瑞士聯邦理工學院(EPFL)的一位博士生,用軟件改進了無人機測繪的準確性和可靠性。他的論文發表的這種技術正在社會的許多領域獲得關注。
使無人機測繪更加精確是大地測量工程實驗室(Topo)的目標之一,該實驗室由EPFL建筑、土木和環境工程學院(ENAC)的Bertrand Merminod管理。無人機不僅是孩子們的玩具,也有很多實際用途。它們可以用來監控大壩和鐵路,以防止事故的發生,或者在歷史遺跡意外或故意被破壞的情況下,創建三維數字副本。他們還可以從一個季節到下一個季節的圖像來測量土壤侵蝕。
“盡可能準確是非常重要的,”剛剛在Topo實驗室完成博士學位論文的Emmanuel Cledat說。“當整個冬天懸崖似乎略有移動時,您必須能夠分辨出這是真正的地形變化還是僅僅是地理配準誤差。” Cledat在過去的四年中一直在開發能夠準確處理無人機上嵌入的傳感器所采集數據的軟件。他的論文獲得了國際攝影測量和遙感學會頒發的最佳青年作家獎(2020年)。
用于測繪的飛機和直升機通常配備四種類型的傳感器:GPS(或GNSS)和慣性測量單元(IMU),它們確定車輛的位置和方向;相機, LIDAR激光掃描儀通過記錄激光束從掃描儀到物體再返回的時間來測量距離。
直到最近,激光雷達掃描儀的重量可以達到10公斤。Topo實驗室與EPFL分拆出來的Helimap系統公司一起,是開發涉及直升機的航空測繪系統的先驅者,該系統可以攜帶像激光雷達掃描儀和導航級IMU這樣的重型設備。但近年來,業內人士和研究人員都致力于將這些測量設備做得更小。Cledat能夠將嵌入無人機(GNSS、激光雷達、IMU和相機)上的微型傳感器獲取的數據混合起來,從而得到的地圖幾乎與直升機獲得的地圖一樣精確。基于無人機的地圖繪制技術是一種更環保的選擇,更適合難以到達的地形。
作為論文的一部分,Cledat仔細校準了每個傳感器,使它們盡可能地有效和可靠。為此,他使用了位于Vaud Canton的Vufflens-la-Ville附近的實驗室校準場。他在相機校準方面的工作獲得了ISPRS獎。他開發的捆綁調整軟件用于交叉檢查測量數據,以便同時校正所有數據。這樣就可以得到精確的區域圖像和無人機的位置和方向。Cledat的軟件將在實驗室中進一步開發,作為另一個論文項目的一部分。
Cledat計劃重新開始他職業生涯,下一步他打算推出的項目,是在自行車上安裝為無人機制造的微型傳感器,以及噪音和空氣質量傳感器。利用收集到的數據繪制出城市交通地圖,并對騎自行車者的潛在風險進行量化,以便對道路基礎設施和當地道路安全運行進行相應的調整。