写在前面

最近大疆精灵 4RTK 版本更新支持了“仿地飞行”模块,这对于经常在山区飞行的小伙伴来说无疑是极好的,动辄几百米的高差如果仅能在一定的高度飞行,无论是成像质量还是重叠度都很难有保障,而飞行器如果能根据地面起伏以相对恒定的高度飞行,不仅能够保障飞行器的安全而且成像质量也会有极大提升。

但对于此功能官方并未给出详细的操作教程,网上各种信息说的也是含糊不清,给很多用户造成了极大的困扰,故写下此文与各位飞手分享,希望能有所帮助。

实现方法

目前,该功能主要有两个实现途径:

自制 DSM 数据

一是自制数字表面模型(DSM)数据,首先在研究区内采用正射的方法飞行一遍,然后利用 Pix4d 等空三软件,生成研究区的 DSM,然后将 DSM(包括 tif 和 tfw)两个文件导入遥控器中。该种方法生成的 DSM 相对较为精细,可以实现更好的仿地效果,但工作量较大,且对于山区高差较大的区域,首次飞行时安全问题难以保证。

借用现有 DEM 替代 DSM

二是直接使用已有的数字高程模型(DEM)来替代 DSM,DEM 数据相对 DSM 数据来说缺少植被、建筑等高程信息,因此在采用 DEM 替代 DSM 进行仿地飞行时要注意飞行区内的植被、建筑物及高压电线塔等构筑物的高度。目前覆盖全国的公开 DEM 数据有空间分辨率为 SRTM90m、ASTER GDEM30m、ALOS12.5m 的可供下载。较为方便的下载地址有:

使用方法

以 ALOS12.5m 精度的汉中市固城县 DEM 作为案例详细讲解。

数据转换

UAV 软件转换

由于 DJI 对于数据格式的要求,首先需要对下载得到的 DEM(tif 格式,WGS84 地理坐标)进行转换,为方便起见,目前有两种较为便捷的途径可以实现: windows 平台下载 UAV Mate 软件,使用其 DSM TIFF 工具,进行转换并生成 TFW 文件。(可申请试用,试用期过后需要购买软件才可继续试用。)

UAV Mate软件转换效果

转换得到的结果文件

在线转换

将下载好的 DEM 上传到

https://dji.cuger.cn/

网站上,稍等片刻点击数据下载,即可得到两个文件一个为转换好的 tif,另一个为 tfw 文件。由于在线操作,因此最好将 tif 文件大小限制在 100MB 以下。(该网站对于大文件需要收取少量的服务费)。

在线转换网站

通过以上工作,我们已经获得了可供 DJI 识别的 tif 和 tfw 两个文件 ## 2.2 数据导入 - 将无人机遥控器右下角的内存卡拔出,连接到电脑上,创建文件夹 DJI→DSM(此处务必按要求来,否则程序无法识别)在 DSM 文件夹下创建研究区文件夹(固城县),将上面转好的两个文件放入固城县文件夹下(该文件夹内只能放以上两个文件.tif 和.tfw)。

遥控器内存卡取出

  • 将内存卡插回遥控器,打开电源(支持热插拔开机状态下亦可),屏幕会弹出导入 DSM 选项,若没有弹出可手动点击屏幕左下角内存卡选项,导入上面做好的 DSM 文件。 - 点击规划 → 仿地飞行,屏幕右侧选择区域(固城县),待数据读取完毕,手动将屏幕区域移到固城县(数据量较小时,程序会自动将有 DSM 数据的区域以阴影的方式凸显出来,区域较大时则无特殊标识),点击右下角规划航点,在屏幕上编辑区域即可看到屏幕下方有无人机相应节点的飞行高度。

仿地飞行航线规划

注意:由于遥控器数据处理的限制,尽量使 tif 文件的大小在 100MB 以内,以保证软件的流畅运行,文件压缩会造成地形精度的下降,飞行高度设置较低时要注意安全问题。效果展示:

仿地飞行效果展示

该区域前后缘高差约 200m,规划用 DEM 精度为 12.5m,仿地精度 10m,飞行高度 80m,无人机能够按照设定方式稳定的飞行,获得了良好的测量结果。

Tips:

转换工具由博主自主开发。 Email:ddxid@outlook.com

但对于此功能官方并未给出详细的操作教程,网上各种信息说的也是含糊不清,给很多用户造成了极大的困扰,故写下此文与各位飞手分享,希望能有所帮助。