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蝙蝠侠大家都看过吧? . p( y- X1 _: A0 i: ^. o
要数最经典的蝙蝠侠,诺兰的《黑暗骑士三部曲》应该榜上有名。
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还记得在和小丑的决战,蝙蝠侠为了找出小丑的藏身地点,将整个城市市民的手机都改装成了声纳雷达,以此构建出三维立体模型,从而快速地找出敌人。
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这项技术在今天看来,依然是黑科技十足。 ( c5 S' l( G# G- A3 z
实时准确的三维建模,将现实世界整个「搬到」电脑之中,那一刻仿佛是在游戏之中开启了「上帝视角」。
; C( X! k6 i. N( W, V, e 在现实生活中,其实我们已经有了开启「上帝视角」的技术。 6 d& v/ z& _( X; W- `
那就是三维激光扫描仪 LiDAR 。
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看到这个名字是不是有点熟悉?
0 E# k! E( q ]# J/ ~& Y' \" A 没错,前几天的 iPhone 12 Pro 上,也搭载了类似的东西。
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, F, F1 H% ]' D3 r/ f 有的开发者利用苹果的 LiDAR 传感器,制作了用于室内测量的应用: 3d Scanner App 。
3 H' O8 D2 K m& l6 H 只要用 iPad 去扫描得到的三维绘图,可以对室内的空间进行较为精确的空间测量,就民用级别来说已经相当不错了。
- ~. m& [' |) _4 A+ f* Q 在现实的测绘领域,野外勘探或者救援需要的则是更高精度的三维绘图。 7 V7 t" F/ e( w3 t7 |8 _
精度不够,先不说会不会给工程或者救援带来危险和阻碍,就工作来说肯定会带来各种麻烦。
# I! i7 {& h9 x" g$ g, p* n 所以,这些领域对精度的要求特别高。
, K' X: o0 M. e; ?6 k 说到这里,大家应该对现实中的三维扫描建模和测绘有了一定的了解。 # F* f [; l1 g2 O T
接下来该介绍今天的主角:大疆禅思 L1。 * ^9 M! r) H3 [3 d* t, T% b
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禅思 L1 是大疆今天发布的一款工业级别的解决方案,可以给这类三维建模测绘带来极大的方便,与此同时还能提供超高的测量精度。 / E+ n& _- N3 N. o" y
大疆的产品一直都在往专业好用的方向走,不是牛 X 的东西他们就不会拿出来,禅思 L1 也不例外。 + D* ]. Y0 c0 t, } A0 P( D
它可以简单看成四个部分组成:Livox 激光雷达模块,测绘相机,高精度惯导和三轴云台。
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激光雷达和测绘相机配合,工作人员可以实时获得高精度的真实色彩点云。
! F7 Q0 l. u8 s! i8 _& o9 R/ c 点云图大家可能没怎么听说过,这里简单解释一下。 1 V* w, c; V2 g% q! {; @5 ~; T7 [
我们平常看到的树木、石头等景物,都是三维的、立体的。 2 }; O M$ d0 G4 G0 Z
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但是,如果通过摄像头去「看」这些景物,看到的只能是一张平面没有深度没有距离的图片。
: i5 ~/ q. g5 ` k 普通的摄像头无法告诉电脑什么叫「立体」。
6 |* L3 M+ a, p0 ^- \. V 但利用激光雷达可以。 . K/ i1 u, A6 \/ v3 p1 e) j
激光雷达的原理,是将一个个光点投射到这些景物,然后接收返回的光线。 ) p! O! q1 V, L$ ]
通过计算光的反射时间,就能画出一张带有距离信息的大型点阵图。 * ~ K& x# k; G, x: T
高精度的雷达还可以了解到这些景物的形状、颜色、位置等等一连串的信息。 5 p+ l7 L$ P7 F+ Y4 h0 ~* a
