DJI Zenmuse L2

Точный лидар и фотограмметрический подвесной модуль

DJI Zenmuse L2
DJI Zenmuse L2

Описание

DJI Zenmuse L2 — это высокоточный и эффективный модуль для аэросъемки с помощью дронов и других беспилотных летательных аппаратов.

В него интегрированы лидарный модуль, высокоточный инерциальный измерительный блок (IMU), RGB-камера и 3-осевой стабилизированный подвес.

L2 поддерживает до 5 отражений и имеет максимальную скорость многократного возврата сигнала до 1 200 000 точек в секунду, что позволяет захватывать детали сложных структур и обеспечивать реконструкцию с точностью до сантиметра.

RGB-камера с матрицей 4/3 CMOS и разрешением 20 мегапикселей может использоваться для фотограмметрии и создания цветных облаков точек.

L2 можно интегрировать с DJI M350 RTK или DJI M300 RTK (с пультом управления DJI RC Plus).

Степень защиты IP54 позволяет использовать L2 в условиях повышенной влажности или тумана, а также собирать данные ночью.

Вы также получите преимущество в виде улучшенного рабочего процесса благодаря таким функциям, как Point Cloud LiveView и Quality Report.

L2 можно применять в различных отраслях, таких как энергетика, строительство, лесное хозяйство и общественная безопасность.

L2 является значительным обновлением по сравнению с его предшественником, L1, благодаря более высоким частотам выборок, поддержке большего количества отражений, увеличенному сенсору RGB и повышенной эффективности съемки.

Лидарный модуль

L2 поддерживает до 5 отражений с максимальной скоростью 1 200 000 точек в секунду и эффективностью излучения лазерных импульсов 240 кГц.

Это позволяет L2 легко генерировать точные данные об высоте в густых лесных массивах и преобразовывать их в цифровые модели рельефа (DTM), а также обнаруживать мелкие объекты на съемочной площадке и картографировать сложные структуры.

  • Диапазон обнаружения: 450 м при коэффициенте отражения 50% и 0 люкс; 250 м при коэффициенте отражения 10% и освещенности 100 000 люкс.
  • Скорость формирования облака точек: Для одного отражения — до 240 000 точек в секунду. Для нескольких отражений — до 1 200 000 точек в секунду.
    Режимы сканирования: L2 поддерживает нерегулярный и регулярный паттерны сканирования, что увеличивает вероятность обнаружения объектов и других деталей в пределах поля зрения.
  • 5 отражений: До 5 отражений при частоте 240 кГц.
  • Более концентрированная энергия: Меньший размер луча — размер лазерного пятна составляет 4 × 12 см на расстоянии 100 м, что в 5 раз меньше по сравнению с L1.
  • Высокая точность: Горизонтальная точность — 5 см при высоте полета в 150 м; вертикальная — 4 см при той же высоте.
  • Эффективность: Сбор данных при скорости полета до 15 м/с. Покрытие до 2,5 км² за один полет.
  • Точность определения дальности: 2 см на высоте 150 м по сравнению с 3 см на 100 м у L1.
  • Определение расстояния лазером: До 450 м.

RGB-камера

RGB-камера может использоваться для фотограмметрии.

Она также позволяет L2 создавать реалистичные 3D-модели и облака точек с настоящими цветами, включая раскраску облака точек в реальном времени (с параметрами отражательной способности, высоты, расстояния и RGB).

Камера RGB поддерживает съемку видео и фотографий.

Ключевые особенности камеры RGB:

  • Матрица 4/3 CMOS
  • 20 Мп
  • Угол обзора 84°
  • Механический затвор (для устранения размытия от «скользящего затвора»), высокоскоростная серийная съемка с интервалом 0,7 с
  • Видео в формате 4K при 30 кадрах в секунду

Высокоточный IMU

Высокоточный инерциальный измерительный блок (IMU) L2 критически важен для качественного сбора данных лидара.

  • Точность по курсу: В реальном времени — 0,2°, при постобработке — 0,05°
  • Точность по тангажу и крену: В реальном времени — 0,05°, при постобработке — 0,025°
  • Точность горизонтального позиционирования: RTK FIX: 1 см + 1 ppm
  • Точность вертикального позиционирования: RTK FIX: 1,5 см + 1 ppm

Кроме того, IMU на L2 не требует времени на прогрев и готов к работе сразу после включения.

Обработка данных в одном решении

Обработка данных с L2 осуществляется через DJI Terra.

