Thông số LiDAR tốt nhất khi sử dụng DJI L1 Drone 

Cách sử dụng cảm biến DJI Zenmuse L1 bao gồm các tham số chuyến bay được đề xuất cho các công việc lập bản đồ máy bay không người lái cụ thể để thu thập dữ liệu LiDAR và phép đo ảnh tốt nhất.

Cảm biến DJI Zenmuse L1 đã cách mạng hóa việc khảo sát LiDAR bằng máy bay không người lái và cung cấp một giải pháp chính xác với giá cả phải chăng và trọng lượng nhẹ.

Nhưng bạn nên thực sự sử dụng nó như thế nào để thu thập dữ liệu tốt nhất cho các nhiệm vụ cụ thể? Bài viết này nêu bật các tham số được khuyến nghị cho L1, bao gồm các tham số tốt nhất cho các ngành/ứng dụng như kiểm tra lâm nghiệp và đường dây điện.

Sau khi dữ liệu được thu thập, nó có thể được xử lý hậu kỳ trong DJI địa hình để tái tạo mô hình có độ chính xác cao, và cả trong Đất rắn để phân tích sâu hơn. Bạn có thể tìm hiểu cách làm điều này bằng cách đọc hướng dẫn của chúng tôi về xử lý hậu kỳ trong DJI Terra.

Ngoài ra, hãy chú ý đến bản cập nhật chương trình cơ sở sắp tới, hiện đang ở giai đoạn BETA. Nó sẽ cho phép thực hiện các nhiệm vụ L1 hoàn toàn tự động với góc nghiêng của gimbal – thứ hiện chỉ khả dụng trong các nhiệm vụ tiêu chuẩn thấp nhất. 

Thu thập dữ liệu trường L1 – Thiết lập được đề xuất

Hãy đảm bảo bạn đang sử dụng phiên bản chương trình cơ sở DJI L1 mới nhất – v02.04.01.08 (chính xác kể từ ngày 1 tháng 10 năm 2021 – hãy kiểm tra trước khi sử dụng) – sau đó bạn có thể đặt thông số chuyến bay của mình.

Cài đặt thông số máy ảnh

Chuyển đến chế độ xem camera trên DJI Pilot và chọn CAMERA.

Nếu cần, bạn có thể điều chỉnh các thông số máy ảnh – chẳng hạn như ISO, màn trập và giá trị EV theo môi trường xung quanh để tạo độ phơi sáng tốt cho ảnh.

DJI L1 RTK và thu thập dữ liệu vệ tinh trạm gốc

Trạm cơ sở D-RTK 2 hoặc kết nối với NTRIP đều là các tùy chọn khả dụng để nhận hiệu chỉnh vị trí – điều cần thiết cho L1.

Chuyển đến chế độ xem camera trên DJI Pilot, chọn ···, sau đó chọn RTK, chọn loại dịch vụ RTK và đảm bảo trạng thái định vị và tiêu đề RTK đều hiển thị FIX.

Cũng có thể xử lý hậu kỳ thông qua trạm cơ sở của bên thứ ba, nguồn trực tuyến hoặc D-RTK 2 không được kết nối. Để thực hiện việc này:

1. Kiểm tra thời gian hoạt động cục bộ từ thư mục tệp dữ liệu đám mây điểm được lưu trong thẻ nhớ microSD.
2. Tìm kiếm các tệp RTCM định dạng .DAT cùng lúc với các tệp được lưu trữ của Trạm di động D-RTK 2 hoặc trạm gốc RTK của bên thứ ba. Đổi tên tệp giống như tệp .RTB trong thư mục tệp dữ liệu đám mây điểm và thêm hậu tố .RTCM.
3. Sao chép tệp .RTCM vào thư mục chứa tệp dữ liệu đám mây điểm. DJI Terra sẽ ưu tiên các tệp .RTCM hơn các tệp .RTB.

Lập bản đồ LiDAR và cài đặt thông số chuyến bay

Hướng dẫn này sẽ giúp bạn tạo Nhiệm vụ lập bản đồ.

