Дослідження точності визначення координат точок місцевості лазерним сканером VLP-16, встановленим на БПЛА DJI S1000

Abstract

Мета. Метою роботи є дослідження точності визначення координат за допомогою лазерного сканера VLP-16, встановленого на октокоптері DJI S1000. Автори реалізували технологічну схему встановлення лазерного сканера VLP-16 на октокоптері DJI S1000 та методику дослідження точності визначення просторових координат точок об’єктів лазерним сканером. На кафедрі фотограмметрії та геоінформатики розроблено високотехнологічний інтегрований комплекс БПЛА гелікоптерного типу DJI S1000 із повітряним лазерним сканером Velodyne Lidar VLP-16. У результаті створення комплексу отримано цілком уніфіковану систему без додаткового виготовлення прецизійних деталей та вузлів. Стосовно БПЛА S1000 гелікоптерного типу проведено випробувальні польоти, щоб визначити точність отриманих просторових координат за допомогою сканера, встановленого на корпусі октокоптера. Результати становили відповідно: mX = 0,04 м, mY = 0,03 м, mZ = 0,04 м. Зважаючи на отримані результати, можна застосовувати комплекс для виконання різноманітних топографічних та прикладних завдань. Результати. Запропонований комплекс перевірено на відповідних контрольних точках, отриманих у результаті аеросканування з БПЛА за контрольними точками, що дало можливість обґрунтувати ефективність запропонованої методики. Наукова новизна. Вперше випробувано компактний лазерний сканер VLP-16 на БПЛА типу октокоптер DJI S1000. Практична значущість. Отримані дані лазерного сканування можна використовувати для вирішення різних інженерних завдань, а саме: створення 3D-моделей архітектурних споруд, визначення об’ємів вироблення кар’єрів, створення цифрових моделей об’єктів інженерно-транспортної інфраструктури: ліній електропередач, інфраструктури автомобільних доріг і залізниць, реконструкції пам’яток архітектури, дослідження руслових процесів, визначення кількісних показників під час таксації лісуGoal. The aim of the work is to study the accuracy of determining the coordinates using a laser scanner laser scanner VLP-16 mounted on an octocopter DJI S1000. The authors implemented the technological scheme of installation of the VLP-16 laser scanner on the DJI S1000 octocopter and the method of studying the accuracy of determining the spatial coordinates of the points of objects with a laser scanner. The Department of Photogrammetry and Geoinformatics has developed a high-tech integrated complex of UAVs helicopter type DJI S1000 with air laser scanner Velodyne Lidar VLP16. As a result of creation of a complex the completely unified system without additional manufacturing of precision details and knots is received. For the S1000 helicopter-type UAV, test flights were performed to determine the accuracy of the obtained spatial coordinates using a scanner mounted on the body of the octocopter, the results were respectively: mX =0.04 m, mY = 0.03 m, mZ = 0.04 m. The obtained results should be applied to the complex for various topographic and applied problems. Results. The proposed complex wastested at the appropriate control points obtained during aeroscanning with UAVs at control points, which made it possible to justify the effectiveness of the proposed method. Scientific novelty. For the first time, a compact, active VLP-16 laser scanner was tested on an DJI S1000 octocopter UAV. Practical significance. The obtained data from laser scanning can be used to solve various engineering problems. Namely, the creation of 3D-models of architectural structures, determining the volume of quarries, creating digital models of engineering and transport infrastructure: power lines, infrastructure of roads and railways, reconstruction of architectural monuments, research of channel processes, quantitative determination indicators in forest assessment.