Firma NaviGate, autoryzowany dystrybutor CHCNAV w Polsce, przedstawia nowość: zaawansowany skaner LiDAR AlphaAir 10. Urządzenie zostało stworzone, aby sprostać najbardziej zaawansowanym projektom  w najtrudniejszych warunkach terenowych. System CHCNav AA10 to rozwiązanie LiDAR integrujące skaner umożliwiający rejestrację aż do 8 odbić, wysokoprecyzyjną jednostkę IMU o częstotliwości odświeżania 500 Hz, czterosystemowy odbiornik GNSS oraz pełnoklatkową kamerę RGB o rozdzielczości aż 45 MP i interwale wykonywania zdjęć wynoszącym jedynie 1 sekundę.

Cały system stanowi kompletne rozwiązanie, umożliwiające uzyskanie podczas jednego nalotu zarówno bardzo dokładnych chmur punktów 3D, na podstawie których wygenerujemy np. Numeryczny Model Terenu jak również, dzięki pełnoklatkowej kamerze RGB, umożliwi otrzymanie wysokorozdzielczych produktów fotogrametrycznych (tj.: ortofotomapa czy model 3DMesh).

Zaawansowany skaner LiDAR do drona

System AlphaAir 10 został wyposażony w bardzo precyzyjną jednostkę skanującą. Umożliwia ona skanowanie z prędkością do 500 000 punktów na sekundę. Dodatkowo, użytkownik ma możliwość zmiany prędkości z 500 kHz na 300 kHz oraz 100 kHz. Takie rozwiązanie pozwala zachować lepszą wydajność i wysokość lotu, a także zwiększyć możliwości penetracyjne skanera. Wszystko to może przyczynić się do większej efektywności misji, nawet podczas skanowania obszaru o gęstej roślinności.

W poniżej tabeli przedstawiamy imponujące dane na temat zasięgu skanera od CHC:

Najwyższa precyzja skanowania LiDAR z użyciem drona

Oprócz zasięgu skanowania, kolejnymi bardzo ważnymi współczynnikami definiującymi dobry skaner są dywergencja wiązki oraz precyzja jednostki. Również w tym aspekcie skaner AA10 spełnia najwyższe standardy, cechując się precyzją na poziomie jedynie 5 mm na 150m (!!). Wielkość plamki lasera wynosi zaledwie 6 cm na 100 m.

Całość systemu dopełnia czterosystemowy odbiornik GNSS oraz wysoce precyzyjna jednostka IMU cechującą się dokładnością na poziomie 0.006° RMS pitch/roll oraz 0.019° RMS heading. Dzięki tym parametrom, cały system umożliwia nam uzyskanie dokładności absolutnej naszej chmury punktów 3D na poziomie od 2 do 5 cm (dla wysokości 150 m AGL oraz prędkości 8 m/s).

Doskonała precyzja, zasięg oraz dokładność poszczególnych elementów całego systemu LiDAR sprawiają, że oprócz skanowania z wysokiego pułapu (120 m AGL dla tego skanera jest normą – wyższe pułapy byłyby osiągalne, gdyby nie ograniczenia wynikające z przepisów) możemy wykonywać skanowanie LiDAR z minimalnym pokryciem poprzecznym (zaleca się 20% w celu wyrównania szeregów).

AA10 pozwala przy tym zachować bardzo precyzyjne dane również na skraju naszego pasa, przyśpieszając prace dla obszarów wielkoskalowych. Dzięki temu, jesteśmy w stanie już podczas jednego nalotu uzyskać dane nawet dla rozległych obszarów o powierzchni ponad 4.5 km kwadratowych!

Precyzyjna penetracja roślinności

W przeciwieństwie do fotogrametrii, technologia LiDAR umożliwia rejestrację kolejnych odbić (ech) sygnałów. Dzięki temu, jesteśmy w stanie uzyskać bardzo dokładnie informację na temat ukształtowania terenu (Numeryczny Model Terenu, a nie Numeryczny Model Pokrycia Terenu). Co więcej, jest to możliwe nawet pod bardzo gęstą roślinnością.

