如何从无人机开始

原文发布链接:2017/7/26  17:31:29

1988年,我3岁的表弟在他的后院失踪。在当时温哥华的农村,房屋后是复杂的丘陵地形,山洞,热带雨林,以及湍急的河流。警察带着警犬和整个社区联合搜索,也没有找到他。他掉进河里了吗?是有人带走了他吗?

    几个小时后,他出现了,邻居的狗牵引着他。他们都湿透了。我猜测他掉入了河里,而邻居的狗把他救了上来。应该表扬这条狗,但这不是最重要的,重要的是没有人能找到他。警察,嗅探犬,整个社区都无法找到他。森林太密集,传统的搜救方式面临极大的困难。

    如果他们根据场景采用了更有效的手段,那场搜救会不会有所改变?如果他们有一个机载设备(比一架直升机更小,更容易操作),能够扫描每一个洞,树和深坑,情况是否会有所改观呢?

    现在我们就来谈谈无人机。

    今天,搜索和救援工作只是无人机作为革命性工具的一个领域。许多市场和行业也使用它们来监控区域,获得地形和资源的认知,并最终做出基于数据的决策(如管道检测,评估风暴灾害,农业)。

    无人机任然存在着一些争议,它牵涉一些道德问题。但不可否认的是,无人机可以到达人类去不了的地方——无论是因为安全,成本无法到达,亦或是因为在操作性上无法到达。它们可以获取那些直升机无法获取的东西,并且更便宜,更高效。此外,它们生产的数据及时、高质量。

无人机是收集高质量数据的一个安全的、可消费得起的新平台。

    好了,我们一致认为,无人机非常酷。准备好开始了吗?也许你打算把它用在你商业的某一部分,或者你正考虑将它用作娱乐(那你可以申请一个免费的FME home use license)。

无人机数据面临的挑战

    第一步,获得一个无人机。

    然后,我们来谈谈数据。无人机数据包括影像、视频、激光扫描、遥测文件等等,通常量比较大。这意味着挑战主要在数据组织、数据处理和数据分配这几方面。

    此外,新的技术领域意味着大量新的数据,甚至全新的类型和格式。这可能导致严重个的互操作性问题,特别是当你去映射无人机收集的位置数据的时候。

    无人机对FME 来说,还是块处女地。但是我们对它充满了热情。FME就是为这样的互操作挑战而生的。它移动和塑造数据,可以很容易地连接到API,并能够利用云工作——在无人机任务周期的每个阶段发挥巨大潜力。

 

1、飞行前计划

    从无人机任务规划开始。

    开始前请了解空域和机场规定,并遵守。机场/空域的数据可能是AIXM格式,我们可以将它转换成KML格式,以便在Google Earth中进行观看。在飞之前,你需要考虑无人机航行通告,天气和风向信息,限制空域,森林火灾和通用航空活动,比如滑翔伞/跳伞。

  

    自动生成航线/航线点。可以利用类似于Litchi这样的app/website,在地图上绘制你需要的点,并以CSV格式导出。在这里,你可以考虑创建一个自动生成点的工作流(例如计算管道中心线)或转换路径从Google Earth(kml)到Litchi(csv)。

    集成多个格式,得到最精准的全局表现。考虑实时地图、CAD建筑结构、社区的GIS地图、以及基础设施数据库。

    飞行预览。获得真实的飞行预览是关键,混合你的数据源,并转换成KML格式,看看在Google Earth上飞行将会是什么样子。对于商业应用程序,你可以构建一个web服务,它在web浏览器上显示飞行预览。用户可以将他们的飞行路径上传到web服务,让其在地图展示之前自动验证有效性。

    检查飞行路径。从视觉和自动识别风险和错误方面检查飞行路径。自动检查应该对飞行计划执行各种测试。比如,你需要在哪些空域进行飞行,是否需要批准。

    从验证结果生成报告。对于商业应用,你可以创建web服务,让用户上传他们的飞行计划,并自动生成报告。

  

2、飞行

    启动无人机,等待其收集数据。

    让飞行任务自动化,因为自动化意味着更少的人为错误。它能更有效地利用有限的飞行时间和执行更安全的操作,因为自动化的系统更能应对环境条件的变化要求。自动化还意味着可以快速生成多个任务,以及再次飞行;而不必手动计划和手动飞行每个航线点。

    无人机可以存储大量的信息:飞行日志、栅格、点云、视频、视频边车文件(SRT格式)、以及所有嵌入了坐标值的信息。每个无人机收集的数据都稍有不同,但是,通常图像数据都存储为JPEG EXIF或NFO。

    高存储量数据在处理工作流的各个阶段都是一种挑战。因此,在飞行过程中,在收集数据时,尽量考虑如何实现“MYO”(最低最优)原则。

3、飞行后检查

    当无人机飞回后,取出存储卡,将数据复制到电脑上。根据你任务的复杂性,你可能会处理成千上万的图片,视频和激光扫描文件。

    后期处理可能包括变化检测、分类、渲染点云、添加z值、或者其他的任务。这取决于你打算用这些数据干什么。

    创建一个目录来索引所有的数据。Excel电子表格是一种方式,如果你使用HTML,你会发现更好的终端用户友好型界面。

    将图片转换到其他有用的输出,比如Google Earth。为此,你的工作流需要包含从JPEG提取经纬度、影像配准、以及将图像加载到KML。其他格式转换和影像配准,对飞回的任意数据都是必要的,比如存储为SRT格式的飞行路径信息。

    利用自动化。同时,巨大的数据量是潜在的瓶颈,所以,确保优化无人机到磁盘的工作流,以便重复使用。

 

4、数据分发

    数据交付部分包括将它转换成目标用户需要的格式。

    将数据放到云上,以便其他人现在任务结果。

    此外,商业应用可以提供数据下载、报告/总结、或者飞行路线等web服务以获利。你也可以考虑利用应用程序Esri Survey123让用户更新主数据库内数据。

    生成一个报告。可以是Excel电子表格、HTML、PDF、BI软件,或任何你需要的格式(参见:数据报告研讨会)。自动化的汇总和分发过程有利于做出快速决策。

    考虑如何通过工具和无人机API,在无人机任务周期的每个阶段进行集成。检查DJI、OpenDroneMap、DroneDeploy、Drone2Map for Arcgis。应用的常见输出格式为XML,CSV和JSON。你还可以应用Microsoft、Google、或Watson的服务——比如,自动化分辨图片包含的信息。

真实世界的UAV

    更多深入技术,请看FME UC 2017无人机专家Dean Hintz和Steve MacCabe,以及阿拉巴马电力公司Renato Salvaleon的演讲。

UAVs and FME:Powering Your Drone and Its Data with FME

    Hans van der Maarel的FME UC演讲主要关注无人机的后期处理。他的FME工作流从点云生成PDF报告。

From the clouds to the ground:change detection in drone-captured point clouds

    数据准备、集成、可视化、自动化和分发都是无人机任务周期的一部分。我们看到了巨大的潜力,迫不急待地想要听到FME用户的成果。

    如果你是无人机爱好者,无论商业或娱乐,请让我们知道你们的需求!新的格式支持?特定的功能或转换器?我们想要了解你们在无人机领域遇到的挑战,以及如何利用无人机web服务实现集成。

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转载自blog.csdn.net/fmechina/article/details/81118360