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盘点大面积无人机航测常遇的六大困境

发布时间:2020-10-13 11:35:10  |  来源:中国网科学  |  作者:晓梅  |  责任编辑:科学频道

如今,随着智慧城市建设水平的不断提升,数字孪生、城市仿真等新概念的出现,空间信息应用从二维向三维转变已经成为大势所趋。

现阶段,我国基础测绘“十四五”规划正在加紧编制中。根据此前自然资源部在2019年全国国土测绘工作座谈会上透露的消息来看,“十四五”基础测绘规划极有可能会把建设“实景三维中国”作为重要建设任务之一。

据了解,“实景三维中国”的建设工作将主要集中在“地形三维”与“城市三维”两大领域。项目工程可能将为涉及三维硬件、软件、应用等领域的企业带来亿万级的市场机会。这对三维数据采集利器的无人机航测来说无疑是政策利好。

然而,纵观已经进入成熟期的无人机航测市场,在大面积实景三维作业场景下,却难有一款强势产品能够让用户称心如意,往往存在诸多短板使得作业过程捉襟见肘。

1.免像控功能经常缺席,效率提升受到限制

免像控作为近几年新出现的一种航测作业模式,它的出现使无人机航测的整体作业效率有了成倍的提升。但实际情况是,除了某些个别厂商的无人机能够支持免像控作业以外,绝大多数的无人机航测系统都没法做到在无像控点参与解算的情况下,达到地籍或地形测量的精度标准。可以说,免像控目前还没有实现完全普及。

2.不能“随机应变”,作业效率低下

相较于传统的航空摄影测量,无人机航测有着机动灵活、反应迅速、成本较低等优势,但就实际应用而言,作业效率低仍然是无人机航测的一大痛点。目前能够有效提升航测作业效率的方法主要有三种,分别是扩大单张照片的拍摄面积、在保证精度的前提下提升飞行速度以及增加有效的作业时长。

扩大拍摄面积,可以通过增大相机的传感器尺寸与像素来实现。而提高飞行速度则需要相机缩短拍摄间隔来配合,否则就无法保证建模所需要的重叠率。另外,提高飞行速度还会带来一些新问题,比如,市面上常见的索尼相机,在高速飞行时会出现严重的“果冻效应”。再比如在高速状态,一般的普通相机往往会出现快门触发曝光时间不准、时间同步不到位、较高的运动模糊等问题。如果解决不了这些新问题,即便提高了飞行速度,其成果精度也达不到作业标准。

此外,针对于如何增加有效的作业时长,一方面要求相机能够“随机应变”,即能够调节镜头的进光量,目前很多市面上的镜头无法调节光圈和快门速度,即使单架次时间长也无济于事。另一方面则要求高效利用时间,减少琐碎时间的浪费,例如大疆M300的热替换模式,可以不用关机就进行电池替换,在飞行架次之间无缝衔接。

3.平台、载荷、软件集成度低,影响用户体验

无人机航测的产业链中,还存在着一个非常尴尬的问题,那就是市场上大多数解决方案都是由多家产品拼凑而成。往往用户购买的一套系统中,飞行平台、载荷和数据处理软件可能分别出自三个不同的厂商,这也就导致了系统整体的集成度很差,用户体验不佳。比较常见的问题就是文件管理系统的混乱,如位置信息与照片存储割裂,需要额外步骤进行处理等等。并且如果用户出现售后问题,很容易遇到找不着对应厂家,甚至相互推诿扯皮的窘境。

4.应用场景单一,正射倾斜无法兼顾

目前最普遍的任务载荷是单相机,此外近两年也出现了很多五镜头的倾斜摄影相机,但本质上也都是在单相机的基础上进行的集成升级。如果拿单相机和五镜头来简单比较的话,不带云台的单相机只能用来做二维正射,而五镜头大多是用来做三维倾斜,两者的应用场景比较单一,性价比很低。

5.学习门槛高,非专业用户难以上手

对于未来的无人机航测发展来说,工具化、智能化、小型化应该是业界共识。只不过目前的无人机航测系统中还很少见到以易用性为主打的产品,在实际操作中跟消费级无人机的使用体验相差甚远,非专业人士很难入手。较高的学习成本限制了无人机在非专业用户群体的普及度,同样也为厂商未来推出新产品提供了很好的改进方向。

6.外形不走心,工业设计常被吐槽

最后就是专业无人机航测产品在工业设计上的不足,相较于大疆DJI这类在消费级市场打磨多年的无人机产品,专业测绘领域的无人机产品往往被用户吐槽,无论是飞行平台、还是载荷镜头,其材质、外形、可靠性都有种山寨作坊的感觉。传统测绘厂商的整机产品,主要就是一个机架加上电池和GNSS/RTK,具备前视避障的都很少,相对来说技术含量偏低,稳定性、安全性、智能性都要打个折扣。此外,传统厂商的专业级航测设备一套售价动辄就要二十万往上,不利于航测技术的普及。

万亿市场潜力巨大,期待匠心产品推进政策落地

虽然行业看起来面临问题很多,但也能因此看清用户需求。无人机航测行业只有从根本解决以上用户实操过程中的硬核痛点,才能真正在实景三维中国的政策推进和落地中发挥出更大的作用,也期待新技术、新产品尽快到来,给无人机航测领域带来新的发展。