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WayPoint Master（航跡大師）是一款面向測(cè)繪領(lǐng)域用戶，經(jīng)過(guò)深度定制化的航線規(guī)劃軟件。在服務(wù)用戶的過(guò)程中，我們接觸到了大量行業(yè)用戶。這些行業(yè)用戶具有類(lèi)似測(cè)繪的，利用高精度導(dǎo)航與定位原理，獲取數(shù)據(jù)及處理數(shù)據(jù)的作業(yè)需求。但由于行業(yè)限制，他們?cè)跍y(cè)繪方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)比較薄弱。在與行業(yè)用戶對(duì)接的過(guò)程中，我們漸漸意識(shí)到，我們應(yīng)該基于在測(cè)繪方面的專(zhuān)業(yè)積累，幫助這些行業(yè)用戶高效率、高精度、高自動(dòng)化地利用大疆無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)及載荷，提高生產(chǎn)效率，解決行業(yè)痛點(diǎn)問(wèn)題。

歷時(shí)一年多的研發(fā)與測(cè)試，我們深化了幾個(gè)需求比較集中的行業(yè)，并推出了相關(guān)功能。如道橋行業(yè)的橋梁檢測(cè)、基于地理信息定位需求的紅外檢測(cè)、新能源場(chǎng)站的光伏巡檢、應(yīng)急場(chǎng)景的快速地理信息數(shù)據(jù)獲取量測(cè)、復(fù)雜作業(yè)場(chǎng)景精細(xì)化巡檢的點(diǎn)云規(guī)劃。我們將這些行業(yè)用戶需求的功能，整合到一起，正式推出面向更廣闊的行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域巡檢場(chǎng)景的Detailed Inspection Master（巡檢大師）。

巡檢大師的研發(fā)過(guò)程，伴隨著多個(gè)行業(yè)用戶的參與。我們?cè)谘矙z大師后續(xù)推廣與迭代的過(guò)程中，也希望與越來(lái)越多的行業(yè)用戶，一起來(lái)增加軟件的適用場(chǎng)景，讓巡檢大師可以越來(lái)越好的助力行業(yè)，完成更高效精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)獲取與分析。

由于不同行業(yè)用戶的巡檢需求不同，我們大致將巡檢場(chǎng)景的數(shù)據(jù)源分為四類(lèi)：常規(guī)模型、精細(xì)模型、點(diǎn)云、基礎(chǔ)地形。這四類(lèi)巡檢場(chǎng)景的數(shù)據(jù)源可以通過(guò)航跡大師的航線規(guī)劃獲取或ALOS 12.5米DEM直接使用。以《露天煤礦殘煤自燃監(jiān)測(cè)與滑坡數(shù)據(jù)觀測(cè)采集》為例，我們直接利用12.5米DEM規(guī)劃禪思H20T熱成像鏡頭的仿地航線，通過(guò)巡檢大師標(biāo)準(zhǔn)偽彩功能處理熱成像影像拼接DOM，幫助用戶基于DOM進(jìn)行測(cè)溫，輸出溫度模型，制作等溫線進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域評(píng)估。

巡檢大師目前分為：橋梁檢測(cè)、紅外檢測(cè)、光伏巡檢、點(diǎn)云規(guī)劃、應(yīng)急測(cè)繪五個(gè)功能模塊，下面我們來(lái)單獨(dú)介紹每個(gè)模塊的功能和使用背景：

一、橋梁檢測(cè)

傳統(tǒng)為橋梁進(jìn)行宏觀檢測(cè)手段，是依靠肉眼或者輔助工具（如橋檢車(chē)、望遠(yuǎn)鏡等）來(lái)檢測(cè)橋梁主要構(gòu)件是否出現(xiàn)裂縫、開(kāi)裂破損、露筋銹蝕、支座脫空等病害。而對(duì)于特殊結(jié)構(gòu)橋梁（如斜拉橋、懸索橋、鋼管混凝土拱橋等）或者大跨高墩橋梁，在梁底板、塔柱、索纜、斜拉索、塔頂避雷針等可及范圍以外，常規(guī)檢測(cè)手段和方法存在局限性，可操作的難度非常大，存在檢查盲區(qū)。其中局部盲區(qū)可采取人工現(xiàn)場(chǎng)察看檢查，但效率低、難度大、危險(xiǎn)系數(shù)高。

