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. P1 Q( n! _ M: n2 s 蝙蝠侠大家都看过吧? Y+ K! h7 k9 u- p; Z0 k# ]4 B: P
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。
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8 F, T$ u1 q# n! b# C8 S3 ?* A 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。 + [0 x+ E6 ?: N
% L/ s. D5 {% n! d6 `* l4 U5 Z2 K 这项技术在今天看来,依然是黑科技十足。
Y1 J1 `- }9 k+ b# I! G 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」。
' _, N' O7 w% U9 B 在现实生活中,其实我们已经有了开启「上帝视角」的技术。 , S0 V: Q# r; w _' Z, p
那就是三维激光扫描仪 LiDAR 。
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; ], x9 o$ S8 [3 A* F3 J7 s 看到这个名字是不是有点熟悉?
/ k$ K# [/ C) y 没错,前几天的 iPhone 12 Pro 上,也搭载了类似的东西。
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) `3 \# C5 b3 f; S2 V 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 。 ! ] p! a& b' o8 s8 H5 s& i7 h8 A
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。
; ^0 [" t3 i9 [" P 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。 2 i G% L% c% e3 t1 Z. f1 t/ ]9 q% n5 w
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。
% I6 V- K/ O3 p4 q) }* z( s 所以,这些领域对精度的要求特别高。 5 t) Y( R0 g3 ~6 r1 A" 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。
( P' x0 ]7 H$ w/ G) N 接下来该介绍今天的主角:大疆禅思 L1。
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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。
8 j& J- g( E, ]% [$ L' J R8 v 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。
% v8 c6 w9 ` ^+ F0 r0 o 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。 , Q9 I, H' {/ h6 M
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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。
) s. }! E: d9 W' J 点云图大家可能没怎么听说过,这里简单解释一下。 * Z; \" E. ]4 k) |+ z
我们平常看到的树木、石头等景物,都是三维的、立体的。 " M* I: s; e9 t8 L( }
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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。
0 e" ^" A/ F, {" T& I6 Q 普通的摄像头无法告诉电脑什么叫「立体」。
/ x* D5 l# Z# ^- I, N 但利用激光雷达可以。
) q2 I8 M& d+ h. I1 j7 k; u 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。
}( Q' k( O5 S' X8 l$ c: a 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。
7 ]0 P% \7 d0 W# B3 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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1 z4 _: z. J# i( R 上面说的用 iPhone 去扫描室内环境差不多的道理。
0 q( W/ b1 t- Q3 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。
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这,就是点云。
" d9 D' w/ w- b5 H$ e 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。 1 ~0 I9 o0 Y- 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。 ' @$ X K# L O: K, Q" H
几乎纯靠这样的点云图就能知道你看到的是什么东西。 9 h+ _5 a* ?- |$ @9 Z4 G7 n- b) G
9 I8 E& N6 j( N+ j 到这一步,大疆还没有停止。 ) t% N9 d; N& C" H* i0 I0 X
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。
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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。 7 b. ~+ Q) f! Y k# H! H
0 `( q: {7 U: [/ W) P% b! t: D9 G 说了这么多,肯定会有机友问:这有什么用? " Q0 @' C ^! Z, N) n' C- s) e
在说这个之前...我要给你们说说这机器的覆盖范围。
4 j* |( A3 \ S- B; `- o; d 整个无人机单次作业面积 2km²,在最佳状态下测量距离 450m。
" }- v" \0 x. g0 P7 J 扫半座小山,一个小区是没有问题的。
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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。 4 \+ {& s0 v' ^) b
我举个例子。 1 G# Z% E& \, k+ ~) h) ^
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。 v; C3 i1 m! B, I0 i: I5 T: E/ V
山沟沟很多,光靠说的很难说清楚你所在位置。
4 I2 h V5 _4 O/ K f' u! w! o+ N 加上乌漆麻黑,救援人员要找到咱们难上加难。 8 O. Y4 o, G1 ^4 w( T6 A
这个时候,这台小飞机就很有用了。
2 j8 g$ }8 b3 W# v3 l 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。 ; ~) R7 f' n" J/ w/ t
( c; ?. y2 v% A' i) W 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。 1 @% I- R7 X$ T+ L9 ]- [
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。 / p. V5 Z( u8 b
野外救援只是其中一个重要的使用场景。 ; h# J3 l2 A+ f4 ~" l( Q. W- p) j
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。 1 `) u7 }3 _6 L4 y! v
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。 4 n7 M% x6 x5 V% s* J6 c5 d; e9 T7 M
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。
c- a9 d# z& Y1 I% Z# B 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。 5 Z' V2 @0 L4 o9 R; ?) D
也让这些优秀的产品能惠及我们每一个人。
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