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蝙蝠侠大家都看过吧?
/ h. V/ i1 o1 O2 v) d/ @ i 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。 6 q8 N, U' ?, w) n! k. G& m9 D3 r
( x! {% C1 ]8 |2 T5 V3 ?0 u2 f 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。
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, O3 c) I- j- C( i; S$ ^: o 这项技术在今天看来,依然是黑科技十足。
7 ]0 Q6 H& r$ d1 y: J& Q 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: E# N0 e+ I. C
在现实生活中,其实我们已经有了开启「上帝视角」的技术。
7 K) r8 k6 x2 t 那就是三维激光扫描仪 LiDAR 。 % f- }7 f* K* Z
6 d# l( @& C. `/ X 看到这个名字是不是有点熟悉? 4 g& z F) E- B) O
没错,前几天的 iPhone 12 Pro 上,也搭载了类似的东西。 2 F0 Q# S- K6 g' e& }6 h) Z6 [, d
* _( ~, n) U- z8 b 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 。
: I5 o; f0 J r9 l% w+ c5 r* U 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。 * }% T* t, c; z8 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。 ! r% |8 G2 m% v8 l: C4 I* G
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。 $ x/ `& p- ?5 z4 t4 h( v1 P7 k
所以,这些领域对精度的要求特别高。
9 a3 X- F }# o- l 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。 % E" } X0 D j1 q: L f4 A3 {
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。
! q) i# T2 F, W 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 b. H4 y/ r- T% H3 w4 N
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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$ _; V! ?) A: r7 N( s' p 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。
+ w7 ?8 T( p+ X5 S; e 点云图大家可能没怎么听说过,这里简单解释一下。 Q4 v4 E, t3 f( R8 @. \; K8 V/ d
我们平常看到的树木、石头等景物,都是三维的、立体的。 9 G4 B$ W8 ?# C( j: K6 R" j! Z
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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。
8 M6 H5 F0 y3 ~9 A. _ 普通的摄像头无法告诉电脑什么叫「立体」。 8 X( D3 O5 Y# n, x
但利用激光雷达可以。 4 \) j1 g3 R2 }, H
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。
4 ?0 n8 ^- h. h0 E 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。 / K/ E3 ~4 h4 K5 K: E o- w' v
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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& ]& b+ W9 P+ A+ s4 l$ ] 上面说的用 iPhone 去扫描室内环境差不多的道理。
" b7 h3 L1 d* `/ R4 [' A 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。 , ?. M+ B( W% I' o! u
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这,就是点云。
% t$ g- t1 b# Y! X 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。
' _0 v$ }5 R" L; u 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。
. ^5 B% J' J/ x( B5 J& I. t 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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1 A v5 [' o' ]* a* i# d 到这一步,大疆还没有停止。
! R' E |& @( b 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。 - C: }0 q' u! ~* a( W: P
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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。 - U0 b: Q- q9 J$ S4 V* ^' Q
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说了这么多,肯定会有机友问:这有什么用?
# z# X: u& U% i2 l) X! e1 h 在说这个之前...我要给你们说说这机器的覆盖范围。 ' x) B$ u; D, {) ?4 x) L
整个无人机单次作业面积 2km²,在最佳状态下测量距离 450m。 6 S1 q2 t+ T" u/ b! y4 x# ~
扫半座小山,一个小区是没有问题的。 2 x% n) g) H: ?5 Q6 b; W' ?
5 E3 k6 ^! J3 k3 P" g3 ~ 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。 5 g4 M) Z9 r& P i
我举个例子。 9 C+ e1 F7 G! N+ z0 |
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。
x, Q1 Z! R) F0 M 山沟沟很多,光靠说的很难说清楚你所在位置。
# @0 y( H1 W; p5 ? g; L7 k* v 加上乌漆麻黑,救援人员要找到咱们难上加难。
- T6 X" i2 V, \) \1 H 这个时候,这台小飞机就很有用了。 ) ?/ K/ S, c, _. ~* t
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。
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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。
! o; y) i T9 j 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。 6 i. P, ]& ~# @: \ ?! m- P$ t2 e8 z" Q
野外救援只是其中一个重要的使用场景。
5 f& W. ~* c; n 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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+ m! {5 [/ i; c1 ] 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。 3 W) y4 v$ v+ g. Z
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。
2 C5 Z, k2 @9 M; U/ K9 i1 W3 h 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。 ( C0 k t$ ]1 O8 _
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。 1 [" j6 n1 O) M7 w* L) U7 D
也让这些优秀的产品能惠及我们每一个人。
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