針對(duì)橋梁的懸索、橋墩、橋墩支座、橋塔、橋腹等部位的螺栓脫落檢測(cè)，使用無(wú)人機(jī)具備諸多優(yōu)勢(shì)：

（1）無(wú)人機(jī)可以直接到達(dá)檢測(cè)部位，無(wú)需其它輔助措施，節(jié)省費(fèi)用；

（2）檢測(cè)橋墩、橋座、橋腹等危險(xiǎn)場(chǎng)所，無(wú)需搭架或者吊籃配合人員檢測(cè)，極大地提高了作業(yè)安全性；

（3）對(duì)于部分無(wú)法企及的橋腹、拉索等部位，無(wú)人機(jī)可以抵近觀察，了解更多細(xì)節(jié)；

（4）進(jìn)行橋梁日常巡查時(shí)，尤其是城市橋梁，無(wú)需封閉道路中斷交通；

（5）在天氣情況允許的前提下，實(shí)施檢測(cè)橋梁具備較高的及時(shí)性；

（6）巡檢航線可精確的重復(fù)執(zhí)行，配合機(jī)巢更可以進(jìn)行周期性巡檢，無(wú)需作業(yè)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。

基于傳統(tǒng)檢測(cè)手段的弊端，探索無(wú)人機(jī)在橋梁檢測(cè)中的應(yīng)用，我們針對(duì)橋梁構(gòu)件位置、形狀等特點(diǎn)，結(jié)合無(wú)人機(jī)定位技術(shù)，可搭載多種傳感器，研發(fā)設(shè)計(jì)了專(zhuān)業(yè)的橋梁巡檢航線。分別有懸索巡檢航線、橋腹巡檢航線、巡檢投射功能等功能。結(jié)合點(diǎn)云規(guī)劃還可實(shí)現(xiàn)橋塔、橋墩、橋墩支座的巡檢。科學(xué)、自主地飛行，并能夠精確定位興趣點(diǎn)，將其顯示于模型上。1、懸索巡檢

針對(duì)橋梁的懸索構(gòu)件及線狀巡檢（架空線路、油氣管道、纜車(chē)、斜拉索、高鐵線路等）的航線設(shè)計(jì)工具，沿線生產(chǎn)下視、左視、右視三個(gè)方向的巡檢航線?？赏ㄟ^(guò)設(shè)置懸索半徑和側(cè)視俯仰角，精確控制巡檢影像的視角及巡檢航線的位置。該巡檢航線也可以用于懸索等線狀構(gòu)件精細(xì)模型的影像采集。

2、橋腹巡檢

橋腹巡檢一直是行業(yè)痛點(diǎn)問(wèn)題，無(wú)人機(jī)在橋梁正下方很難獲取精確的定位與定向?qū)Ш叫畔?。得益于M300 RTK雙天線與RTK定位保持的加持，可以保證在橋梁下方一定時(shí)序內(nèi)，保持RTK的定位與定向狀態(tài)。因此我們針對(duì)橋梁的橋腹構(gòu)件巡檢，推出了航線設(shè)計(jì)工具。導(dǎo)入橋板中線，通過(guò)設(shè)置橋板的寬度、厚度和鏡頭仰角，即可規(guī)劃M300 RTK + Zenmuse P1/H20T 配合上置云臺(tái)的巡檢航線，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋腹的巡檢作業(yè)。該巡檢航線也可以用于橋腹精細(xì)模型的影像采集。

3、巡檢投射

貼近的精細(xì)化巡檢模式，會(huì)因?yàn)橛跋窀采w的范圍較小，無(wú)法通過(guò)紋理特征對(duì)影像進(jìn)行定位。為了幫助用戶快速地對(duì)缺陷影像進(jìn)行定位，我們推出了巡檢投射功能。通過(guò)讀取影像的位置與姿態(tài)信息，輸入采集的相對(duì)距離，生產(chǎn)模擬視錐體并投射到模型上，同時(shí)計(jì)算影像的中心位置的投射并結(jié)合模型顯示。

二、紅外檢測(cè)

