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EcoDrone EcoDrone轻小型机载激光雷达系统
- 型号
- EcoDrone
- 参数
- 产地类别:国产
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北京易科泰生态技术有限公司成立于2002年，为中关村高新技术企业，致力于生态-农业-健康研究监测技术推广、研发与服务，特别是在光谱成像技术（高光谱成像技术、叶绿素荧光成像技术、红外热成像技术、无人机遥感等）、植物表型分析技术、呼吸与能量代谢测量技术等方面，与专业企业PSI、Specim、Sable等合作，致力于植物科学、土壤与地球科学、动物能量代谢、水体与藻类及生态环境领域先进仪器技术的引进推广和技术研发集成，为植物/作物表型分析、生态修复及生态保护、能量代谢测量等提供规划设计、技术方案与系统集成、技术咨询与科技服务。公司技术团队80％以上具备硕士或硕士以上学位，并与*研究生院、中科院植物研究所、中科院动物所、中科院地理科学与资源研究所、中国农科院、中国林科院、中国环科院、中国水科院、清华大学、中国农业大学、北京林业大学、北京大学、中国海洋大学、陕西师范大学、内蒙古大学等建立了长期的技术合作交流关系。
公司下设有叶绿素荧光技术与植物表型业务部、EcoTech®实验室、光谱成像与无人机遥感事业部及无人机遥感研究中心（与陕西师范大学合作建立）、动物能量代谢实验室、内蒙古阿拉善蒙古牛生态牧业研究院及青岛分公司。实验室拥有叶绿素荧光成像、叶绿素荧光仪、水体藻类荧光仪、SPECIM高光谱仪、WORKSWELL红外热成像仪、EasyChem全自动化学分析仪、MicroMac1000水质在线监测系统、ACE土壤呼吸自动监测系统、SoilBox便携式土壤气体通量测量系统、动物呼吸测量系统、LCpro 光合作用测量仪、Hood土壤入渗仪、年轮分析仪等各种仪器设备，可以进行实验研究分析、实验培训等，欢迎与易科泰生态研究室开展合作研究。
易科泰公司与欧洲PSI公司（叶绿素荧光技术与表型分析技术）、美国SABLE公司（动物能量代谢技术）、欧洲SPECIM公司（高光谱成像技术）、欧洲WORKSWELL公司（红外热成像技术）、欧洲ATOMTRACE公司（LIBS元素分析技术）、欧洲BCN无人机遥感中心、欧洲ITRAX公司（样芯密度扫描与元素分析）、美国VERIS公司、英国ADC公司、德国UGT公司、欧洲SYSTEA公司等著名生态仪器技术领域的研发机构和厂商建立了密切的合作关系，在FluorCam叶绿素荧光成像与荧光测量技术、PlantScreen植物表型分析技术、高光谱成像技术、红外热成像技术、光合作用与植物生理生态研究监测、土壤呼吸与碳通量研究监测、动物呼吸代谢测量、水质分析与藻类研究监测、CoreScanner样芯密度CT与元素分析技术、LIBS元素分析技术、无人机生态遥感技术等生态仪器技术及其系统方案集成有着丰富的经验，成为我国农业、林业、地球科学、生态环境研究等领域科技进步的重要研究技术支持力量。由公司研制生产的EcoDrone®无人机遥感平台、SoilTron®多功能小型蒸渗仪技术、SoilBox®土壤呼吸测量技术、PhenoPlot®轻便型作物表型分析系统、SCG-N土壤剖面CO2／O2梯度监测系统、植物生理生态监测技术、动物能量代谢测量技术等，在中科院修购项目、*学科群项目、CERN网络（生态系统监测网络）等项目中发挥重要作用。
“工欲善其事，必先利其器”，易科泰公司将秉承“利其器，善其事”的经营理念，为国内生态-农业-健康研究与发展提供优秀的技术方案和服务。
欢迎关注北京易科泰微信公众号
详细信息
EcoDrone轻小型机载激光雷达系统
易科泰轻小型机载激光雷达系统，是我公司在自主研发的EcoDrone多旋翼无人机遥感系统基础上，搭载*的激光雷达传感器，自主集成研发的全新一代机载激光雷达系统，革新了激光雷达的航空扫描模式。相对传统机载激光雷达动辄上百公斤的自重、上千万元的售价、复杂的操作和高昂的运输及后勤费用，本产品具有体积小、重量轻、成本低、适应性强和操作简便等优势。
为适应客户对价格、产品功能、所需精度等指标的不同需求，我公司提供两种解决方案供选配，分别为基于Velodyne公司Puck Lite传感器的无人机激光雷达SCOUT方案和基于Riegl公司miniVUX传感器的无人机激光雷达miniRANGER方案。
主要技术指标
1、EcoDrone UAS-8无人机平台
1) 整机重量≤5000g，zui大起飞重量≥15000g，zui大载荷≥5000g，对称轴距1200mm，自动折叠脚架，螺杆电机，减震无虚位
2) 具备强大的可扩展性，可灵活安装配置多光谱、高光谱、红外热成像、LiDAR、可见光等各种传感器，可同时安装其中任意两种传感器以同步采集多样化地面信息
3) 空载悬停时间不低于50分钟，有效作业时间30分钟（搭载多光谱相机），飞行速度10m/s
4) 高精度GPS定位模块，支持GPS／北斗双模
5) 具备航点导航、定点、悬停、定高、航线、区域覆盖、环绕及跟随（follow-me模式，需地面站支持）等飞行模式，具备“黑匣子”功能模块等
6) 具备信号干扰保护，故障保护，低电压自动保护，一键自动返航降落功能
7) 气压和GPS定高，10m以内超声波定高，精确度1cm
