航天图景无人机时空数据链行业应用解决方案

1.公司简介 航天图景（北京）科技有限公司隶属于硅盾科技，硅盾科技下辖航天图景（北京）科技有限公司、航天天安（北京）科技有限公司、光峰华影（北京）科技有限公司和泰州硅盾数码科技有限公司，总部位于北京市顺义区机场东路军营南街10 号，占地面积 36 亩，建筑面积 3.5 万平方米，拥有 5 个楼盘。硅盾科技自成立以来一直关注空、天、地一体化智慧信息感知和融合创新应用，目前在遥感、无人机、激光显示等领域已经发展为具备高新技术研发、产业化经营和人才培育等综合能力的集团化公司，利用无人机、遥感技术服务于森林、电力、铁路、公路、公安、消防、石油和自然灾害等领域，硅盾科技作为比肩国际同行、引领行业发展的高科技公司，在基础设施、技术基础、团队基础、人才基础以及产业化能力方面具有很大优势。 近些年来，随着大疆、零度等公司消费级无人机的火爆，无人机的神秘面纱逐渐被揭开。航天图景（北京）科技有限公司是一家为行业用户提供无人机应用全流程解决方案的公司，它提供一套完整的无人机硬件、软件解决方案，将无人机系统变成行业用户手中的“智能机器人”，彻底改变传统工业无人机知易行难的局面，使得行业用户无需较多专业知识和经验，即可完全掌握无人机的应用，充分满足实际业务需求。 源于一个理念 航天图景的无人机团队，由一大批热爱无人机、勇于拼搏、激情洋溢的专业技术人才组成，该团队一直投身于无人机、遥感应用等高精尖技术的创新和研发。经过长时间与用户的深度沟通和对行业的深刻认知，他们发现很多号称定位为工业级无人机的公司给用户提供的解决方案基本上都偏重于硬件平台本身，用户拿到无人机仅仅就是能拍照和摄像而已，而拿到数据之后的应用环节还是由用户自 己来解决。比如拍照之后需要对照片进行快速拼图，这对测绘应用来讲是个较常见的摄影测量处理问题，可对于其他行业用户来讲却不是那么容易能解决的，即使知道可以用摄影测量软件来处理也受不了高昂的代价。虽然近些年来出现了像Pix4D、Smart3D之类的无人机航拍图像全自动处理软件缓解了一部分复杂的后期应用问题，但对无人机的专业应用来讲绝不是一个全自动拼图软件能解决的。比如不同时间拍摄图像的变化检测分析、基于三维信息的空间分析和测量、红外及多光谱传感器数据的分析、遥感数据的定量化分析，这些都不是纯做无人机平台的公司能够解决的问题。但对用户来讲，他们只有通过无人机采集的数据来分析出有价值的信息才能满足他们的最终需求，比如电力客户用无人机巡线，最终要的是巡检报告而不是照片或视频。 正是基于对无人机行业用户需求的深度把握和自身深厚的无人机飞控技术、遥感应用技术的专业背景，航天图景在国内首次提出了“基于无人机专业工具，聚焦时空数据全流程的功能与效能”的行业应用理念。时空数据全流程是指覆盖智能飞行、数据采集、数据处理、专业分析和应用的全业务流程，其产品也包含了全流程的功能模块，从而可以实现比普通的由几个公司的不同产品堆积起来的解决方案更高的效能和更好的用户体验。 “我们不仅仅是做一款无人机产品，而是为行业用户提供一整套全流程、智能化的解决方案！” 正是怀揣着这样的理想，航天图景历经数年长期创新投资和自主研发，在全球首创无人机超分时空数据链产品，目前针对应急处置业务应用和巡线类业务应用分别形成了无人机快反数据链系统和无人机巡线数据链系统，并已申报了数十项发明专利和著作权。 2.无人机快反数据链系统 无人机快反数据链系统作为工业级无人机及应用系统，具有标准化接口、专业化载荷及多样化型谱可供选择的特点。快反数据链无人机平台系统包括两种无人机型号，一种是搭载智能光电吊舱或多轴倾斜相机系统的DarkHawk黑鹰四旋 翼无人机系统，可用于较大范围的实时监控或区域三维环境信息获取，其特点是长航时、高效能；另一种是搭载高清数码相机或红外摄像机的QuickBird快鸟四旋翼无人机系统，可用于小范围的实时监控和态势感知，其特点是轻量化、成本低，值得一提的是这两个平台的功能基本相同，区别是在作业效能上。