本功能的開(kāi)發(fā)背景為海州露天礦的露天煤礦自燃點(diǎn)檢測(cè)。傳統(tǒng)檢測(cè)煤礦自燃點(diǎn)的手段，為人工使用測(cè)溫儀與手持紅外熱像儀，在場(chǎng)站內(nèi)進(jìn)行巡檢。由于自燃點(diǎn)溫度極高，作業(yè)人員需穿戴防護(hù)設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，并且需到達(dá)實(shí)地進(jìn)行測(cè)量。傳統(tǒng)的檢測(cè)方式作業(yè)速度緩慢，人員危險(xiǎn)性高，無(wú)法準(zhǔn)確記錄地理信息位置，甚至部分區(qū)域地勢(shì)陡峭以致作業(yè)人員無(wú)法抵達(dá)。隨著無(wú)人機(jī)廣泛應(yīng)用，部分露天煤礦使用大疆經(jīng)緯 M300 RTK 無(wú)人機(jī)搭載禪思 H20T 熱紅外相機(jī)，手動(dòng)控制無(wú)人機(jī)進(jìn)行非接觸式測(cè)量。測(cè)量數(shù)據(jù)沒(méi)有規(guī)律性，無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

針對(duì)常規(guī)作業(yè)方式與無(wú)人機(jī)手動(dòng)控制采集數(shù)據(jù)的弊端，我們優(yōu)化作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)了具有地理信息屬性的紅外檢測(cè)功能：

1、基于禪思 H20T 熱紅外相機(jī)進(jìn)行仿地航線規(guī)劃；

2、對(duì)采集的熱紅外影像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)偽彩處理；

3、選取任意點(diǎn)經(jīng)緯度，自動(dòng)匹配相應(yīng)影像進(jìn)行單幅測(cè)溫；

4、通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)偽彩影像輸出DOM，使用DOM進(jìn)行全局測(cè)溫；

5、輸出溫度模型并制作等溫線；

6、根據(jù)劃分的溫度區(qū)間，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域按屬性進(jìn)行展示。

1、航線規(guī)劃

航線規(guī)劃，是基于定焦測(cè)繪相機(jī)進(jìn)行區(qū)域或帶狀航線的規(guī)劃。我們?cè)赪ayPoint Master（航跡大師）內(nèi)適配了禪思 H20T 熱紅外相機(jī)，用戶可以使用它的熱紅外相機(jī)模型，規(guī)劃仿地航線。仿地飛行可保證熱紅外相機(jī)與目標(biāo)距離恒定，避免出現(xiàn)重疊率不足或分辨率不均勻等問(wèn)題。

2、標(biāo)準(zhǔn)偽彩

傳統(tǒng)偽彩賦色是依據(jù)影像覆蓋的溫區(qū)，動(dòng)態(tài)的給每一測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行賦色，其成果中，就算是同一架次影像，每一個(gè)顏色所對(duì)應(yīng)的溫度值都不一樣，無(wú)法進(jìn)行后續(xù)的影像拼接作業(yè)。巡檢大師所提供的標(biāo)準(zhǔn)偽彩功能，通過(guò)算法，使所有紅外影像中像素溫度映射的顏色一一對(duì)應(yīng)，為后續(xù)通過(guò)正射影像進(jìn)行全局測(cè)溫打下基礎(chǔ)。

3、單幅測(cè)溫

導(dǎo)入測(cè)區(qū)熱紅外影像數(shù)據(jù)，通過(guò)三維平臺(tái)，拾取測(cè)區(qū)內(nèi)任意點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)，反算采集到當(dāng)前地理坐標(biāo)位置的影像。設(shè)定采集高度，可以有效篩選照片，保證拾取的地理坐標(biāo)位于影像中心區(qū)域。該測(cè)溫功能基于DJI Thermal SDK進(jìn)行測(cè)量，不會(huì)引入算法誤差，測(cè)溫精度與禪思 H20T 測(cè)溫精度一致。

4、全局測(cè)溫

對(duì)影像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)偽彩處理后，即可基于紅外影像進(jìn)行空三處理并輸出OSGB/DOM/DSM等成果，通過(guò)記錄標(biāo)準(zhǔn)偽彩轉(zhuǎn)換過(guò)程中轉(zhuǎn)換參數(shù)，在拼接好的DOM上進(jìn)行測(cè)溫。單點(diǎn)拾取為單點(diǎn)測(cè)溫，繪制面可以進(jìn)行區(qū)域測(cè)溫。