8) 标配4K高清画质彩色成像镜头，帧频30FPS（zui大分辨率4K情况下），图片分辨率16MP；光学镜头f/2.8，120度HFOV（可选配82度HFOV无畸变光学镜头）；可选配单反20MP或24MP分辨率彩色镜头
9) 遥控器：工作频率2.400～2.483GHz（DSSS技术），通道数16或32可选，发射功率（EIRP）FCC 100 dBm，控制距离2.7km（打开增程模式约达5公里）
10) 在线图传（FPV接收）：模拟信号与数字信号双路图传技术，可同时在线图传可见光和热成像影像视频，工作频段5.8G，支持1080P实时高清图传，显示屏分辨率1920x1080，zui大距离5km，既保障同步图传无延迟时滞、又可在线高清接收显示画面
11) 数据同传模块，包括无人机作业过程中的位置（经纬度）、高度、温度、湿度、太阳辐射、地面温度、太阳辐射等数据信息同步传输显示在地面站上
12) 地面站：包括便携箱、野外勘测级笔记本及相应软件等，可进行谷歌地图、高德地图或必应地图切换、航点输入规划自动飞行、航速／距离／高度／水平／经纬度／升降速度／温度等监测、下载任务日志文件、实现无人机自动跟踪地面站功能（follow-me）等
13) 能量管理系统：标配电池容量22000mAh，zui大充电电流12A，双通道充电器，zui大充电功率1400W
2.1、SCOUT激光雷达遥感方案
1) 外形尺寸：160×116×116mm
工作电压：12～28V
功耗：40W
重量：1.65Kg
工作温度：－10℃～40℃
2) 导航系统
卫星系统：GPS，GLONASS
校准支持：静态、差分、双天线
工作模式：实时、后处理
定位精度：1cm＋1ppm（水平方向）
3) LiDAR传感器
激光性能：1级人眼安全，905nm
测量范围：1m～120m，分辨率：2mm
测距误差：30mm
扫描频率：300000次/秒，zui高可达600000点/秒
视场范围：垂直±15°，水平360度
多重回波：2
激光面板数量：16
推荐扫描高度：20～60m（离地高度）
点云密度与飞行速度及航高之间关系
2.2、THE mini RANGER激光雷达遥感方案
1) 传感器外形尺寸：269×99×85mm（STIM）/302×99×85mm（FOG）
导航盒外形尺寸：300×99×85mm
工作电压：12～28V
功耗：80W
重量（传感器+线缆）：3.5Kg（7.7lbs）FOG/IMU；2.9Kg（6.4lb）STIM/IMU
工作温度：－10℃～40℃
2) 导航系统
卫星系统：GPS，GLONASS
校准支持：静态、差分、双天线
工作模式：实时、后处理
定位精度：1cm＋1ppm（水平方向）
3) LiDAR传感器
激光性能：1级人眼安全，905nm
zui小测距：3m
激光束大小：160mm×50mm@100m
zui大有效测量频率：100000次/秒
视场角：360°
精度：15mm@150m
4） 扫描仪性能
扫描机制：镜面旋转
镜面转速：10-100扫描/秒
扫描角宽：0.05°～0.5°
角度测量分辨率：0.001°
内部同步定时器:实时同步时间戳
点云密度与飞行速度及航高之间关系（100kHZ）
3、标配4K高清画质RGB彩色成像镜头，F/2.8，FOV 120度广角镜头（可选配其它光学镜头），图片分辨率16MP；可选配Sony A6000镜头
4、软件：LiDAR点云数据处理、3D矢量数据及模型等
技术路线
图3 地形测绘
图5 点云横断面厚度
精度验证：
随机选取测区若干特征点作为控制点，采用RTK方法实测控制点坐标，对比激光点云量测坐标和控制点实测坐标，得出高程真误差，反映其精度指标。
控制点：平面精度＜1cm；高程精度＜1.5cm
序号 | 东坐标 | 北坐标 | 控制点高程 | 激光点高程 | 高程真误差 |
1 | 355007.194 | 6681305.610 | 65.159 | 65.168 | +0.009 |
2 | 355042.113 | 6681331.238 | 68.236 | 68.279 | +0.043 |
3 | 355054.820 | 6681319.338 | 68.628 | 68.667 | +0.039 |
4 | 355071.565 | 6681286.798 | 66.806 | 66.844 | +0.038 |
15 | 354970.664 | 6681080.558 | 71.597 | 71.558 | -0.039 |
43 | 355124.750 | 6681082.099 | 67.006 | 67.006 | -0.000 |
44 | 355132.507 | 6681054.538 | 67.092 | 67.034 | -0.058 |
45 | 355075.257 | 6681018.545 | 66.014 | 66.045 | +0.031 |
47 | 355038.927 | 6681041.354 | 67.626 | 67.601 | -0.025 |
zui小误差 zui大误差 平均误差 均方根 标准差 | -0.058 +0.043 0.031 0.035 0.037 | ||||
由上表可知，点位高程中误差（标准差）为3.7cm，*高精度测绘要求。可用于包括大比例尺地形图测绘在内的各领域。
三、应用方向
无人机激光雷达兼具无人机和激光雷达各自优势，以其低成本、高精度、高效便捷的优势广泛应用于各行各业。典型应用如下：
l 地形测绘
l 城市三维建模
l 农业及林业
l 考古及文化遗产保护
l 冰川雪地测绘
l 滑坡监测
