该套测试系统由 DJI Matrice 400 行业飞行平台与 Zenmuse L3 长测程航测激光雷达深度集成,是一套面向高精度测绘与复杂环境数据采集的无人机载激光雷达系统。其核心定位在于将超长测程
与高精度、高效率结合,解决传统无人机激光雷达在植被覆盖区穿透不足、单次覆盖面积有限、复杂地形作业风险高等瓶颈。
一、飞行平台:Matrice 400 的承载与续航保障
(1)Matrice 400 为整套系统提供可靠飞行基础:前飞续航约 59 分钟,悬停约 53 分钟,具备 IP55 防护等级,可在 -20°C 至 50°C 环境稳定作业,最高起飞海拔 7000 米。
(2)平台最大载重 6 公斤,配备多个 E-Port V2 端口,可同时挂载多个负载,为 L3 集成留出充裕载荷余量。
(3)避障方面,配备环扫激光雷达与毫米波雷达,具备夜间避障高压线等线状障碍物能力,适用于山区、林区及电力巡检场景。
(4)长续航与高速飞行使单架次覆盖面积提升至约 10 平方公里,所需架次减少约 75%,外业组织效率提升约 4 倍。
二、核心载荷:Zenmuse L3 的激光雷达性能
(1)L3 采用 1535 nm 波长激光雷达,在 100 kHz 点频、100 klx 环境光条件下,对 10% 反射率目标测程达 950 米。
(2)面对 80% 反射率目标,测程可延伸至 2000 米;点频可在 10 万至 200 万点/秒之间调节,以匹配不同作业模式与精度需求。
(3)精度方面,120 米航高下高程精度优于 3 厘米,300 米下优于 5 厘米,500 米下优于 10 厘米,可支撑 1:500 至 1:2000 比例尺测绘项目。
(4)激光发散角仅 0.25 mrad,同等距离下光斑尺寸约为前代 L2 的五分之一,单点能量密度更高,植被穿透能力更强,可在地形测绘和林下地形获取中采集更完整、更密集的地面点。
(5)L3 集成双一亿像素 4/3 CMOS 可见光相机,支持像素合成至 2500 万像素,配备机械快门,水平视场角 107°。
(6)可在一次飞行中同步获取激光点云与高分辨率影像,为 DOM 与 DEM 一体化生产提供条件。
(7)L3 集成高精度 POS 系统与三轴云台,支持线性、星形、非重复三种扫描模式,分别适配高精度地形测绘、森林与密集城区、电力线巡检等场景。
三、系统级特色与典型应用
(1)系统整体优势在于长测程与高效率协同释放:300—500 米典型作业航高配合 950 米测程,可在远离危险区域的安全距离完成大面积数据采集,单架次覆盖面积显著扩大。
(2)L3 的小光斑与高穿透特性,使其在植被覆盖区地形测绘中表现突出,能够穿透林冠获取林下地形数据,这是传统摄影测量难以实现的。
(3)已有工程应用中,该系统用于长江航道整治建筑物地形观测:单架次覆盖面积由约 2.5 平方公里提升至约 10 平方公里。
(4)数据后处理时间缩短约 40%,在岸线蜿蜒、洲滩密布的复杂环境中实现作业效率与观测精度同步提升。
(5)适用场景包括高精度地形测绘、地质灾害调查、工程测量、林业与森林结构调查、电力巡检、航道与海岸带监测等,可为校内相关学科提供从数据采集到点云生成的一体化共享服务。