L2 включает лицензию DJI Terra для обработки облаков точек, включая предварительную и постобработку облаков точек.

DJI Terra поддерживает экспорт моделей облаков точек в следующих форматах:

  • PNTS
  • LAS
  • PLY
  • PCD
  • S3MB

Обновления DJI Terra, такие как поддержка генерации цифровой модели местности (DEM) для реконструкции облаков точек лидара, классификация поверхности для данных лидара и автоматическая маркировка контрольных точек, обеспечивают более плавный и комплексный рабочий процесс.

После обработки данных с помощью DJI Terra можно импортировать их в сторонние программы, такие как DJI Terrasolid, для дальнейшего анализа и обработки.

L2 против L1

L2 предлагает значительные улучшения для задач аэрофотосъемки.

L2 — это обновленная версия L1. Ключевые улучшения включают:

  • Более эффективный модуль: Не требуется 5-10 минут на прогрев IMU, что необходимо при использовании L1.
  • Точность при скорости: Точные данные могут быть собраны при скорости полета 15 м/с. Рекомендуемая скорость полета для L1 составляет около 8-13 м/с.
  • Улучшенный возвратный импульс: Максимальный возвратный импульс у L2 — пятикратный, по сравнению с тройным импульсом у L1, что улучшает способность сканировать через растительность и захватывать сложные структуры.
  • Повышенная частота выборки: Более высокая частота импульсов, совместимая с большим количеством возвратов: частота импульсов L2 составляет 240 кГц с 5 отражениями, в то время как у L1 — 160 кГц в режиме тройного эха.
  • Повышенная точность: Более высокая абсолютная точность по сравнению с датчиком L1.
  • Более плотное облако точек: Плотность точек на земле у L2 более чем в 3 раза выше, чем у L1.
  • Улучшенный RGB-сенсор: L2 имеет матрицу 4/3 CMOS и минимальный интервал между снимками 0,7 с, по сравнению с 1-дюймовой матрицей у L1 и минимальным интервалом 2 с.
DJI Zenmuse L2

Особенности

L2 способен обнаруживать небольшие объекты во время обследования, что видно на этом вертикальном разрезе линии электропередач и опор ЛЭП.

Реконструкция линий электропередач

Камера L2 может лучше проникать сквозь кроны деревьев и захватывать точные детали поверхности, как показано на этом сечении облака точек.

Обследование растительности

RGB-камера может использоваться для фотограмметрии, например, для создания детальных 2D ортографических мозаик.

2D ортомозаика

Эти параллельные изображения показывают, как L2 может создавать более детализированное облако точек RGB по сравнению с L1.

Исследование, проведенное на месте для сравнения точности, показало, что абсолютная вертикальная погрешность L2 составила 44 мм по сравнению с 51 мм при использовании L1. Оба дрона летели на высоте 50 метров.

Облако точек RGB

DJI Zenmuse L2

Технические характеристики

Общие характеристики

  • Габариты (Д×Ш×В): 155 × 128 × 176 мм
  • Масса: 905 ± 5 г
  • Потребляемая мощность: 28 Вт (типичная), 58 Вт (максимальная)
  • Класс защиты: IP54
  • Совместимые беспилотники: Matrice 300 RTK (требуется пульт DJI RC Plus), Matrice 350 RTK
  • Рабочая температура: от -20°C до +60°C

Технические характеристики системы

  • Дальность обнаружения: 450 м при 50% отражательной способности, 0 клк; 250 м при 10% отражательной способности, 100 клк. Типичные данные. Измерены на плоской поверхности размером больше диаметра лазерного луча, при перпендикулярном угле падения и видимости атмосферы 23 км. В условиях низкой освещенности лазерные лучи могут достигать оптимальной дальности обнаружения. Если лазерный луч попадает на несколько объектов, общая мощность лазерного передатчика распределяется, и достижимая дальность уменьшается. Максимальная дальность обнаружения составляет 500 м.
  • Скорость построения облака точек: Одиночный возврат: макс. 240 000 точек/с; Множественный возврат: макс. 1 200 000 точек/с
  • Точность системы: Горизонтальная: 5 см при 150 м; Вертикальная: 4 см при 150 м. Измерено в лабораторных условиях DJI: Zenmuse L2 установлен на Matrice 350 RTK и включен. Используется планирование маршрута полета в DJI Pilot 2 (с включенной калибровкой ИМУ). Используется повторное сканирование с RTK в статусе FIX. Относительная высота была установлена на 150 м, скорость полета — 15 м/с, угол наклона подвеса — -90°, а каждый прямой участок маршрута полета был менее 1500 м. Поле содержало объекты с очевидными угловыми характеристиками, и использовались открытые контрольные точки на твердой поверхности, соответствующие модели диффузного отражения. DJI Terra использовалась для постобработки с включенной функцией Optimise Point Cloud Accuracy. В тех же условиях без включенной функции Optimise Point Cloud Accuracy вертикальная точность составляет 4 см, а горизонтальная — 8 см.
  • Цветовое кодирование облака точек в реальном времени: Отражательная способность, высота, расстояние, RGB

