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EcoDrone轻小型机载激光雷达系统
产品时间:2017-09-05
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,

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

1EcoDrone UAS-8无人机平台

1)   整机重量≤5000g,zui大起飞重量≥15000g,zui大载荷≥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(zui大分辨率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,zui大距离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,zui大充电电流12A,双通道充电器,zui大充电功率1400W

2.1SCOUT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,zui高可达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

2.2THE 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

zui小测距:3m

激光束大小:160mm×50mm@100m

zui大有效测量频率: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

zui小误差

zui大误差

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,*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

 

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