4 b, L# `$ d* E5 y g5 ` 上面说的用 iPhone 去扫描室内环境差不多的道理。 2 O9 U0 q ^# R
如果获得的数据信息足够精确,那么,通过这种数据,电脑也能「看」到立体的景物,并且测量出足够准确的信息返回给工作人员。 ' c" X) g& g( c6 w
. D+ v( o* `% [6 _3 {0 Q. ^$ D" h 这,就是点云。 z7 X6 q, A$ ?4 l3 q1 m
配合高精度惯导和大量的有效点云数据,大疆禅思 L1 已经可以在无人机飞行的过程中完成测量。
- D& @2 u) x# X+ F- E 当然,测量不是什么厉害的事情,厉害的是精度 —— 大疆禅思 L1 的测量精度已经达到了厘米级别。 - k2 H. @0 n% D% T. }& B* J3 w
几乎纯靠这样的点云图就能知道你看到的是什么东西。 - Y: ] H j6 |8 o7 u) \
( e/ _9 M& _% \: L. k5 b# r# c, D u 到这一步,大疆还没有停止。
6 @; X5 O7 d8 R 为了让拍摄的测绘图更清晰精准,大疆甚至在禅思 L1 上集成了一个 1 英寸大底的 2000 万像素测绘相机。 7 v# u' K6 v9 E: U9 x8 M8 u
3 N! f1 L) A2 b4 C! V 配合测绘相机,返回的实时点云甚至还能反映出景物的真实色彩,让测绘图更加直观。
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1 Q& p# {. D( D& H 说了这么多,肯定会有机友问:这有什么用? ) b: g: o! {9 t2 V$ i, U( |7 f
在说这个之前...我要给你们说说这机器的覆盖范围。 ! s6 Q! }+ u, \+ q
整个无人机单次作业面积 2km²,在最佳状态下测量距离 450m。 0 i1 D$ a/ {% D/ _
扫半座小山,一个小区是没有问题的。
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$ c* b" P$ s/ N9 m8 b& I! S 在这么高的覆盖范围下,如此高精度的测绘模块,在工业测绘和救援活动之中能为作业带来极大的便利。 1 J6 Y$ b: h0 ~' @8 [( p4 m* c% [* C
我举个例子。 ' H2 g+ \; f8 ^
比如现在是晚上,你爬山的时候脚受伤了,被困在一个地形非常复杂的山沟沟里。 * R$ o+ R' D% D
山沟沟很多,光靠说的很难说清楚你所在位置。
1 Z& x7 C' T* w% x- t: l4 [ 加上乌漆麻黑,救援人员要找到咱们难上加难。 8 e" A9 }8 F. \: m' ^
这个时候,这台小飞机就很有用了。
) W$ ?% g4 C+ k 通过禅寺 L1 将这个地形进行快速且精准的扫描,救援人员可以省时省力地获得当前位置的地貌,定位我们所在的位置。
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然后,指挥搜救的工作人员,可以对整个地形进行实时的测量,快速规划好救援路线,让受困的我们能够快速获救。 ) g! l1 O1 ?4 P, t2 w: K
如果真的是在野外碰到危险的紧急情况,快个几分钟,救援的成功率就又会大些,而且还能保证救援人员和工作人员的安全,这自然是最好的。 " G, R. m, `) u7 H, d; p4 D/ S/ n
野外救援只是其中一个重要的使用场景。 " ?: B* Z- @) w0 L/ _
在基建、农业的测量或运维上,禅思 L1 也能发挥非常大的作用。
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直到现在,类似 LiDAR 进行三维扫描并且得到高精度点云信息,都是成本非常高且难度较大的测绘方式。
! r/ t$ `5 j8 t& j) T# B$ M& c 大疆的这款工业级产品,融合了多个专业测绘技术,将所有的事都变得简单可控,方便省力。 + X# W$ @/ B$ q+ C& M1 H5 P
过去,像这样专业的工业解决方案多数是国外提供的,现在国内终于有了体验和实际效果都达到世界一流水平的解决方案。 + C+ d1 K; g6 x( L/ R- q
希望像大疆这样的中国企业可以越来越多,让我们不管在生活还是工作都不会再碰到所谓「卡脖子」的情况。 & Z' b0 P: p2 [- Q5 s# S+ _
也让这些优秀的产品能惠及我们每一个人。
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