Skaner CHCNav AA10 umożliwia rejestrację aż do 8 odbić, dzięki czemu mamy większą gwarancję, że uzyskamy potrzebne informację do wygenerowania NMT nawet w najbardziej zadrzewionych i zakrzewionych obszarach.

Dodatkowo, oprócz ilości odbić, bardzo duży wpływ na penetrację roślinności ma moc/zasięg danego skanera. Istotna jest też wspomniana wcześniej dywergencja wiązki (im mniejsza, tym większa szansa na przedostanie się przez bujną roślinność).

Skaner od CHC AA10 łączy ze sobą wszystkie te kluczowe cechy, dzięki czemu otrzymujemy zaawansowane narzędzie pracy. Skaner LiDAR CHCNAV AA10 poradzi sobie nawet w najbardziej wymagających warunkach terenowych, gwarantując przy tym uzyskanie niezbędnych danych projektowych.

CHCNAV AA10 – uniwersalność i wszechstronność skanera LiDAR

Skaner laserowy AlphaAir 10 jest przede wszystkim uniwersalnym rozwiązaniem. Można zintegrować go z dowolnym statkiem bezzałogowym, czy to płatowcem czy wielowirnikowcem. Instalacja przebiega w bardzo intuicyjny i prosty sposób.

Jako autoryzowany dystrybutor CHCNAV w Polsce, NaviGate oferuje pełne wsparcie w procesie wdrażania narzędzia. Nasi Eksperci krok po kroku wytłumaczą oraz wspomogą swoją wiedzą i doświadczeniem, by rozpoczęcie korzystania z narzędzia przebiegło jeszcze sprawniej.

Uniwersalność i łatwość obsługi skanera LiDAR AA10 to bardzo ważny aspekt, gdyż użytkownik ma możliwość zastosowania jednego sensora w różnych dronach. Co istotne, zyskuje także gwarancję, że nawet w przypadku wymiany sprzętu na nowy BSP, będzie mógł korzystać z kompatybilnego skanera.

Dzięki temu, uniwersalny i prosty w instalacji AA10 pozwala uniknąć dodatkowych kosztów w postaci zakupu nowego sensora, którego cena często przekracza wartość samego drona.

Skaner CHCNAV AA10 LiDAR – pełna kompatybilność z dronami DJI Enterprise

Skaner CHCNav AA10 został wyposażony w innowacyjny AlphaPort. Dzięki temu, za pomocą rozwiązania plug-and-play (SkyPortu), można bezproblemowo i bardzo szybko podłączyć sensor z dronem DJI Matrice 350 RTK.

Dzięki dużej wydajności statku DJI Matrice 350 RTK oraz lekkości samego sensora (jedynie 1,55kg) użytkownik otrzymuje aż do 30 minut lotu. Taka wydajność, w połączeniu z zasięgiem skanowania, jakością jednostki IMU umożliwiającej latanie z małym pokryciem oraz odpornością na warunki terenowe (IP64), czyni  cały system nieprawdopodobnie wydajnym i skutecznym rozwiązaniem dla najbardziej wymagających użytkowników.

Aplikacja do planowania lotu SmartGo

Dedykowana aplikacja pozwala uzyskać pełny podgląd oraz możliwość planowania nalotu z użyciem kontrolera. Dedykowaną aplikację od CHCNav, SmartGo, możemy zainstalować na naszym kontrolerze (np. DJI RC PLUS), by wygodnie zaplanować oraz monitorować całość misji.

Aplikacja SmartGo jest w pełni kompatybilna z dronem DJI Matrice 350 RTK. Umożliwia m.in. konfigurację najważniejszych parametrów bezpieczeństwa, RTH czy czujników, ustawienie parametrów lotu względem terenu, skonfigurowanie połączenia RTK. Aplikacja oferuje również podgląd z kamery FPV oraz wiele więcej funkcji.