Лидар

  • Максимальное количество возвратов: 5
  • Режимы сканирования: Неповторяющийся шаблон сканирования; Повторяющийся шаблон сканирования
  • Поле зрения (FOV): Повторяющийся шаблон сканирования: горизонтальный 70°, вертикальный 3°; Неповторяющийся шаблон сканирования: горизонтальный 70°, вертикальный 75°
  • Расходимость лазерного луча: Горизонтальная 0,2 мрад, вертикальная 0,6 мрад. Измерено при условиях полной ширины на половине максимума (FWHM). 0,6 мрад означает, что на каждые 100 м увеличения расстояния диаметр лазерного луча увеличивается на 6 см.
  • Длина волны лазера: 905 нм
  • Размер лазерного пятна: Горизонтальный 4 см, вертикальный 12 см при 100 м (FWHM)
  • Частота излучения лазерных импульсов: 240 кГц
  • Класс безопасности лазера: 1 (IEC 60825-1:2014)

Инерциальная навигационная система

  • Частота обновления ИМУ: 240 Гц
  • Диапазон акселерометра: ±6 g
  • Диапазон измерения угловой скорости: ±300 град/с
  • Точность горизонтального позиционирования (RTK FIX): 1 см + 1 ppm
  • Точность вертикального позиционирования (RTK FIX): 1,5 см + 1 ppm

RGB-камера

  • Датчик: 4/3 CMOS, Эффективные пиксели: 20 Мп
  • Фокусное расстояние (эквивалент 35 мм): 24 мм
  • Поле зрения объектива: 84°
  • Диафрагма: f/2.8-f/11
  • Точки фокусировки: от 1 м до ∞ (с автофокусом)
  • Выдержка: Механический затвор: 2-1/2000 с; Электронный затвор: 2-1/8000 с
  • Ресурс затвора: 200 000 срабатываний
  • Размер фотографии: 5280×3956 (4:3)
  • Режимы фотосъемки: Одиночный кадр: 20 Мп; Таймер: 20 Мп; Интервальная съемка JPEG: 0,7/1/2/3/5/7/10/15/20/30/60 с; Интервальная съемка RAW/JPEG + RAW: 2/3/5/7/10/15/20/30/60 с
  • Видеокодек и разрешение: H.264; 4K: 3840×2160 при 30 кадрах/с; FHD: 1920×1080 при 30 кадрах/с

Подвес

  • Система стабилизации: 3-осевая (наклон, крен, вращение)
  • Диапазон угловых колебаний: 0,01°
  • Крепление: Съемное DJI SKYPORT
  • Механический диапазон: Наклон: от -143° до +43°; Вращение: ±105° (Структурное ограничение, не контролируемый диапазон.)
  • Контролируемый диапазон: Наклон: от -120° до +30°; Вращение: ±90°

Хранение данных

  • Поддерживаемые карты microSD: microSD: последовательная скорость записи 50 МБ/с или выше и класс скорости UHS-I Speed Grade 3 или выше; Максимальный объем: 256 ГБ. Используйте рекомендуемые карты microSD.

Постобработка

  • Поддерживаемое программное обеспечение: DJI Terra
  • Формат данных: DJI Terra поддерживает экспорт моделей облака точек в следующих форматах: PNTS/LAS/PLY/PCD/S3MB
DJI Zenmuse L2

FAQ

Производительность LiDAR в DJI Zenmuse L2 улучшилась до примерно 1/5 размера пятна L1, когда объект или область находятся на расстоянии 100 метров от LiDAR.

Способность LiDAR к проникновению значительно возросла, улучшились как дальность обнаружения, так и точность.

