Ecodrone®轻小型机载激光雷达系统
产品简介
详细信息
Ecodrone®轻小型机载激光雷达系统
易科泰轻小型机载激光雷达系统，是我公司在自主研发的Ecodrone®多旋翼无人机遥感系统基础上，搭载的激光雷达传感器，自主集成研发的全新一代机载激光雷达系统，革新了激光雷达的航空扫描模式。相对传统机载激光雷达动辄上百公斤的自重、上千万元的售价、复杂的操作和高昂的运输及后勤费用，本产品具有体积小、重量轻、成本低、适应性强和操作简便等优势。
为适应客户对价格、产品功能、所需精度等指标的不同需求，我公司提供两种解决方案供选配，分别为基于Velodyne公司Puck Lite传感器的无人机激光雷达SCOUT方案和基于Riegl公司miniVUX传感器的无人机激光雷达miniRANGER方案。
主要技术指标
1、EcoDrone UAS-8无人机平台
1) 整机重量≤5000g，起飞重量≥15000g，载荷≥5000g，对称轴距1200mm，自动折叠脚架，螺杆电机，减震无虚位
2) 具备强大的可扩展性，可灵活安装配置多光谱、高光谱、红外热成像、LiDAR、可见光等各种传感器，可同时安装其中任意两种传感器以同步采集多样化地面信息
3) 空载悬停时间不低于50分钟，有效作业时间30分钟（搭载多光谱相机），飞行速度10m/s
4) 高精度GPS定位模块，支持GPS／北斗双模
5) 具备航点导航、定点、悬停、定高、航线、区域覆盖、环绕及跟随（follow-me模式，需地面站支持）等飞行模式，具备“黑匣子”功能模块等
6) 具备信号干扰保护，故障保护，低电压自动保护，一键自动返航降落功能
7) 气压和GPS定高，10m以内超声波定高，精确度1cm
8) 标配4K高清画质彩色成像镜头，帧频30FPS（分辨率4K情况下），图片分辨率16MP；光学镜头f/2.8，120度HFOV（可选配82度HFOV无畸变光学镜头）；可选配单反20MP或24MP分辨率彩色镜头
9) 遥控器：工作频率2.400～2.483GHz（DSSS技术），通道数16或32可选，发射功率（EIRP）FCC 100 dBm，控制距离2.7km（打开增程模式约达5公里）
10) 在线图传（FPV接收）：模拟信号与数字信号双路图传技术，可同时在线图传可见光和热成像影像视频，工作频段5.8G，支持1080P实时高清图传，显示屏分辨率1920x1080，距离5km，既保障同步图传无延迟时滞、又可在线高清接收显示画面
11) 数据同传模块，包括无人机作业过程中的位置（经纬度）、高度、温度、湿度、太阳辐射、地面温度、太阳辐射等数据信息同步传输显示在地面站上
12) 地面站：包括便携箱、野外勘测级笔记本及相应软件等，可进行谷歌地图、高德地图或必应地图切换、航点输入规划自动飞行、航速／距离／高度／水平／经纬度／升降速度／温度等监测、下载任务日志文件、实现无人机自动跟踪地面站功能（follow-me）等
13) 能量管理系统：标配电池容量22000mAh，充电电流12A，双通道充电器，充电功率1400W
2.1、SCOUT激光雷达遥感方案
1) 外形尺寸：160×116×116mm
工作电压：12～28V
功耗：40W
重量：1.65Kg
工作温度：－10℃～40℃
2) 导航系统
卫星系统：GPS，GLONASS
校准支持：静态、差分、双天线
工作模式：实时、后处理
定位精度：1cm＋1ppm（水平方向）
3) LiDAR传感器
激光性能：1级人眼安全，905nm
测量范围：1m～120m，分辨率：2mm
测距误差：30mm
扫描频率：300000次/秒，可达600000点/秒
视场范围：垂直±15°，水平360度
多重回波：2
激光面板数量：16
推荐扫描高度：20～60m（离地高度）
点云密度与飞行速度及航高之间关系
2.2、THE mini RANGER激光雷达遥感方案
1) 传感器外形尺寸：269×99×85mm（STIM）/302×99×85mm（FOG）
导航盒外形尺寸：300×99×85mm
工作电压：12～28V
功耗：80W
重量（传感器+线缆）：3.5Kg（7.7lbs）FOG/IMU；2.9Kg（6.4lb）STIM/IMU
工作温度：－10℃～40℃
2) 导航系统
卫星系统：GPS，GLONASS
校准支持：静态、差分、双天线
工作模式：实时、后处理
定位精度：1cm＋1ppm（水平方向）
3) LiDAR传感器
激光性能：1级人眼安全，905nm
最小测距：3m
激光束大小：160mm×50mm@100m
有效测量频率：100000次/秒
视场角：360°
精度：15mm@150m
4） 扫描仪性能
扫描机制：镜面旋转
镜面转速：10-100扫描/秒
扫描角宽：0.05°～0.5°
角度测量分辨率：0.001°
内部同步定时器:实时同步时间戳
点云密度与飞行速度及航高之间关系（100kHZ）
3、标配4K高清画质RGB彩色成像镜头，F/2.8，FOV 120度广角镜头（可选配其它光学镜头），图片分辨率16MP；可选配Sony A6000镜头
4、软件：LiDAR点云数据处理、3D矢量数据及模型等
技术路线
图3 地形测绘
图5 点云横断面厚度
精度验证：
随机选取测区若干特征点作为控制点，采用RTK方法实测控制点坐标，对比激光点云量测坐标和控制点实测坐标，得出高程真误差，反映其精度指标。
控制点：平面精度＜1cm；高程精度＜1.5cm
序号 | 东坐标 | 北坐标 | 控制点高程 | 激光点高程 | 高程真误差 |
1 | 355007.194 | 6681305.610 | 65.159 | 65.168 | +0.009 |
2 | 355042.113 | 6681331.238 | 68.236 | 68.279 | +0.043 |
3 | 355054.820 | 6681319.338 | 68.628 | 68.667 | +0.039 |
4 | 355071.565 | 6681286.798 | 66.806 | 66.844 | +0.038 |
15 | 354970.664 | 6681080.558 | 71.597 | 71.558 | -0.039 |
43 | 355124.750 | 6681082.099 | 67.006 | 67.006 | -0.000 |
44 | 355132.507 | 6681054.538 | 67.092 | 67.034 | -0.058 |
45 | 355075.257 | 6681018.545 | 66.014 | 66.045 | +0.031 |
47 | 355038.927 | 6681041.354 | 67.626 | 67.601 | -0.025 |
| 最小误差 误差 平均误差 均方根 标准差 | -0.058 +0.043 0.031 0.035 0.037 | ||||
由上表可知，点位高程中误差（标准差）为3.7cm，满足高精度测绘要求。可用于包括大比例尺地形图测绘在内的各领域。
三、应用方向
无人机激光雷达兼具无人机和激光雷达各自优势，以其低成本、高精度、高效便捷的优势广泛应用于各行各业。典型应用如下：
· 地形测绘
· 城市三维建模
· 农业及林业
· 考古及文化遗产保护
· 冰川雪地测绘
· 滑坡监测