Co najważniejsze, aplikacja ta umożliwia użytkownikowi w bardzo prosty sposób zaplanowanie całej misji pomiarowej, czy to liniowej czy powierzchniowej. Do dyspozycji mamy możliwość skonfigurowania opcji skanera i kamery, przebiegu trasy wraz z pokryciami czy automatyczne wykonanie figur kalibracyjnych zintegrowanej jednostki IMU.

Użytkownik po zaplanowaniu takiej misji (nawet w domu czy w biurze) zyskuje spory komfort pracy w terenie, gdyż aplikacja automatycznie zadba o poprawność całego nalotu, dbając o każdy szczegół.

Widok chmury punktów w czasie rzeczywistym

Pełną kompatybilność sensora AA10 z dronem DJI Matrice 350 RTK możemy zaobserwować śledząc w czasie rzeczywistym bardzo płynnie zbieraną chmurę punktów 3D.

Jest to bardzo przydatna funkcja, w szczególności dlatego, że już podczas nalotu jesteśmy w stanie określić i kontrolować poprawność i jakość zbieranych danych. Takie rozwiązanie pozwala też natychmiast zareagować w razie zaobserwowanych nieprawidłowości. Możemy na bieżąco zmodyfikować parametry lotu lub wykonać nalot uzupełniający, niwelując potrzebę ewentualnego późniejszego powrotu w teren.

Oprogramowanie do przetwarzania surowych danych – CoPre

Wraz z sensorem AlphaAir 10, użytkownik otrzymuje zaawansowane narzędzie do przetwarzania za równo surowych danych LiDAR, jak i fotogrametrycznych. Oprogramowanie CoPre jest bardzo proste i przyjazne w użytkowaniu.

Oprogramowanie CoPre w intuicyjny sposób pozwala użytkownikowi zgrać dane z urządzenia. Pozwala także utworzyć foldery, ułatwiając tym samym przejrzyste segregowanie przechowywanych danych. Ponadto, użytkownik może przetwarzać kilka projektów jednocześnie, co jest szczególnie istotne w przypadku projektów na wielkopowierzchniowych obszarach.

Automatyczne przetwarzanie danych

W celu ułatwienia i przyśpieszenia pracy, oprogramowanie CoPre zostało wyposażone w specjalny „Wizard” czyli proces automatycznego przetwarzania danych. Dzięki temu, CoPre prowadzi użytkownika krok po kroku przez wszystkie procesy – od zgrania danych z sensora na komputer, poprzez przetworzenie chmury punktów, aż po np. wygenerowanie ortofotomapy.

Finalnie użytkownik otrzymuje kompletny produkt w postaci wyrównanej chmury punktów 3D w odpowiednim układzie współrzędnych, jak i ortofotomapę czy model 3DMesh. Dzięki „Wizard’owi”  nawet nowi lub mniej zaawansowani użytkownicy tej technologii nie będą błądzić po menu oprogramowania w poszukiwaniu odpowiedniej funkcji

Zaawansowane funkcje oprogramowania

Program CoPre daje możliwość wygenerowania pokolorowanej chmury punktów 3D, pozyskanej sensorem LiDAR, w odpowiednim układzie odniesienia (program posiada zarówno zdefiniowane układy odniesienia płaskie, jak i możliwość wczytania polskich geoid dla układu wysokościowego).

Program pozwala również przeprowadzić aerotriangulację pozyskanych zdjęć z pełnoklatkowej kamery RGB, a następnie wygenerować produkty fotogrametryczne, takie, jak np. Model 3D Mesh czy ortofotomapa. Co istotne, wszystko to bez konieczności wykorzystywania i kupowania programów firm trzecich.