快反数据链系统可以应用在应急救灾、反恐处突、公共安全、森林防火、智慧城市、工程监测等多个领域。 2.1. DarkHawk黑鹰无人机系统 旋翼类型：4 旋翼轴距：1200mm 载荷类型：五轴倾斜相机系统、智能双光吊舱系统 空载航时：70 分钟 任务航时：50-60 分钟 传输链路：2km 高清视频 1080P/50 帧传输、5km 飞行控制半径、可见光红外双通道传输 特色功能：高效能倾斜摄影、昼夜视频监控、红外热感应监控、智能目标跟踪、远距离车牌识别 倾斜相机系统参数： 有效像素：2020 万*5 重量：1.7kg 尺寸：210mmx210mm接口：一键数据导出 配套软件：配备倾斜摄影专用建模软件、三维 GIS 应用分析软件智能双光吊舱参数： 重量：1.5kg可见光有效像素：210 万可见光变焦：30 倍光学变焦，12 倍数字变焦记录格式：1080P/ 720P/NTSC/PAL红外分辨率：640x480/336x256光谱范围：7.5~13.5um视频输出：640x480（NTSC）/640x512（PAL） 2.2. QuickBird快鸟无人机系统 旋翼类型：4 旋翼轴距：720mm 载荷类型：高清数码相机、 红外摄像机 空载航时：50 分钟 任务航时：30-40 分钟 特色功能：正射影像航拍、全景图航拍、小范围倾斜摄影、昼夜视频监控、红外热感应监控 高清数码相机参数： 有效像素：2010 万焦距：24-70mm变焦：光学 2.9 倍，数码 11 倍视频格式：1080P图片格式：最大 5472x3648尺寸：102x58x41mm 红外摄像机参数： 分辨率：640x480/336x256光谱范围：7.5~13.5um 视频输出：640x480（NTSC）/640x512（PAL） 如果仅仅是这样，相对于市场上已有的工业无人机，快反数据链系统也似乎平淡无奇。但是该系统最大特点在于使行业用户能够完全简便快捷的安装、随心所欲的飞行、一键快速数据处理，且配套软件系统基于三维GIS平台而构建，获取的视频信息和航拍处理后的数据均可无缝与GIS平台实现数据融合分析与可视化应用，用户不用来回切换多个软件或编辑多种不同格式的文件，真正做到全流程“傻瓜式操作、一键式处理、所见即所得”的最佳用户体验。 2.3.快反数据链系统主要功能与效能 2.3.1.基于自主飞控与吊舱系统的智能跟踪 图景无人机平台系统的飞控技术来自于北航数字导航实验室，基于实验室多年的技术积累其控制与导航算法是大多数开源飞控所无法媲美的。光电吊舱是军用无人机系统完成复杂战术任务的关键载荷，没错，图景快反数据链系统就标配了功能强大的光电吊舱系统，且是集成了可见光与红外双传感器的双光吊舱，其重量仅有1.5kg，可见光传感器具备30倍光学变焦的能力，可在几百米外看清车牌信息。仅仅这些参数还不够，光电吊舱系统还包含一个智能大脑，他可以自主识别跟踪或与操作员交互识别跟踪感兴趣的目标，比如车辆、人员等信息。智能光电吊舱与飞控系统相结合可完成移动的人或车辆的持续跟踪和监控。 Space Geodata 是一款成熟的自动驾驶系统。主要应用于商用及工业用多旋翼飞行控制器系统，内置高性能工业级传感器，可满足严苛环境下的使用要求。模块化设计和多 CPU 协同处理，可完成 1000Hz 采样和运算，双总线架构合理分流，极大提高系统数据吞吐量与稳定性。 丰富的外部接口，灵活的配置，赋予主控胜任复杂控制与机载设备操作的能力，力求平稳，平稳，再平稳。 应急快反系统配备的智能光电吊舱适用于防护等级要求较高的环境使用，具有防水防尘防雾功能。吊舱集成了高清可见光摄像机模块和红外成像模块。 基于光电吊舱系统的目标跟踪 2.3.2.一键式航拍任务规划 航拍数据处理能力是快反数据链系统时空数据创新的功能与效能的重要体现。