1. Lập kế hoạch khu vực mục tiêu.

   Trong Ứng dụng DJI Pilot, đi tới Lập kế hoạch nhiệm vụ – Tạo lộ trình – Lập bản đồ, sau đó vẽ khu vực mục tiêu trên bản đồ. Do yêu cầu hiệu chuẩn của IMU cứ sau 100 giây, đường bay đơn dài nhất không được vượt quá 1000m (xét đến tốc độ khuyến nghị là 10m/s). Nếu bạn ở một khu vực rộng lớn, vui lòng chia nó thành các khu vực nhỏ hơn.
   
   

2. Chọn Máy ảnh: Zenmuse L1 – LiDAR Mapping.
   
   
3. Chuyến bay hiệu chuẩn: Cần được bật để thực hiện hiệu chuẩn IMU trong suốt chuyến bay.

    

4. Độ cao đường bay : khuyến nghị 50-100m. Độ cao cụ thể cho các nhiệm vụ sẽ được thảo luận sau trong blog này.

    

5. Bề mặt mục tiêu đến điểm cất cánh: Bạn có thể giữ mặc định là “0”.

    

6. Tốc độ cất cánh (tốc độ từ điểm cất cánh đến điểm tham chiếu đầu tiên): Bạn có thể giữ tốc độ mặc định là 10m/s.

    

7. Tốc độ bay: Khuyến nghị từ 5 đến 10m/s.

    

8. Sau khi hoàn thành: Nên quay lại trang chủ.

    

9. Cài đặt nâng cao:
   •Chồng chéo bên (Side Overlap) (LiDAR): 50% là mức khuyến nghị.
   •Hướng góc (Course Angle): Bạn có thể giữ mặc định;
   •Lề (Margin): Có thể được thiết lập theo nhu cầu của bạn.
   •Chế độ ảnh (Photo Mode): Có thể giữ mặc định “Time Interval Shot”.

    

10. Cài đặt tải trọng:
    
    •Chế độ tiếng vang (Echo Mode): Bạn nên chọn chế độ tiếng vang kép nếu bạn cần nhiều điểm đo hơn hoặc chọn chế độ ba tiếng vang nếu bạn cần độ thâm nhập cao hơn cho các công việc như khảo sát địa hình hoặc lâm nghiệp.
    •Tỷ lệ lấy mẫu: 160kHz cho ba lần trả về; 240kHz cho trả về kép;
    •Chế độ quét: Nên quét lặp lại để có độ chính xác cao hơn.
    •Màu RGB: Bạn cần bật tùy chọn này để có được đám mây điểm được tô màu.

     

11. Lưu nhiệm vụ.

     

12. Các thiết lập khác:
    
    • Cài đặt máy ảnh RGB: Chế độ S (ưu tiên màn trập) được khuyến nghị, bạn có thể điều chỉnh các thông số theo môi trường. • Nên bật Màn trập cơ học và Dewarping.
    
    • RTK: Bạn cần có RTK FIX trong suốt chuyến bay để có thể xử lý hậu kỳ lidar và thu được đám mây điểm.
13. Trước chuyến bay: Gắn L1 vào gimbal hướng xuống duy nhất trên M300 RTK. Cấp nguồn cho M300 RTK bằng L1 trên mặt đất để làm nóng hệ thống, đợi cho đến khi tải trọng INS IMU khởi động thông báo bật lên trong ứng dụng. Điều này sẽ mất khoảng năm phút.
    
    
14. Thực hiện nhiệm vụ.
    
    Nếu có bất kỳ lỗi nào xảy ra trong khi thực hiện nhiệm vụ, hãy chuyển đến Cài đặt chung và nhấp vào Xuất nhật ký Zenmuse L1 trong ứng dụng để xuất nhật ký sang thẻ SD của họ.
    Trong suốt chuyến bay, bạn có thể chuyển đổi giữa chế độ xem Camera, LiDAR và SBS (cạnh nhau). Nếu nhiệm vụ chuyến bay bị tạm dừng và sau đó được tiếp tục, máy bay không người lái sẽ tự động thực hiện hiệu chỉnh IMU tại điểm dừng.
15. Nhiệm vụ hoàn thành. Bây giờ bạn có thể tiến hành xử lý hậu kỳ với DJI Terra. Bạn có thể tìm hiểu thêm trong hướng dẫn của chúng tôi ở đây.

Thông số L1 theo ngành cụ thể

Phần trên trình bày tổng quan về các tham số được khuyến nghị chung để thu thập dữ liệu L1.

