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提高天狼星無人機在新能源測圖中的效率

時間:2019年12月21日 所屬分類:推薦論文 點擊次數:

摘要:針對影響無人機在新能源大比例尺測圖中作業效率的因素進行現場測試、軟件系統優化,確定影響無人機作業效率低的主要因素是單架次作業面積低。進行現場多組參數設置以及對航飛計劃進行人工干預、優化等措施,提高了單架次平均作業面積,縮短了外業航飛

  摘要:針對影響無人機在新能源大比例尺測圖中作業效率的因素進行現場測試、軟件系統優化,確定影響無人機作業效率低的主要因素是單架次作業面積低。進行現場多組參數設置以及對航飛計劃進行人工干預、優化等措施,提高了單架次平均作業面積,縮短了外業航飛時間,解決了不少因工程任務緊迫的難題。

  關鍵詞:天狼星無人機;測圖;效率;人工干預;優化;參數設置

無人機測繪

  1研究背景

  內蒙古自治區地大物博、資源豐富,尤其風能、太陽能資源居全國前列。所以,內蒙古成為投資建設光伏場、風電場項目的理想之地。但由于大多風電場、光伏電站等發電項目場址均建在人煙稀少、氣候惡劣的戈壁、沙漠或山區,各個工程測圖范圍不規則、作業現場地形復雜、工程任務緊迫等狀況,給傳統的人工測圖帶來了嚴重的挑戰。

  隨著無人機技術快速地發展,無人機操作手冊的詳細化,使專業技術人員對無人機知識有了進一步的掌握,通過理論聯系實踐,在實際工程中不斷摸索和總結經驗,深入學習、全面掌握無人機使用的先進技術。通過近兩年的工程應用,摸索出了一套完善的作業方案。相對于傳統人工測圖,大幅縮短了外業時間、減少了外業人員配置,加快了新能源勘測設計的進度。但通過與業內其他單位的交流,發現我公司無人機的作業效率處于行業的中下等水平,因此,我們要充分發揮無人機技術的優勢,提高無人機作業效率。

  2現狀調查與分析

  2.1現狀調查

  航測外業的主要工作是控制測量、航飛和檢查點采集這三個方面,針對這三方面的工作內容我們抽選了2017年完成的8個成圖比例尺均為1∶2000的風電場航測項目,對無人機航飛作業情況進行統計、分析,為了便于平行比較,所選6個工程的測繪目標地形地貌特征基本相同、飛行環境條件相近、飛行季節選取全面。通過統計分析,可見影響無人機作業效率的主要因素是單架次平均作業面積。因此需要我們優化我們的方案,提高單架次平均作業面積。

  2.2現狀分析

  通過對現狀調查進行分析可知,天狼星無人機單架次完成的平均作業面積最高為3.45km²,最低為2.71km²,平均為3.1km²,由此可見需要在分析使用過程中有可能存在的影響因素,改進作業方法,提高作業效率等方面下功夫,總結出一套適合天狼星無人機的作業方案供今后參考使用。

  3工程方案的實施優化

  3.1實施方案一

  通過多組旁向重疊度參數設置,對比分析,確定最優參數。旁向重疊度參數設置直接影響到無人機飛行作業中航線數量。若設置的旁向重疊度過大,影像成果會出現漏洞,導致數據質量難以保證;若設置的過小,造成數據冗余,直接影響單架次作業面積。因此只有合理設置旁向重疊度,在保證測圖精度的前提下,提高無人機作業效率。以相同地面采樣分辨率的條件下設定旁向重疊度設置為50%~70%之間。

  建立不同的航測計劃,實施航測作業,在保證高程精度滿足規范要求、成果數據可靠的前提下,旁向重疊度為60%時,單架次平均作業面積提升明顯,從而有效地提高無人機的飛行效率,因此旁向重疊度60%為最佳參數。

  3.2實施方案二

  由于焦距固定不變,GSD僅受航高影響,GSD與航高成線性相關。一次飛行的覆蓋面積隨GSD的增大而線性增加,影像質量隨著航高增加而變差。根據測繪任務成圖比例尺、測區地形地貌及對特殊地物安全高度的要求綜合考慮GSD的設置數值。通過對多組地面采樣距離參數進行設置后,在保證影像質量和高程精度的前提下,單架次作業面積越高,說明該參數設置為最優。

  數據表顯示17cm、16cm、15cm的影像無法辨識“網圍欄”,不能滿足設計專業用圖需要。14cm的影像“網圍欄”辨識困難,在光照不足,例如陰天或多云天氣下的影像則不能辨識。13cm、12cm、11cm的影像比較容易辨識“網圍欄”,數據顯示地面采樣距離設置為13cm,作業效率最高,因此確定地面采樣距離設置為13cm為最佳參數。

  3.3實施方案三

  通過在日常無人機測圖工程中的摸索應用,并針對設計專業下達測圖任務的圖形形狀不規則問題,對單架次平均作業面積影響很大,因此針對這兩方面的原因,通過統計、分析并制定了相應的措施,在實際工程中進行測試、驗證和總結應用。

  針對飛行任務圖形不規則,無人機航飛軟件系統自動規劃航線不合理,造成無效作業面積增大,通過人工干預測試調整測圖任務范圍外的航線航點,最大程度提高單架次的飛行里程,提高作業效率。通過實際工程驗證,對不規則測區范圍的航飛計劃進行人工干預、優化后,可以有效減少航飛作業的無效飛行面積,提高單架次平均作業面積,從而提高無人機的作業效率。

  4成品質量評定

  4.1質量評定標準

  1)測區地物點對鄰近野外控制點的圖上點位中誤差不應大于規定[1];2)航測數據生產數字高程模型格網點對鄰近野外控制點的高程中誤差不應大于表5的規定[1],地形圖高程注意點高程中誤差不應大于規定的0.7倍[1]。

  5結語

  天狼星無人機突破了傳統人工工程測量的模式,成為無人機在大比例尺測圖應用中的一種趨勢。但在應用過程中無人機作業仍然有進一步提升的空間。因此,本文在實際工程中,對旁向重疊度和地面采樣間隔進行多組參數設置測試,確定最優參數設置,以及針對測圖任務范圍復雜,對航飛計劃進行人工干預、優化等措施后,在解決了不少因工程任務緊迫難題的同時,提高了無人機作業效率,縮短了外業工程時間,從而減低了工程的勘測成本。

  參考文獻:

  [1]國家測繪局.1∶500、1∶1000、1∶2000地形圖質量檢驗技術規程:CH/T1020-2010[S].北京:測繪出版社,2010.

  [2]電力行業電力規劃設計標委會.火力發電廠工程測量技術規程:DL/T5001-2014[S].北京:中國電力出版社,2014.

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