Integracja danych LiDAR oraz zdjęć RGB pozwala w ekspresowy sposób uzyskać ortofotomapę. Dużą zaletą jest eliminacja procesu rekonstrukcji ze zdjęć, czyli jednego z dłuższych, jeśli nie najdłuższych procesów obliczeniowych w fotogrametrii, który może trwać nawet do kilku godzin. Zamiast tego, wykorzystywana jest dokładna chmura punktów, pozyskania znacznie szybciej za pomocą sensora LiDAR. Dodatkowo, naszą chmurę punktów możemy pokolorować za pomocą dowolnych zdjęć, nie tylko tych pozyskanych jednocześnie podczas misji.

Oprogramowanie CoPre pozwala nie tylko wyrównać trajektorię lotów, ale i nadać odpowiednią georeferencję wykonanym zdjęciom, w oparciu o naziemną stację referencyjną. CoPre posiada wbudowany moduł wyrównywania szeregów/linii (z ang. Strip Adjustment). Moduł stosuje się w celu poprawy dokładności i jakości surowej chmury punktów.

Ponadto, oprogramowanie daje możliwość wykorzystania punktów GCP zarówno do aerotriangulacji wykonanych zdjęć, jak również w celu poprawy dokładności bezwzględnej chmury punktów. W końcowym etapie, użytkownik może wykorzystać narzędzie optymalizacji/wygładzenia chmury punktów, co pozwala na usunięcie szumów i redukcję grubości chmury punktów.

Dzięki zaawansowanym algorytmom do kalibracji oraz optymalizacji danych, program CoPre pozwala na otrzymanie chmury punktów o miąższości o 30% mniejszej, niż w przypadku podobnych produktów dostępnych na rynku.

Oprogramowanie CoPre zawiera wiele zaawansowanych funkcji, umożliwiających kontrolę danych po każdym etapie przetwarzania. Wybierać można spośród wielu opcji wizualizacji chmury punktów (w barwach RGB, po intensywności, wysokości i wiele więcej), a także skorzystać z możliwości wyświetlenia i przetworzenia danych tylko z danego fragmentu naszej trajektorii.

Możemy w ten sposób skontrolować np. czy sąsiadujące szeregi się dobrze pokrywają. Ponadto, dostępne jest wiele raportów dokładnościowych, pozwalających przeprowadzić odpowiednią kontrole jakości i dokładności naszych produktów.

Oprogramowanie do przetwarzania chmury punktów – CoProcess

CoProcess to kolejne oprogramowanie dostarczane wraz z sensorem CHCNav AlphaAir 10. Stosuje się je w celu dalszej obróbki chmury punktów. Program posiada bardzo przyjazny użytkownikowi interfejs, złożony z 4 modułów: Podstawowy, Teren, Droga oraz Objętość.

Zarówno interfejs jak i  układ poszczególnych modułów może być edytowany przez użytkownika. Można go zatem dostosować do swoich indywidualnych preferencji i nawyków pracy.

Dzięki zaawansowanym algorytmom od CHCNAV, CoProcess umożliwia automatyczną oraz manualną klasyfikację chmury punktów na klasy takie, jak: grunt, wegetacja, budynki, drogi, linie energetyczne i inne. Dzięki temu, użytkownik uzyska i wyodrębni cenne informację z chmury punktów.

Tak przygotowane dane ułatwią dalszą pracę nad np. tworzeniem modeli budynków 3D, wektoryzacją linii energetycznych, uzyskaniem informacji na temat terenu oraz roślinności. Ułatwione będzie także wykrywanie potencjalnych przeszkód, utrudniających zarządzanie infrastrukturą.

CoProcess to również bardzo kompleksowe rozwiązanie do tworzenia za równo NMT, jak również NMPT, oraz map warstwicowych z chmury punktów. Oprogramowanie zostało wyposażone w specjalnie algorytmy filtrujące szumy oraz narzędzia do poprawy i edycji modelu, dzięki czemu mamy pewność, że nasz produkt jest najwyższej jakości.

Moduł objętościowi umożliwia użytkownikowi pomiary objętości oraz wykonanie bilansu robót ziemnych, nawet pomiędzy różnymi chmurami punktów z różnych okresów. Wyniki w prosty sposób można wyeksportować w formacie DXF.