Dưới đây là hướng dẫn cài đặt tham số L1 cho các ngành và ứng dụng cụ thể, chẳng hạn như lập bản đồ địa hình, lâm nghiệp, đường dây điện và mô hình thành phố.

Thông số đề xuất lập bản đồ địa hình

LiDAR là một giải pháp lập bản đồ mạnh mẽ để tạo các mô hình địa hình, chẳng hạn như Mô hình độ cao kỹ thuật số (DEM) và Mô hình địa hình kỹ thuật số (DTM).

Các tham số được khuyến nghị để lập bản đồ địa hình với L1 là:

• Phương pháp lập kế hoạch nhiệm vụ: Lập bản đồ trên không (Theo dõi địa hình nếu cần. Xem phần Theo dõi địa hình bên dưới để biết thêm chi tiết). Truy cập qua Màn hình nhiệm vụ chuyến bay trong DJI Pilot. Chạm và kéo khu vực cần quét trên bản đồ.
• Kích thước khu vực đo lường: Mỗi đường bay liền kề không quá 1km
• Chiều cao bay: 100m
• Tốc độ bay: 10m/giây
• Tỷ lệ chồng chéo bên: 50%
• Số lượng tiếng vang: Ba tiếng vang
• Tần số lấy mẫu: 160K/giây
• Chế độ quét: Lặp lại quá trình quét
• Có bật ánh sáng nhìn thấy được hay không: CÓ

   

Thông số đề xuất lập bản đồ lâm nghiệp 

Máy bay không người lái được trang bị LiDAR cho phép người đi rừng đo chiều cao tán cây, độ che phủ, mật độ cây và thậm chí đo vị trí và chiều cao của từng cây.

Các tham số được khuyến nghị để lập bản đồ lâm nghiệp với L1 là:

• Phương pháp lập kế hoạch nhiệm vụ: Lập bản đồ trên không (Theo dõi địa hình nếu cần. Xem phần Theo dõi địa hình bên dưới để biết thêm chi tiết). Truy cập qua Màn hình chuyến bay nhiệm vụ trong DJI Pilot. Chạm và kéo khu vực cần quét trên bản đồ.
• Kích thước khu vực đo lường: mỗi đường bay liền kề không quá 1km
• Chiều cao bay: 100 đến 150m
• Tốc độ bay: 10m/giây
• Tỷ lệ chồng chéo bên: 50%
• Số lượng tiếng vang: Ba tiếng vang
• Tần số lấy mẫu: 160K/giây
• Chế độ quét: Lặp lại quá trình quét
• Có bật ánh sáng nhìn thấy được hay không: CÓ

   

Thông số đề xuất lập bản đồ đường dây điện

LiDAR là một giải pháp hữu ích để lập bản đồ đường dây điện. Các cảm biến LiDAR nắm bắt tọa độ của đường dây điện, cơ sở điện, thảm thực vật và các vật thể trên mặt đất trong một lần quét để cải thiện đáng kể hiệu quả kiểm tra và có thể được sử dụng để trích xuất và tạo mô hình kỹ thuật số 3D.

Các tham số được khuyến nghị để lập bản đồ đường dây điện với L1 là:

• Phương pháp lập kế hoạch nhiệm vụ: Chuyến bay tuyến tính (nhập KML/nhiệm vụ điểm tham chiếu). Truy cập qua Màn hình nhiệm vụ chuyến bay trên DJI Pilot. Chạm và kéo khu vực cần quét trên bản đồ. Xem phần Chuyến bay tuyến tính, bên dưới, để biết các cài đặt Chuyến bay tuyến tính được đề xuất.
• Đường bay: Đường bay đơn
• Chiều cao bay: 50 mét trên đỉnh tháp
• Tốc độ bay: 8m/giây
• Giới hạn điểm tham chiếu: dưới 800m
• Số lượng tiếng vang: hai tiếng vang
• Tần số lấy mẫu: 240K/giây
• Chế độ quét: Quét không lặp lại
• Có bật màu ánh sáng nhìn thấy được hay không: TRÊN

   

Mô hình thành phố Các tham số được đề xuất

LiDAR đã nổi lên như một kỹ thuật chính xác, nhanh chóng và linh hoạt để lập kế hoạch thị trấn. Chẳng hạn, các mô hình 3D phản ánh chính xác thông tin về địa hình và kiến ​​trúc giúp các nhà quy hoạch đô thị thiết kế và lập kế hoạch hiệu quả hơn.