飞控地面站软件具备正射影像采集、全景数据采集、倾斜影像采集三种任务模式的一键飞行航线规划能力； 2.3.3.一键式航拍数据快速处理 图像地面站软件对应着三种任务类型的一键数据导入、一键处理能力。因飞 控和载荷系统均为自主研发，用户不需要经过任何文件拷入、拷出操作，启动图像地面站软件后，只要保证网络连接正确，图像和遥测等飞行数据可直接从机上下载到软件中。快反数据链软件内置了最先进的正射影像处理模块、全景处理模块和倾斜摄影处理模块，用户下载完成数据后，可一键全自动完成以上三种类型任务的数据快速处理作业； 正射影像 倾斜摄影三维实景建模 360度/720度全景影像处理 2.3.4.基于三维GIS系统的专业应用 快反数据链软件系统基于三维GIS平台而构建，处理完成的正射影像、全景影像、三维实景，甚至是视频监控数据均可无缝与三维GIS基础数据进行融合叠加，且这种叠加分析不需要任何数据格式的转换工作，后台处理完成后成果会自动加载到三维基础环境中。而基于三维GIS平台用户可进一步完成信息标绘、测量分析、预案制作、预案演练、专题报告输出等后期应用。 2.4.快反数据链应用领域 无人机应急快反数据链是全球首例以数据为核心驱动的专业级应急快反无人机应用系统,打破无人机硬件系统、后期处理软件系统的划分界限，紧密集成数据采集平台、数据处理软件和数据应用平台于一套完整的数据链系统，为用户提供一步到位的数据采集、处理、应用产品级解决方案。 可应用于以下领域： 公共安全应急救灾反恐处突环境保护数字城市文物古建工程监测森林防火 3.快反数据链倾斜摄影全流程解决方案 随着倾斜摄影技术在测绘领域的逐渐推广与成熟，越来越多的用户开始选择使用无人机进行倾斜摄影测量，快反数据链系统让倾斜摄影测量技术摆脱了对大型航测飞机的依赖，极大的降低了倾斜摄影测量技术的门槛和成本。 目前市场上无人机倾斜摄影测量全流程解决方案较少，基本处于起步阶段。有些公司仅仅参照大型倾斜摄影系统仿造了一个轻量级的小型多拼相机系统，再联合几个上下游的公司组团就大张旗鼓的宣称是国内最权威的倾斜摄影技术的领导者，其实质就是测绘和GIS领域的老牌企业想组团大步迈进火爆的无人机市场分一杯羹而已。这种模式在一定程度上确实推动了无人机的测绘应用，但其成本较高，且复杂的接口关系很大程度上降低了用户体验。 快反数据链系统针对无人机小范围快速获取倾斜摄影数据的需求，将无人机技术与倾斜摄影技术有效结合，提供了从飞行控制、多拼相机、实景三维处理到三维应用的全流程倾斜摄影测量解决方案，目前国内外尚无类似系统。 3.1.倾斜摄影无人机平台 3.2.倾斜摄影专用载荷 倾斜摄影专用载荷体积小，重量轻，方便挂载和携带，适合于小范围快速获取倾斜摄影数据的需求。具备同步曝光、航拍数据同步采集的能力，并在曝光的同时可获取曝光点 GPS 或北斗定位数据，倾斜摄影专用载荷数据可实现与数据快速处理系统的无缝对接，实现三维数据灵活快速获取能力。 倾斜摄影专用载荷同时从垂直、前视、后视、左视、右视五个不同角度采集影像，获取地面物体的多角度完整准确信息。 相对于传统正射相机，倾斜摄影专用载荷五拼相机具有如下优点： 扩大了有效感光面阵，提高了分辨率；扩大了像场角，提高了航测空三构网的精度；扩大了低空像幅，提高了航空摄影作业效率；扩大基高比，提高高程测量精度。 3.3.三维建模软件及图形工作站 图景快反数据链软件三维建模模块可以满足倾斜摄影图像的快速三维建模需求，配套的图像工作站可以满足快速三维建模的计算需求。 快反数据链软件倾斜摄影三维建模处理模块，可基于高性能图形工作站全自动完成三维实景的快速处理，不需要人工干预，生成的三维实景可真实的表达地面模型细节，并可进行精确的相对测量分析。如果有足够的地面控制点信息还可达到测绘级量测和定位精度。 倾斜影像实景三维快速处理系统具有操作简单、精度高、速度快的特点，基于多角度倾斜影像可快速自动生成以下几种产品，可进行 GIS 基础数据的更新，可视化分析，供多个部