5、溫度模型

加載標(biāo)準(zhǔn)偽彩后生產(chǎn)的DOM，輸出包含地理位置信息以及對(duì)應(yīng)溫度的數(shù)字溫度模型， 該模型可生產(chǎn)等溫線地圖。

6、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

通過(guò)設(shè)置溫度閾值，加載標(biāo)準(zhǔn)偽彩處理后生產(chǎn)的DOM，按照溫度閾值范圍填充不同顏色。分為低溫區(qū)域、 常溫區(qū)域、一般風(fēng)險(xiǎn)、嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)和危機(jī)風(fēng)險(xiǎn)等區(qū)域，更直觀的顯示風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的范圍。

三、光伏巡檢

大規(guī)模的光伏電站一般設(shè)置陽(yáng)光資源相對(duì)充足且人跡罕至的區(qū)域，人工巡檢通勤難度較大，更重要的是人工巡檢光伏板效率極低，以一個(gè)100MW的大型地面光伏電站為例，2名巡檢人員手持設(shè)備將檢查完所有的組件需20-30天時(shí)間，且需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷組件是否存在故障，設(shè)備故障發(fā)現(xiàn)效率低，極大影響了電站的效益。

如使用無(wú)人機(jī)巡檢，自動(dòng)化采集組件熱紅外圖像和可見(jiàn)光圖像，無(wú)需人工檢測(cè)，巡視一遍約6-10小時(shí)，對(duì)獲取的海量數(shù)據(jù)自動(dòng)分析判斷故障，自動(dòng)形成專(zhuān)業(yè)分析報(bào)告，人員經(jīng)驗(yàn)依賴性弱，設(shè)備故障發(fā)現(xiàn)效率高，提升電站效益。

從“手持設(shè)備巡檢”到“無(wú)人機(jī)自動(dòng)巡檢“，極大提高巡檢效率。

光伏場(chǎng)站根據(jù)規(guī)模與分布情況，分集中式光伏電站和分布式光伏電站，巡檢大師光伏巡檢模塊，優(yōu)化航線設(shè)計(jì)算法，根據(jù)光伏場(chǎng)站類(lèi)型特點(diǎn)，分別研發(fā)了集中式巡檢航線和分布式巡檢航線。保證每個(gè)采集航點(diǎn)與組件的相對(duì)距離恒定，且保持作業(yè)效率***優(yōu)。

分布式巡檢航線設(shè)計(jì)，應(yīng)用禪思 H20T 熱紅外相機(jī)，開(kāi)啟激光測(cè)距功能，采集范圍拐點(diǎn)及中心位置照片，加載照片文件夾，設(shè)置相關(guān)參數(shù)，通過(guò)內(nèi)部算法，快速輸出巡檢航線。無(wú)需采集數(shù)據(jù)預(yù)先生產(chǎn)DOM或DSM。

保持恒定分辨率，均勻的采集測(cè)區(qū)光伏組件數(shù)據(jù)，可以大大減少原始數(shù)據(jù)采集量，提高識(shí)別效率與準(zhǔn)確率，因此，結(jié)合光伏場(chǎng)站特點(diǎn)制作光伏巡檢航線是十分有必要的。

集中式電站我們提供了兩種解決方案：

1. 施工階段：光伏電站的建設(shè)前期的勘測(cè)與設(shè)計(jì)輔助，基建過(guò)程中的巡檢監(jiān)理；

2. 運(yùn)維階段：自主航線飛行采集數(shù)據(jù)后，通過(guò)智能識(shí)別系統(tǒng)輸出巡檢報(bào)告。

關(guān)于光伏巡檢，巡檢大師內(nèi)暫時(shí)僅打包光伏巡檢航線規(guī)劃方案，完整光伏巡檢航線規(guī)劃與缺陷自主識(shí)別可以與我們?nèi)〉寐?lián)系后詳細(xì)了解13907488371。

