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蝙蝠侠大家都看过吧? # Y0 K$ s3 V$ D- v# G
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。 6 x! E: Y* w2 m& s ^6 r% J8 S
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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。
' a- M: Y4 d& y& R3 D0 E 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」。 : g/ z# Y$ p8 l& z& P1 s
在现实生活中,其实我们已经有了开启「上帝视角」的技术。
/ v( D S! K# t6 R& w& Q 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? $ Y3 S$ o s! `. L4 U$ T" _: T% ?
没错,前几天的 iPhone 12 Pro 上,也搭载了类似的东西。
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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 。 8 U. T+ i! V! s% o5 g i$ S( Z
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。
% ]8 I, G5 x- g 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。
4 P2 q; q- M% Z6 @ 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。 # K. b3 F0 [; [3 X
所以,这些领域对精度的要求特别高。 . W3 I: A, r2 O5 g$ f. p. E6 Q
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。
; X! z8 r6 Q" r% A 接下来该介绍今天的主角:大疆禅思 L1。
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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。 0 w, Z# q1 N/ N' b* \) a
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。 : K9 t: q( k( X
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。 : M6 f% E* ]$ J" A
% @% Y- ^. d, O4 D! \ 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。
7 h0 Q4 Q& i# I. J# t 点云图大家可能没怎么听说过,这里简单解释一下。 $ A4 \, |( B: _) p0 d
我们平常看到的树木、石头等景物,都是三维的、立体的。 + l6 M! Y! A+ r) ?# b5 J
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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。
' b% {9 o1 X; c 普通的摄像头无法告诉电脑什么叫「立体」。
8 B( d z) H( W* z, `& S! e% } 但利用激光雷达可以。 * j+ j0 G9 q7 K8 B+ ^
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。
2 R6 N* z8 N& n: W5 B 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。 / `+ U# x9 E m) X/ L
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。
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1 W) ] k( Y; `; D9 Q* | 上面说的用 iPhone 去扫描室内环境差不多的道理。
, B6 d8 s1 T9 b- \, w 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。
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这,就是点云。 7 [5 d1 k9 r# [
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。 7 ~& I# C* {; D' w4 ?
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。 & J/ a* l# ]( m; s& z( C
几乎纯靠这样的点云图就能知道你看到的是什么东西。 ) i$ C/ Z4 A, R2 e( h+ q- q
, y# \" L' B3 b% s, | H 到这一步,大疆还没有停止。 5 r$ S1 i0 @8 h: u
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。 # ~- V2 G8 r2 h9 b0 {* ]
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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。 3 O& w- p7 g4 U1 C G& D
. N8 ^ q% {" u0 }- O( W0 g 说了这么多,肯定会有机友问:这有什么用?
6 `" L- A9 Q7 i 在说这个之前...我要给你们说说这机器的覆盖范围。
$ S) J$ Z& q, g- H# V" h 整个无人机单次作业面积 2km²,在最佳状态下测量距离 450m。 9 q! I; L, S( S5 i' Q' ]
扫半座小山,一个小区是没有问题的。 & A7 e0 L5 x* a- C% P( b$ Y
* w# o1 M; s1 H! ?5 }; b 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。
6 @% ?5 u# V# Y3 ]; `; w 我举个例子。
+ k- }; |: F: M 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。
6 P- [- ?% I1 K8 f0 A 山沟沟很多,光靠说的很难说清楚你所在位置。 1 @- L* g& G7 j% }6 ^2 U1 `
加上乌漆麻黑,救援人员要找到咱们难上加难。 ! W% X4 j0 U4 g1 I* W2 R
这个时候,这台小飞机就很有用了。 + G6 l; b4 T! r. O: s2 W
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。 0 p4 K! s d9 I9 }8 a& f& B
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。
6 i1 l0 i5 l5 N1 p8 u 野外救援只是其中一个重要的使用场景。
2 n/ A9 C/ J: {0 Q1 }2 v" ^ 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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8 [' U2 a. s& [9 U: A% ~ 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。 & u n3 S& J% n4 H
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。 ' h; i% ]3 Z8 j% c* f2 `
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。 : x8 L/ R1 Z& V" a% \; I6 i1 P( s
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。
+ W/ A2 {6 B9 G. r n3 h 也让这些优秀的产品能惠及我们每一个人。
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