Размер пикселя RGB-камеры увеличился на 89% по сравнению с 2.4 × 2.4 мкм у L1.

Точность инерциальной измерительной системы (IMU) улучшилась до 0.05° (в реальном времени) и 0.025° (после обработки). LiDAR поддерживает лазерный дальномер (RNG).

RGB-камера DJI Zenmuse L2 использует CMOS сенсор 4/3, а размер пикселя составляет 3.3 × 3.3 мкм.

Точность съемки и картографирования DJI Zenmuse L2 составляет:

  • Горизонтальная точность: 5 см
  • Вертикальная точность: 4 см

Измерено в следующих условиях в лабораторной среде DJI: Zenmuse L2 установлен на Matrice 350 RTK и включен. Использование DJI Pilot 2 для планирования маршрута полета (с включенной калибровкой IMU). При использовании повторного сканирования с RTK в статусе FIX. Относительная высота установлена на 150 м, скорость полета 15 м/с, угол наклона камеры -90°, и каждый прямой сегмент маршрута меньше 1500 м. Поле содержало объекты с четкими угловыми характеристиками, использовались контрольные точки на открытой твердой поверхности, соответствующие модели диффузного отражения. DJI Terra использовалась для постобработки с включенной оптимизацией точности облака точек. При отключенной оптимизации точности облака точек, вертикальная точность составляет 4 см, а горизонтальная — 8 см.

При сборе данных облака точек RGB-камера может предоставлять цветную информацию в реальном времени, а фотографии могут использоваться для реконструкции 2D RGB моделей. Когда нет необходимости собирать данные облака точек, RGB-камера может делать фотографии и видео, а также собирать изображения для реконструкции 2D или 3D RGB моделей.

Точность IMU DJI Zenmuse L2:

  • Точность по азимуту: В реальном времени: 0.2°, После обработки: 0.05°
  • Точность по тангажу/крену: В реальном времени 0.05°, После обработки 0.025°
  • Горизонтальная точность позиционирования: 1 см + 1 ppm (RTK FIX)
  • Вертикальная точность позиционирования: 1.5 см + 1 ppm (RTK FIX)

DJI Zenmuse L2 имеет два режима сканирования: неповторяющийся и повторяющийся режимы.

  • В повторяющемся режиме LiDAR обеспечивает более равномерное и точное сканирование, удовлетворяя требования высокоточного картографирования.
  • В неповторяющемся режиме предлагается лучшая проникающая способность, собирая больше информации о структуре, что подходит для инспекции линий электропередач, лесного обследования и других сценариев.

Скорость формирования облака точек DJI Zenmuse L2:

  • Одиночное возвращение: макс. 240,000 точек/с
  • Множественные возвращения: макс. 1,200,000 точек/с

DJI Zenmuse L2 поддерживает пять типов отражений:

  • Одиночное отражение (сильнейшее эхо)
  • Двойное отражение
  • Тройное отражение
  • Четырёхкратное отражение
  • Пятикратное отражение

Дальность обнаружения DJI Zenmuse L2 составляет:

  • 250 м при 10% отражаемости, 100 клкс
  • 450 м при 50% отражаемости, 0 клкс
    Рекомендуемая высота работы составляет от 30 до 150 м.

Угол поля зрения (FOV) DJI Zenmuse L2:

  • Повторяющееся сканирование: Горизонтальное 70°, Вертикальное 3°
  • Неповторяющееся сканирование: Горизонтальное 70°, Вертикальное 75°

DJI Zenmuse L2 совместим с Matrice 350 RTK и Matrice 300 RTK и поддерживает только DJI RC Plus в качестве пульта дистанционного управления. Перед использованием обновите прошивку летательного аппарата и пульта до последней версии. Для обеспечения точности картографирования, убедитесь, что L2 установлен на одиночный нижний разъем подвеса с подключением кабеля к правому USB-C порту (со стороны летательного аппарата).

DJI Zenmuse L2 имеет рейтинг IP54 согласно стандарту IEC60529 в контролируемых лабораторных условиях. Для обеспечения наивысшего уровня защиты:

  • Перед установкой убедитесь, что интерфейс и поверхность подвеса сухие;
  • Перед использованием убедитесь, что подвес прочно установлен на дроне и защитная крышка SD карты чистая, без посторонних предметов и закрыта;
  • Перед открытием защитной крышки SD карты протрите поверхность дрона.

Уровень защиты будет снижаться со временем из-за нормального износа устройства.

Back to top button