幻灯二

无人机机身倾斜原因(有人机倾斜航摄用直升机还是固定翼?)

倾斜摄影技术是国际摄影测量领域近十几年发展起来的一项高新技术,该技术通过从不同的视角同步采集影像,它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限,通过在同一飞行平台上搭载多台传感器,同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度采集影像,将用户引入了符合人眼视觉的真实直观世界。获取到丰富的建筑物顶面及侧视的高分辨率纹理。它不仅能够真实地反映地物情况,高精度地获取物方纹理信息,还可通过先进的定位、融合、建模等技术,生成真实的高精度三维模型。该技术已经广泛应用于应急测绘、国土安全、城市管理、房产税收等行业。

虽然,现阶段无人机倾斜航摄作业盛行,但对于大面积、城市级、特殊敏感区域上空,综合考虑安全、效率、空域等因素,能及时有效获取外业倾斜数据的项目上依旧采用有人机搭载大型倾斜航摄仪作业。

运5固定翼飞机

早些年,倾斜航摄仪大多搭载在固定翼飞机上作业飞行。近些年随着技术的进步和影像分辨率越来越高的要求,直升机在倾斜航摄项目上应用更加普遍。

小松鼠直升机

国内倾斜航摄搭载的固定翼飞机主要机型有运5、GA8、大棕熊、运12等中小型飞机,而直升机倾斜航摄主要采用R44、贝尔206、小松鼠等机型。今天我们就探讨下两类飞机在倾斜航摄项目上的区别。

一、飞行速度

在倾斜航摄项目中,直升机一般按照100Km/h的速度飞行,而固定翼一般要飞到160km/h以上,从速度上看固定翼更有优势。

但是倾斜航摄旁向重叠度要求高,航线比较密集,造成飞机需要更多的转弯,而且固定翼的转弯距离长。直升机相对固定翼来说,转弯半径小、转弯距离短,并且可以减速转弯,这样在作业航线外可以节省更多的时间。

倾斜航线图

直升机转弯轨迹图

二、飞行高度

随着近年来影像分辨率要求的越来越高,从250px到125px再到37.5px,造成倾斜航摄的飞行高度越来越低,从1000米以上飞行到几百米飞行再到最新的150米飞行作业。

固定翼飞机考虑速度、安全等因素无法低空飞行,一般都是在几百到上千米作业,如果云层较低就无法作业,而且中国的雾霾天多,飞高了对影像质量有影响。

直升机在这方面体现优势,既可以高飞上千米也可以低飞一两百米进行云下飞行,受云层干扰少,雾霾影响小。

150米直升机低空作业

三、续航时间

在续航时间上,直升机R44一个架次大约3h,小松鼠也就4h多,固定翼飞机有明显优势,一般都是6h以上。在倾斜航摄作业中,直升机一天可以飞行2-4个架次,每次降落时一般有30分钟进行数据拷贝和加油。固定翼一天飞行1-2个架次。综合考虑,2种机型在每天的作业时间上差距不大。

四、起降场地

在起降场地方面,固定翼需要在有跑道的机场进行起降,一般距离测区有一定的距离。同时容易受到其他航班或飞行训练的飞机影响。直升机对起降场地的要求低很多,可以申请临时起降点,一般在测区找一片空地即可。

固定翼飞机机场

直升机一片空地

五、空域申请

在空域申请方面,尤其是在城市上空作业,无人机因为安全等因素空域申请无法通过。千万不要黑飞啊!萧山机场刚被干扰了!

疑似遭无人机干扰 萧山机场航班昨夜大面积延误

而有人机无论固定翼还是直升机都可以按照正常手续申请一段时间内的航摄作业。

但在每天的空域申请报备上,直升机更加灵活,随起随降,哪怕半小时也能作业。有些项目可以在航班间隔时间内飞行作业。而固定翼因为起降时间长,短时间的空档期飞行无法把握。

直升机机场上空飞行

六、费用

在费用方面,固定翼航摄一般都是采用包干制,按照项目情况确定价格,包含了飞机使用费用、飞行小时费用、机场占用费用、飞行员费用等。当然,有些航摄公司因为项目多也有包年制。

直升机航摄一般采用按天和飞行小时收费。包含飞机使用费用、飞行小时费、飞行员费用等,直升机如果不在机场起降可以节省机场占用费。

七、小结

综上所述,固定翼和直升机在倾斜航摄项目中都有应用,侧重点不同。在面积很大,分辨率要求不高的情况下,采用固定翼飞机高空作业飞行更有优势。而在分辨率要求很高,尤其是影像分辨率要求优于125px的情况下,采用直升机低空作业飞行是更好的选择。下面我们通过实际项目案例来了解下。

八、 项目案例

近期在某市实景三维建设项目A包中,要求采用倾斜航空摄影测量技术,获取测区范围内优于2厘米的5平方公里数字正射影像图、实景三维模型生产及建库;优于5厘米的65平方公里数字正射影像图、实景三维模型生产及建库;优于5厘米324平方公里的数字正射影像图、实景三维模型和单体化三维模型生产及建库。

而在B包中,要求采用倾斜航空摄影测量技术,获取测区范围内优于15厘米1000平方公里的数字正射影像图和实景三维模型生产及建库。

A包范围图 B包范围图

在本项目中,中标的2家航摄作业公司分别采用了直升机低飞获取高分辨倾斜影像和固定翼高飞获取15厘米倾斜影像。巧合的是2家公司都使用的PAN-U5倾斜航摄仪。

贝尔206直升机搭载PAN-U5航摄作业

大棕熊固定翼飞机搭载PAN-U5航摄作业

针对国内倾斜航摄项目的需求,我公司研发的PAN-U5倾斜航摄仪针对倾斜航摄常用的固定翼和直升机机型设计了多种安装组件,而且可以根据用户要求设计用于特定机型的安装组件。

用户只需采购1套PAN-U5倾斜航摄仪,根据不同的项目要求自行更换安装组件,既可以搭载到直升机低空作业,也可搭载到固定翼飞机高空作业。充分体现了PAN-U5产品多机型通用的优势。

PAN-U5在直升机上安装示意图

PAN-U5在固定翼上安装示意图

九、结尾

在文章最后,给大家提两个小问题:

1、倾斜航摄仪的快门速度、ISO和光圈设置多少合适?

2、倾斜航摄的旁向和航向重叠度设置多少合适?

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