉米加工机械_玉米深加工机械_玉米加工设备--河南工粮机械设备有限公司 | 矿用精确定位系统,井下4G无线通讯系统,工作面集控系统,皮带保护系统-山东新云鹏电气有限公司 | 耐火砖厂家价格-郑州荣盛窑炉耐火材料有限公司 | 食用油灌装机-油类食用油灌装设备-液体灌装机_青州市惠联灌装机械 | 太原重卡叔叔运输有限公司-山西太原大件运输、太原物流公司、太原货运物流、太原大件运输、太原货运信息、长治物流公司、长治大件运输、晋城物流公司、晋城大件运输、忻州大件运输、朔州大件运输、阳泉大件运输、大同大件运输、吕梁大件运输、临汾大件运输、运城大件运城 | 武汉不锈钢水箱厂家_武汉不锈钢消防水箱定做批发_武汉不锈钢消防水箱加工厂 | 实木运动地板价格_运动木地板厂家-欧氏实木运动地板网 | 狠狠穞A片一區二區三區-免费网站在线观看人数更新时间-欧洲尺码日本尺码专线不卡顿,国产大尺度禁片未删减版,baomaav | 张家港起重搬运吊装,工厂设备搬运服务-张家港易源起重搬运有限公司 | 真空热处理-渗碳热处理-氮化热处理-[东莞德亿]专业热处理加工厂家 | 造雪机|人工造雪机|造雪机价格|造雪机厂家-河南晋安机械科技有限公司 | 火绒杀毒软件|火绒安全企业版_西南|四川|重庆|贵州|云南|西藏|成都火绒服务中心_成都火影科技有限公司-火绒安全|成都火影科技|火绒 | 昆明集装箱-云南住人集装箱活动房厂家|移动板房出租赁定制 | 深圳展厅设计_产业园区展馆设计_展馆设计公司_健康产业展馆设计_展厅设计哪家好_华竣国际 | 四川杨氏达防水材料有限公司 |