Các tham số được khuyến nghị để lập bản đồ đường dây điện với L1 là:

• Phương pháp lập kế hoạch nhiệm vụ: Nhiệm vụ xiên, trong hầu hết các trường hợp, 4 nhiệm vụ xiên là đủ. Truy cập qua Màn hình chuyến bay nhiệm vụ trong DJI Pilot. Chạm và kéo khu vực cần quét trên bản đồ.
• Kích thước vùng đo: mỗi đường bay liền kề không vượt quá 1km
• Chiều cao bay: 100m
• Tốc độ bay: 10m/giây
• Tỷ lệ chồng chéo bên: 50%
• Số lượng tiếng vang: hai tiếng vang
• Tần số lấy mẫu: 240K/giây
• Chế độ quét: Quét không lặp lại
• Có bật màu ánh sáng nhìn thấy được hay không: TRÊN
• Góc Gimbal: -60 độ đến -45 độ

Theo địa hình

Đối với nhiệm vụ Theo dõi địa hình, tệp DSM bao gồm thông tin độ cao của địa hình cần được nhập.

Tệp DSM được sử dụng cho Nhiệm vụ theo dõi địa hình phải sử dụng hệ tọa độ WGS84, thay vì tọa độ dự kiến. Kích thước tệp không được vượt quá 20 MB.

Theo dõi địa hình được khuyến nghị khi chênh lệch độ cao của khu vực khảo sát lớn hơn 100 mét.

Trong Nhiệm vụ Theo dõi Địa hình, Chuyến bay Hiệu chuẩn tự động không khả dụng, do đó, cần phải thực hiện hiệu chuẩn thủ công trước và sau chuyến bay.

Nhiệm vụ chuyến bay tuyến tính

Vào màn hình chuyến bay nhiệm vụ trong DJI Pilot, chọn Tạo tuyến rồi chọn nhiệm vụ Chuyến bay tuyến tính.

Chạm và kéo trên bản đồ để điều chỉnh khu vực sẽ được quét.

Chỉnh sửa các tham số cho nhiệm vụ lập bản đồ LiDAR hoặc nhiệm vụ Phép đo ảnh.

Đối với ánh xạ LiDAR: Chọn các cài đặt nâng cao, tải trọng, dải bay, đường bay và các thông số khác.

Nên bật Single Route. Đặt độ cao chuyến bay thành 50-100m, tốc độ bay thành 5-10m/s và điều chỉnh độ dài phần mở rộng để bao phủ khu vực cần quét.

Đối với nhiệm vụ Phép đo ảnh: Đặt cài đặt nâng cao, cài đặt tải trọng và các thông số khác.

Bạn nên tắt Dewarping và đặt Forward Overlap (Hiển thị) và Side Overlap (Hiển thị) thành các tham số mặc định.

L1 cho phép đo ảnh

Ngoài việc có mô-đun LiDAR, L1 còn tự hào có camera 20MP RGB, nghĩa là nó cũng có thể được sử dụng để chụp ảnh.

Nếu bạn muốn sử dụng nó một cách nghiêm ngặt để chụp ảnh, thì điều quan trọng là phải chọn tùy chọn L1 Chụp ảnh.

L1 sẽ không quét dữ liệu đám mây điểm trong khi thực hiện nhiệm vụ và chỉ có camera lập bản đồ sẽ hoạt động.

Chuyến bay thủ công

Người vận hành cũng có thể thực hiện chuyến bay thủ công với L1.

Thông số L1 có thể được đặt trong MENU. Các giá trị tham số được khuyến nghị là:

• Quét không lặp lại
• tiếng vang kép
• Tốc độ lấy mẫu 240 kHz
• tô màu RGB” bật
• 3 giây là khoảng thời gian chụp

Đảm bảo rằng Ntrip được kết nối đúng cách hoặc trạm gốc RTK đã được thiết lập trước chuyến bay.

