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! v( j3 ~6 m. N" L9 Z1 M8 p 蝙蝠侠大家都看过吧?
P* s; `, v* J) C2 b* i, e. u 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。 8 i$ Q& m) j' r
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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。 3 w, k$ p$ S; ]1 J" \. A
. u( X7 W8 o9 w4 o4 z9 ` 这项技术在今天看来,依然是黑科技十足。 9 q1 a7 B% B- y( @+ U/ ?& u& E, 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」。 2 E; |9 r0 t0 \ C3 L6 \) f
在现实生活中,其实我们已经有了开启「上帝视角」的技术。
d# B& b& Y% Z" ^5 ~& P 那就是三维激光扫描仪 LiDAR 。
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9 E4 `% N9 F0 z 看到这个名字是不是有点熟悉?
! J% s% L$ T- T3 K/ z 没错,前几天的 iPhone 12 Pro 上,也搭载了类似的东西。 1 Q8 {1 ~( T1 s# K
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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 。
# p8 ]6 b" U* h# v% V& j 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。 # m4 a* j+ u8 ]4 T- D
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。 O! i+ `. P$ {8 q/ f1 X9 W* B3 s
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。 + ]- Y/ }- L0 t2 V% g3 w9 v3 }
所以,这些领域对精度的要求特别高。 9 }; s' s8 h; k' l; \1 `
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。 , k4 |) E: E; x# u% {3 Q. l
接下来该介绍今天的主角:大疆禅思 L1。
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( X; q8 F0 o3 i2 z 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。 . N6 Z2 M" X p
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。
' {% K) r. O% Z8 A* g9 U& 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。
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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。
2 h7 x( H# a) Z5 V" [" |3 S 点云图大家可能没怎么听说过,这里简单解释一下。
- g I/ _0 W1 ~( I) ` 我们平常看到的树木、石头等景物,都是三维的、立体的。
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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。
9 D0 d" a% d0 G: |) q1 |0 k 普通的摄像头无法告诉电脑什么叫「立体」。 ; P& [" J% {! G
但利用激光雷达可以。
: T; _7 b# V; m' q/ M 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。 ) S X2 F% v# d4 h* g& |% \
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。
6 s/ T+ H ~: I, ? ]! H. _! E 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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0 r' ~( T0 Q2 N' G6 U5 J 上面说的用 iPhone 去扫描室内环境差不多的道理。
' @% l. e/ [% s9 {- ]4 }9 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。 g; E6 V$ e6 H; G
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这,就是点云。
* V, }/ \. F6 ~) I 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。
' u9 f& [8 D" I$ v3 q6 r& m% m 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。 9 ]; Y& |+ @6 P; q; B1 ?1 ~
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。 ; H- F; v+ ^: B6 F
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。 - ?3 o% @* T/ z6 k5 u1 I4 {# W' R+ N
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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。 & B: l) S: _( a& |, d: @
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说了这么多,肯定会有机友问:这有什么用? - D7 n9 u7 N4 y+ c3 U: {! [" b
在说这个之前...我要给你们说说这机器的覆盖范围。 3 S( V+ T: q2 P4 O/ C u& s- _
整个无人机单次作业面积 2km²,在最佳状态下测量距离 450m。
" p7 Z0 }$ ?5 G9 A. `& U" J 扫半座小山,一个小区是没有问题的。 * X6 _# S% I. D
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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。 ' Q! D0 t3 U. z3 y
我举个例子。
- }( A& [" _8 s3 R# l3 H, C 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。
! I$ [ ?, \( h! Z# M, f 山沟沟很多,光靠说的很难说清楚你所在位置。 ; P" U }. e6 a+ W! m7 o
加上乌漆麻黑,救援人员要找到咱们难上加难。 ) J, f' \! _# j/ x1 h# E% U2 `* m
这个时候,这台小飞机就很有用了。 & `8 ~/ x G6 A, G$ ^
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。 - M2 s4 u: r7 _' P, p0 Y/ ?
X- d8 Y1 c6 z( p 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。
" z) \$ o+ T0 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。 " M' h% i6 ]$ {9 A' {+ Z9 }; [
野外救援只是其中一个重要的使用场景。 : M, z9 A C9 R2 F7 Z0 V. K I. y
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。 3 L7 P0 n7 w) Q- D1 S$ W# |
* ]- z6 x- t" S d# u 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。
+ i) c) V1 ]1 Q- A7 y& O# y 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。
# u$ u" m& w4 O; R$ q+ a6 @( c( X 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。 ( e/ V9 ^! W, }0 k, x0 G7 V
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。
6 b- M3 O) a F/ ^+ l6 } 也让这些优秀的产品能惠及我们每一个人。
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