四、點(diǎn)云規(guī)劃

保持焦平面正對(duì)測(cè)繪面、保持恒定的相對(duì)距離、保持足夠且穩(wěn)定的重疊度非常有利于精細(xì)化建模與特殊構(gòu)造的精細(xì)化巡檢影像采集。巡檢大師提供的點(diǎn)云航線規(guī)劃功能，可以精準(zhǔn)的擬合待測(cè)結(jié)構(gòu)外輪廓，采集高達(dá)亞毫米級(jí)的高清影像，從而恢復(fù)被攝對(duì)象的精確坐標(biāo)和精細(xì)形狀結(jié)構(gòu)。采集完的影像可應(yīng)用于水利工程檢測(cè)、滑坡監(jiān)測(cè)等方面的圖像缺陷識(shí)別、力學(xué)分析，可應(yīng)用于城市精細(xì)建模與古建筑重建等三維重建。生產(chǎn)好的航線可以精準(zhǔn)復(fù)飛，可配合機(jī)巢對(duì)固定構(gòu)件長(zhǎng)期精細(xì)化巡檢航線制作。

通過(guò)傳統(tǒng)的航線規(guī)劃方式，以及我們?cè)赪ayPoint Master(航跡大師)內(nèi)提供的，基于KML的立面航線規(guī)劃，也很難對(duì)高達(dá)100米的水壩精準(zhǔn)擬合輪廓，采集分辨率均勻的高清影像?；邳c(diǎn)云航線規(guī)劃，無(wú)論面上的結(jié)構(gòu)是弧線、坡面、外凸、內(nèi)凹、轉(zhuǎn)角都能很好的貼合上去。

水壩航線的制作，驗(yàn)證了點(diǎn)云航線的普適性，基本解決了所有可以使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的自然構(gòu)造與人工構(gòu)造場(chǎng)景航線規(guī)劃。

花山巖畫(huà)反傾山體點(diǎn)云航線規(guī)劃

樂(lè)山大佛內(nèi)凹山體航線規(guī)劃

船舶缺陷數(shù)據(jù)采集航線規(guī)劃

橋梁斜拉索數(shù)據(jù)采集航線規(guī)劃

古建筑精細(xì)航線規(guī)劃

反傾山體航線規(guī)劃

城市建筑精細(xì)航線規(guī)劃

五、應(yīng)急測(cè)繪

在泛測(cè)繪領(lǐng)域，用戶對(duì)地圖的現(xiàn)勢(shì)性要求比較高，對(duì)成圖精度不敏感。通常需要現(xiàn)場(chǎng)出圖，并對(duì)測(cè)區(qū)情況做出應(yīng)急響應(yīng)或者定性分析。一整套攝影測(cè)量作業(yè)流程，需要作業(yè)人員掌握航線規(guī)劃，空三處理，成果輸出的流程，對(duì)作業(yè)人員的專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求高，并且即時(shí)性不佳。因此我們推出了應(yīng)急測(cè)繪的相關(guān)功能：

1、單幅測(cè)圖

無(wú)需執(zhí)行航線任務(wù)，手動(dòng)控制無(wú)人機(jī)對(duì)興趣區(qū)域拍攝單張影像，即可通過(guò)Detailed Inspection Master（巡檢大師）讀取照片內(nèi)置位姿信息，將單張影像投射為DOM，并且影像中心區(qū)域可以達(dá)到亞米級(jí)測(cè)距精度。非常適合用于應(yīng)急測(cè)繪、消防、河道垃圾巡查、違建巡查等。

原始影像

2、雙屏顯示

支持同時(shí)打開(kāi)兩個(gè)三維地球窗口，分別支持加載相同位置不同時(shí)期及類(lèi)型的KML文件、數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型、三維模型等，進(jìn)行比對(duì)，分析。如單幅測(cè)圖生產(chǎn)的單片投射DOM與歷史影像對(duì)比或可見(jiàn)光與紅外影像生產(chǎn)OSGB模型對(duì)比。

3、視頻投射

可以根據(jù)視頻采集時(shí)，無(wú)人機(jī)與云臺(tái)的位姿信息，同步顯示視錐體和飛行軌跡到三維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)航線與視頻同步播放。

4、航線模擬

可模擬WayPoint Master（航跡大師）及Detailed Inspection Master（巡檢大師）生產(chǎn)的航線，導(dǎo)入航線后讀取航點(diǎn)信息，模擬采集視角的視錐體，顯示其覆蓋范圍。支持沿航線方向自動(dòng)播放或指定任意航點(diǎn)位置播放。通過(guò)航線模擬可以在任務(wù)執(zhí)行之前，對(duì)任務(wù)航線采集的區(qū)域進(jìn)行模擬，以保證數(shù)據(jù)采集精確覆蓋目標(biāo)區(qū)域。