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蝙蝠侠大家都看过吧?
' k \; U& K! d! g; [' C+ ~ 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。 ! S: U+ b6 N5 N7 c
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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。
) _! k" {8 ^1 x$ 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」。
r8 E5 L: m" q/ q 在现实生活中,其实我们已经有了开启「上帝视角」的技术。
* L, J' L: J* a' n 那就是三维激光扫描仪 LiDAR 。 " e0 |5 [$ \: A" X" Z0 b
2 k" @ `. Z- U+ N/ h/ t 看到这个名字是不是有点熟悉? 7 g, a' C! V$ Z, Q! W! T1 @
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 。
- W! x4 X2 k. v 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。
- G7 I4 n4 ~- w: V0 g1 m 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。 6 m; n2 }) N: g& P& p$ o
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。 $ k9 H5 n) y5 u! ]9 Z2 r& x
所以,这些领域对精度的要求特别高。
' _; |* P9 A6 a% Q- q. D7 x 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。 ' @4 b! ?" K5 y2 @( Q
接下来该介绍今天的主角:大疆禅思 L1。
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+ R- g/ D9 ^! w& h 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。
* K7 C0 D8 o# k 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。
2 ~ \: r; Y. o8 a/ q/ ] 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。 ; E5 F5 c5 ~8 X" w
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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。
8 t ]# q7 J# w/ x* b2 u0 S5 Y 点云图大家可能没怎么听说过,这里简单解释一下。 ) D( n0 F4 B2 f- \/ O
我们平常看到的树木、石头等景物,都是三维的、立体的。 ( c- N- @* }( S1 j% o3 h
) j/ L& v/ c | 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。 0 f; J# K- q5 V! i6 L* ^- D: y
普通的摄像头无法告诉电脑什么叫「立体」。
; F5 M; t7 K/ ~9 i0 i' G$ } 但利用激光雷达可以。 - T) m. e L- u! p4 F
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。
7 r4 C" k1 N1 H: G( Z 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。 - J) F' ^# m* I7 Z: G! l! z
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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) T9 ]% G; S* v3 q5 |& Y' k7 r% J! o 上面说的用 iPhone 去扫描室内环境差不多的道理。 & s: W3 J" j& ~; t- @
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。 1 A; n; H2 ^" J# w! X7 p4 x- j; \
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这,就是点云。
7 j8 F0 q% M* {0 P, e- L 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。 ( ~+ s/ G- f3 [; d) o7 f
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。 ' }; P6 g7 _/ M, f/ |
几乎纯靠这样的点云图就能知道你看到的是什么东西。
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到这一步,大疆还没有停止。 6 W; g* c/ ?8 h9 F7 M
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。 ' f8 P5 E, h% z; v, d
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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。
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" C( n& ~4 j' d& g$ j% c 说了这么多,肯定会有机友问:这有什么用? 0 D4 {9 t3 I& k5 B9 x# K
在说这个之前...我要给你们说说这机器的覆盖范围。 / @" E/ w4 G9 J; A G5 C5 ~
整个无人机单次作业面积 2km²,在最佳状态下测量距离 450m。
; h: @$ G$ q# m 扫半座小山,一个小区是没有问题的。
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* B5 M5 b1 ]* k, w) C* M! U 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。 # M! e+ E% G( {- p# ` n/ ^$ s; L
我举个例子。 # F. l7 R \% B
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" E3 E3 G. U1 F. S5 J9 Q 山沟沟很多,光靠说的很难说清楚你所在位置。 6 F; N! ^4 O- [, n3 \. L/ h
加上乌漆麻黑,救援人员要找到咱们难上加难。
5 w5 y* I8 F7 ?- j 这个时候,这台小飞机就很有用了。 + N* o* g. J5 ^1 c5 _/ j6 s" V+ V
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。 2 M. `* ~1 }( l
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。
7 I# M% L1 d& D1 @/ `4 c- t, _8 l4 ^) [ 野外救援只是其中一个重要的使用场景。 3 T/ ] N$ S+ A4 N! E/ W; |
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。
8 v% U) y1 I% `! `- G4 Z* a; o 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。
2 y& |7 x0 O" H 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。 / |9 b: e5 ~- Z8 b N
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。 ! E2 H. j0 a6 @8 d) a8 Y1 V5 S
也让这些优秀的产品能惠及我们每一个人。
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