案例研究:利用无人机激光雷达进行雪崩探测

在这个案例研究中，YellowScan解释了它是如何参与评估使用激光雷达和无人机技术来帮助挪威监测雪崩风险的项目的。

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挪威公共道路管理局Statens vegvesen和挪威科技大学(NTNU)于2021年10月组织了一次概念验证活动，将各个政府机构聚集在一起，评估使用最新的激光雷达和无人机技术来帮助监测雪崩风险。他们选择了挪威标志性公路Trollstigen的周边地区，因为这条公路既有陡峭的山脉，也有终年积雪的积雪。YellowScan合作伙伴的斯堪的纳维亚无人机和Orbiton，以及YellowScan支持团队的支持，响应了参与此次活动的号召。

挑战是什么?

这次活动有三个目的。首先是识别和展示使用无人机/激光雷达组合的能力，以便在真实的山区环境中绘制道路上的雪崩风险。其次是收集测试区域的数据/点云图，以便与不同时期使用传统航空测量方法采集的现有数据集进行比较。最后，他们希望为无人机提供激光雷达技术的通用基准。

这次任务分为3个不同的任务，飞行时间超过2天。站点A的设计是最容易飞行的，将允许供应商在理想的情况下收集激光雷达数据。站点B的设计目的是在道路上方陡峭的山区地形的实际操作条件下复制激光雷达数据的收集。最后，场地C被设计成一个具有挑战性的场地，有雪，以复制NPRA需要从路面上方相当远的崎岖场地收集信息的情况。

解决方案

该团队驾驶的VelosV3无人直升机由Orbiton公司定制并“挪威化”，以抵御挪威恶劣的天气条件。他们登上了YellowScan vx20 - 300将Riegl miniVUX 3与Applanix的APX20集成在一起，这是YellowScan提供的最精确的完全集成激光雷达解决方案之一。

至少可以说，在+20m/s的阵风中飞行，以绘制+600m的悬崖垂直地图是具有挑战性的。完成任务后，他们使用YellowScan CloudStation软件解决方案。CloudStation允许您在采集飞行后立即提取、处理和显示点云数据。自动生成条带和LAS文件的生产可以在几次点击轻松完成。

任务参数

考虑到事件的性质，所有3个任务都有不同的参数，这里是A, B和C地点的每个设置。

网站:

• <8min飞行，3条提取条带
• 60mAGL, 5m/s 4公顷，覆盖田野、房屋和森林
• 拍摄在300KHz, 120度视场
• 6公里外的基站处理
• 卫星覆盖=平均19个

Site B:

• 飞行28分钟，提取条带26条
• 690mAGL, 8米/秒，沿悬崖水平飞行
• 360米的悬崖覆盖
• 拍摄在200KHz, 180deg FOV
• 与8公里外的基站处理
• 卫星覆盖=平均14个

站点C:

• 分为两个分区(C1和C2)
• C1是一个容易到达的有雪的地区
• C2是一个难以到达的积雪冰川
• 飞行20分钟，3条提取条带
• 790年magl 8 m / s
• 新雪覆盖面积12公顷
• 拍摄在200KHz, 180deg FOV
• 与8公里外的基站处理
• 卫星覆盖=平均19个

由于其他参与者选择更容易的C1区域或根本不飞，收集C2数据的唯一希望就留给了我们的团队。经过仔细的任务规划和评估条件后，最后一天下午晚些时候打开了一个窗口。这架Velos电动直升机被派往一个很长的爬升过程，以到达实际感兴趣的区域，这是一片雪原，距离起飞点大约2公里水平，700米垂直。当无人机不断爬升，最终到达C2区域，开始在感兴趣的区域收集数据时，你可以感受到人群的兴奋。

很明显，这里的环境很恶劣，因为你可以看出风是如何不停地把雪吹过冰川上方的山脊。在飞行途中，由于恶劣的天气条件，任务因过度颠簸而流产，被迫返回发射点。尽管如此，该团队仍然能够为C2站点处理可用的条带。着陆后，NPRA、NTNU和其他公司的围观群众大声欢呼，庆祝飞行，并感谢Orbiton团队的努力和熟练的飞行。

结果

挪威公共道路管理局和挪威科技大学对这次活动感到高兴，因为这给了他们一个很好的机会，在各种条件下，在现场看到无人机和激光雷达解决方案。我们的团队证明了他们可以应对飞行任务的挑战，以支持正在进行的工作，使雪崩风险检测更可预测，更不像过去那样反应迟钝。

Scandinavian Drone/Orbiton/YellowScan团队是唯一一家从最具挑战性的区域(B和C2)收集高质量数据的供应商，其他参与者没有尝试飞行。

YellowScan Vx20-300的主要优点:

• 使用Riegl miniVUX-3UAV扫描仪
• 高精度点云
• 长距离飞行可以让你与山腰保持安全距离，减少风乱流
• 适合雪的波长
• 校准强度值
• 最高精度
• 与多旋翼无人机集成