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蝙蝠侠大家都看过吧? " I( c: ~1 o! K3 T# R+ h' @& ] K+ R% G! {
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。 7 e2 R9 M0 A/ M B
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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。 : m. L$ u5 I, X9 r5 \
: R) J9 K7 n C- N7 G, b3 M 这项技术在今天看来,依然是黑科技十足。 1 i. _+ e/ q) C: z* i& s
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」。 ! o$ k8 D0 [, ^
在现实生活中,其实我们已经有了开启「上帝视角」的技术。
9 e, O' I* {9 F( C% o 那就是三维激光扫描仪 LiDAR 。 ) a. z/ B% N8 s1 S* P0 Z! d3 G. L* K
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看到这个名字是不是有点熟悉?
6 f+ W- f$ a% A' ] 没错,前几天的 iPhone 12 Pro 上,也搭载了类似的东西。 5 l- p* c! _' Y
9 `4 }8 n' A, d0 d6 _4 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 。
3 ^6 x- J! p; ^, T 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。
5 u* K. u& j3 X' ~3 h. g) I; [& m 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。
; R0 n4 r' S I* [( h# O 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。 $ v% p2 Z0 _6 M+ i) V
所以,这些领域对精度的要求特别高。 ; M, U/ N& d9 K( O3 M
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。
+ M$ |; P7 a3 T9 E 接下来该介绍今天的主角:大疆禅思 L1。 3 g5 e3 p1 [3 B6 @, T
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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。
: l; e% G% z, ^- p3 t7 B9 K3 O# p 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。 % t/ }3 _2 a. p. Z& U' g5 t
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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/ V2 ?/ p; t2 C7 n2 p: j 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。 % ~$ @ A0 r7 q9 a' a! x
点云图大家可能没怎么听说过,这里简单解释一下。
. [1 j% Y/ a4 h% A3 y 我们平常看到的树木、石头等景物,都是三维的、立体的。 ! p4 |9 e0 P* U, ]% U0 x
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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。
4 p& I$ K- d8 j 普通的摄像头无法告诉电脑什么叫「立体」。 # g! u: g1 A3 H+ t
但利用激光雷达可以。
9 H& _: q7 v1 H; P 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。 9 O" [9 }$ ?" I" O5 o- J
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。 4 g6 W' N( @) [0 L& y2 K6 n) |) 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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- q; D2 I1 t! }6 E0 I) c* W 上面说的用 iPhone 去扫描室内环境差不多的道理。
- k/ d. w. t6 q" A/ m' O 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。
( @3 |3 S a: J" N- g+ J 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。 + p5 Z9 O2 C) v+ `# {+ w
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 C( s2 M1 _; q
几乎纯靠这样的点云图就能知道你看到的是什么东西。 * n- f6 ^+ D) C0 e7 c
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到这一步,大疆还没有停止。 : F+ h- }) y7 F' m, m9 S R) d
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。 ( [" H+ j K, i; O+ O
# a6 K" m! J5 }5 E2 x+ x- l5 H* l 说了这么多,肯定会有机友问:这有什么用? ; l7 L3 f; x7 h8 ?
在说这个之前...我要给你们说说这机器的覆盖范围。 6 m: ~( B- S* a, d0 Q
整个无人机单次作业面积 2km²,在最佳状态下测量距离 450m。 ) F: g( x, W" \% M3 r3 s) t
扫半座小山,一个小区是没有问题的。 9 Y) P# [1 V/ q7 A2 M7 M
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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。 / e* L3 g! T' U8 J
我举个例子。
" Z* M. c6 Y) W1 K3 @* |& T 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。 " G2 h8 R7 x$ A, d! x
山沟沟很多,光靠说的很难说清楚你所在位置。 ) ?' W2 n; X" d f' |
加上乌漆麻黑,救援人员要找到咱们难上加难。
( ~; K: `& ?+ g. J/ w: W 这个时候,这台小飞机就很有用了。
/ t5 g8 X: M9 Y 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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. G! A/ n! C& H' B9 ` 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。
: F) C$ N0 Q/ ~9 a6 n, C3 h5 H 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。 ( X- |# E( C2 c" g( T
野外救援只是其中一个重要的使用场景。 5 P! F) }7 y. ]2 h7 v( O
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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2 ~! m; _) R/ ^5 ~+ T) p! n 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。
/ I! Y0 v+ a, H3 g# V& ~% u; y 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。
. `6 \+ V, c! e, W5 I- S 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。 5 T9 x; u3 q# U( W J
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。 / ^2 V, L8 T! z1 i ?9 a2 u
也让这些优秀的产品能惠及我们每一个人。 : ]5 j( g% A+ q* ^
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