Màu RGB có nghĩa là máy ảnh ánh sáng khả kiến ​​của L1 chụp ảnh đồng thời để thu thập dữ liệu đám mây điểm LiDAR. Chúng tôi khuyên bạn luôn bật tùy chọn này trừ khi hoạt động vào ban đêm. Trước chuyến bay, đảm bảo L1 đã thực hiện chuyến bay hiệu chuẩn. Để thực hiện việc này, hãy chạm vào CAMERA, sau đó chạm vào biểu tượng hình số 8 và hoàn thành lời nhắc để kết thúc quá trình hiệu chỉnh.

Bản ghi đám mây điểm trên các chuyến bay thủ công

Bay máy bay không người lái gần khu vực mục tiêu và điều chỉnh gimbal theo một góc thích hợp để thu thập dữ liệu.

Sau đó nhấp vào LIDAR để chuyển đến màn hình đám mây điểm và nhấp vào nút ghi đám mây điểm để bắt đầu ghi. Nhấn một lần nữa để dừng ghi âm.

Trong khi bay thủ công, hãy bay với tốc độ khuyến nghị là 8–12 m/s và cách đối tượng từ 50–100 mét.

Nhấn vào biểu tượng (hình bên dưới và được đánh dấu bằng mũi tên màu cam) để xem mô hình đám mây điểm được ghi lại theo thời gian thực trong suốt chuyến bay.

Trong suốt chuyến bay, sau khi máy bay bay với tốc độ không đổi trong 100 giây, bạn cần tạm dừng quá trình ghi đám mây điểm, thực hiện hiệu chỉnh IMU rồi tiếp tục quá trình ghi đám mây điểm.

Bạn nên thực hiện chuyến bay hiệu chuẩn khác sau khi ghi lại dữ liệu đám mây điểm.

Hiệu chuẩn L1 IMU

Độ chính xác của hệ thống định vị quán tính sẽ tiếp tục bị mất đi trong quá trình bay thống nhất của máy bay.

Đối với L1, sau 100 giây bay liên tục, độ chính xác của hệ thống định vị quán tính sẽ giảm xuống dưới độ chính xác danh nghĩa.

Tuy nhiên, điều này có thể được khôi phục thông qua những thay đổi lớn về tốc độ. Để kích hoạt tính năng này, L1-M300 RTK sẽ thực hiện các thao tác khác nhau ở các giai đoạn khác nhau của chuyến bay, tùy thuộc vào loại nhiệm vụ đặt trước:

Nhiệm vụ lập bản đồ:

Đảm bảo rằng nút Hiệu chỉnh chuyến bay được bật trong cài đặt nhiệm vụ.

Hiệu chỉnh điều hướng quán tính sẽ tự động tăng tốc và giảm tốc tại điểm bắt đầu, điểm kết thúc và các điểm rẽ (được đánh dấu màu vàng bên dưới) dọc theo tuyến đường, như biểu đồ sau:

Lập bản đồ hành lang / Nhiệm vụ xiên

Đảm bảo rằng nút Hiệu chỉnh chuyến bay được bật trong cài đặt nhiệm vụ.

Hiện tại, các nhiệm vụ lập bản đồ Hành lang và Xiên sẽ thực hiện hiệu chỉnh hình 8 khi bắt đầu và kết thúc nhiệm vụ, như đồ họa này hiển thị:

Chế độ quét không lặp lại và lặp lại

L1 có hai phương pháp quét đám mây điểm. Người dùng có thể chọn giữa các phương pháp quét không lặp lại và lặp lại.

Phương pháp quét không lặp lại là công nghệ LiDAR độc đáo của L1. Nó cung cấp FOV gần tròn với mật độ quét dày đặc ở trung tâm của FOV so với khu vực xung quanh. Ở chế độ quét này, FOV dọc rộng hơn. Chế độ này được khuyến nghị để thu thập dữ liệu của các cấu trúc phức tạp, chẳng hạn như mặt tiền của tòa nhà.

Phương pháp quét lặp đi lặp lại cung cấp FOV phẳng tương tự như phương pháp quét cơ học truyền thống. Nó có thể thu được kết quả quét đồng đều và chính xác hơn so với các phương pháp quét cơ học truyền thống. Ở chế độ quét này, trường dọc hẹp hơn nhưng độ chính xác cao hơn. Chế độ này được khuyên dùng để khảo sát và lập bản đồ có độ chính xác cao.