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H P* n( c0 a$ h0 v$ i 蝙蝠侠大家都看过吧? # P) Z% e. v3 j3 v$ B( p. a* Q: G! m
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。 0 I& I; n" f- P7 g, V8 v/ U- A) \
6 e, v+ Q0 L/ Y& A' ~ 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。 - A0 L3 L7 O2 b, V- M2 ?0 C
Q+ j+ w- B( H2 R 这项技术在今天看来,依然是黑科技十足。
2 E" Y) L( e9 s, h 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」。
! U0 G; R m% Z- `! t 在现实生活中,其实我们已经有了开启「上帝视角」的技术。
8 Z" k; ~1 Q' l( a4 F- s 那就是三维激光扫描仪 LiDAR 。 ' L9 a! H8 }3 N9 x
# I/ m1 e* k r! w 看到这个名字是不是有点熟悉?
1 P7 Y& C) W, N% K2 w 没错,前几天的 iPhone 12 Pro 上,也搭载了类似的东西。 % X! F2 S* v4 z& O/ \9 ^
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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 。 6 ~$ z5 z7 y( R. \# b
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。
5 m; I0 I& C3 D: \2 X0 S, q, _* T 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。 " y p3 W7 i3 U7 Y4 q
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。 : h9 S Z9 Z( E# f! g0 V+ y- _
所以,这些领域对精度的要求特别高。 + F& [/ A0 T, L4 A
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。
5 ]% E' r. s0 j- H6 m6 H 接下来该介绍今天的主角:大疆禅思 L1。 ) N4 X9 x8 o0 T4 E6 t. _' W* C2 a
# x a: T% l0 J3 \+ i& g 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% k2 f' r, \. r 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。
" F( N: E# z1 J$ T 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。
- n6 G# T6 |3 q3 }% e 点云图大家可能没怎么听说过,这里简单解释一下。 : E% o9 H& A: O) C$ c& R- T' o
我们平常看到的树木、石头等景物,都是三维的、立体的。 8 f; t: n0 {* T4 s
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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。
7 i! C% E( g+ u; Y9 A; B 普通的摄像头无法告诉电脑什么叫「立体」。
/ b* \5 Y2 {% {0 C ^ 但利用激光雷达可以。 0 f: d! D9 Y5 Q6 ~% h. \+ Y/ W
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。
& g/ ^1 `9 m: C) N+ K/ S* a8 M* Q 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。 + A: W9 y) _! ^' T( e3 C) s
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。 ; j3 N7 f8 d3 D+ j* Q' d! z
6 X1 U; n4 b/ c% P. [" T 上面说的用 iPhone 去扫描室内环境差不多的道理。 0 ^% ^" _/ k8 L3 v2 \/ E
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。 E5 k$ }) ^: B7 _) \5 U
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。 2 _$ z$ z2 v+ [ M4 }. l% ^
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。 7 T2 [0 M M: ^6 g3 I
几乎纯靠这样的点云图就能知道你看到的是什么东西。 $ M3 I+ [6 r+ u5 \2 `% C
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到这一步,大疆还没有停止。
9 Z& r7 l7 |+ J 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。
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/ A3 N" O3 I. D+ d# X Z 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 t! ^8 s; G$ u1 H, W$ I2 B8 V 说了这么多,肯定会有机友问:这有什么用?
V: x7 o" Y: [$ G 在说这个之前...我要给你们说说这机器的覆盖范围。
1 F, f6 S. r( ]3 d" n: [ 整个无人机单次作业面积 2km²,在最佳状态下测量距离 450m。 9 k8 I4 g+ ~( f A- t% U
扫半座小山,一个小区是没有问题的。 0 d4 m+ W, O" ?$ P+ O1 `
$ ^- p A" z" `! J( j* Y' x3 q& c 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。 2 u' h6 J0 D# G6 \* t! x' P
我举个例子。
/ j" j8 m8 w# U 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。
0 @5 S# j) } E( a 山沟沟很多,光靠说的很难说清楚你所在位置。
% t7 g: h# [. N4 U7 R- F4 u; [ 加上乌漆麻黑,救援人员要找到咱们难上加难。
8 S# J% c% [4 A5 n+ Q$ u9 S 这个时候,这台小飞机就很有用了。
. a9 a# g' {4 S: V/ k' t/ o) C 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。 ; E: v8 u. z- m N! u1 a" e
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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。
3 e3 B- Z6 p+ Q" ]0 |. p8 C 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。
E+ O3 y6 |& e- h 野外救援只是其中一个重要的使用场景。 ( O' x+ m2 n9 O& V7 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。 ' f& T0 J6 m' p/ u8 ^0 s2 H
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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。
4 r: i0 I+ w* U9 [) d% P6 I 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。 0 O2 L6 ^3 @5 L$ ^
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。 : e7 {2 Z; |- H( u8 r" H W+ W) c. W
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。
2 |9 R H2 H" L3 V) b! I9 C 也让这些优秀的产品能惠及我们每一个人。
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