Moduł drogowy umożliwia analizę projektu poprzez pracę na przekrojach podłużnych oraz poprzecznych. Program obsługuję zarówno automatyczną, jak i ręczną ekstrakcję cech dróg tj. np.: automatyczna wektoryzacja linii, pasów i wiele więcej.

Program posiada również funkcję automatycznego lub manualnego obrysowania ścian budynków. W każdym przypadku uzyskane informację oraz dane mogą potem w bardzo prosty sposób zostać wyeksportowane, a potem zaimportowane do środowisk tj.: AutoCAD czy ArcGis.

Podsumowanie

Skaner CHCNav AlphaAir 10 jest bez wątpienia narzędziem do zadań specjalnych. Doskonała jednostka skanująca, wysokoprecyzyjny system nawigacji inercyjnej i pełnoklatkowa kamera RGB czyni ten sensor idealnym narzędziem pracy dla najbardziej wymagających użytkowników.

Bardzo duży zasięg, imponująca precyzja oraz rejestracja aż do 8 odbić umożliwia pozyskanie bardzo dokładnych danych w miejscach o bujnej roślinności w bardzo szybkim czasie. Cechy te docenimy szczególnie podczas pracy na obszarach wielkopowierzchniowych.

Wysokorozdzielcza, pełnoklatkowa kamera RGB 45 MP o interwale wykonywania zdjęć co 1 sekundę czyni sensor AlphaAir 10 rozwiązaniem 2w1, umożliwiającym zarówno uzyskanie dokładnych chmury punktów 3D za pomocą skanera, jak i bardzo dobrej jakości zdjęć w celu wygenerowania wysokorozdzielczej ortofotomapy i/lub modelu 3D Mesh już podczas jednego nalotu.

Jego uniwersalność sprawia, że można zastosować ten sensor na dowolnym bezzałogowcu. Dodatkowo, za pomocą SkyPort’u, w łatwy i szybki sposób możemy zintegrować go z dronem DJI Matrice 350 RTK. Aplikacja SmartGo na naszym kontrolerze pozwala nam w przyjemny i intuicyjny sposób na pełną kontrolę naszego nalotu. Umożliwi odpowiednie zaplanowanie misji, zdefiniowanie parametrów skanera i aparatu, a w końcu automatyczne jej wykonanie wraz z kalibracją IMU. Aplikacja umożliwi również podgląd zbieranych danych w czasie rzeczywistym.

Całość uzupełniona jest o zaawansowane oprogramowania: CoPre i CoProcess. Programy te, oprócz przetworzenia i wyrównania danych surowych dla uzyskania najwyższej jakości chmury punktów, umożliwiają również na jej klasyfikację, tworzenie NMT/NMPT, obliczanie objętości i wiele więcej.

Całość okazuje się więc niezwykle wydajnym i efektywnym narzędziem do pracy dla każdego, czy to mniej, czy bardziej zaawansowanego użytkownika.

Kamil Tomiak

Absolwent studiów II stopnia Wydziału Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, kierunek Geodezja i Kartografia, specjalność Geodezja Inżynieryjno-Przemysłowa. Dodatkowo ukończył studia podyplomowe BIM – modelowanie i zarządzanie informacją o obiektach, infrastrukturze i procesach budowlanych. Między innymi były pracownik firmy POLSERVICE Geo Sp. z o. o. obsługującej budowę tunelu w ciągu trasy S7 – „Zakopianki”. Interesuje się przede wszystkim nowoczesnymi technologiami pomiarowymi oraz wykorzystaniem ich możliwości w geodezji. W firmie NaviGate pełni funkcję specjalisty ds. LiDAR i Fotogrametrii z BSP.

Dostępny pod nr tel. 511 529 252 lub 12 200 22 28 w. 102 oraz pod adresem email kamil.tomiak@navigate.pl