RTK之家丨最详细的大疆精灵4 RTK使用报告

本文为转载文章

来源:“航拍四川”微信公众号

作者:余永波

图据网络

六月, 大疆行业应用官方微信宣布精灵Phantom 4 RTK无人机正式发布,将厘米级导航定位系统和高性能成像系统结合,集成在小巧便携的机身中,提升了航测效率与精度,降低了作业难度和成本,对于建图作业来说,精度与效率至关重要。

图据网络

Phantom 4 RTK保留了Phantom 4 Pro系列产品原有的品质,新增了RTK导航定位系统,针对低空摄影测量作业对整机进行了全面的升级。

最近,我们刚好拿到了一台由大疆创新行业部提供的Phantom 4 RTK 测试机,并特邀甘肃启远智能科技有限责任公司行业应用技术总监王峰参与该次Phantom 4 RTK 的实地测试。

关于Phantom 4 RTK的配置
正如大疆一如既往的厚道,我们拿到了一个大疆祖传EPP泡沫箱,整个泡沫箱比精灵4Pro的箱子大了三分之一,意味着它有着更大的装载量。
箱子内部变动不大,只是加宽了两侧,把以前放螺旋桨和电源适配器的位置改成了放电池,增加了电池的携带量(可一次性携带5枚);而螺旋桨和电源适配器被放到了两侧新增区域;遥控器也由以前的电池一体化设计改为可更换电池的方案,并且在箱内专门设计了2个独立存放遥控器电池的区域,加上遥控器内部电池可同时携带3个遥控器电池,这意味着遥控器在不能充电的情况下能提供最少18个起降的续航能力,有效增加整体作业时间。当然续航能力主要和额外配置多少电池有关,准备剁手吧!
Phantom 4 RTK物品清单
1个EPP发泡外箱1个机身,4对浆,3根数据线线(Type-C、 Micro USB 、Type-C OTG)

1个集成1000nits高亮屏得遥控器,遥控器内置P4RTK APP

1个160瓦充电器,2枚飞行电池,1个飞行电池充电管家

1个遥控器电池,1个遥控器电池管家(可同时插入2个遥控器电池)

1个全网通4g网卡 (不带SIM流量卡,需自配)

RTK在遥控器尾部可插入全网通4G网卡

(不带SIM流量卡,需自配)

要给遥控器插入带有4G流量卡的网卡

(RTK模式必须在有4G网络时才能进入)

大疆精灵4 RTK 和其他产品的区别

Phantom 4 RTK是为高精度建图与精准飞行设计的行业级无人机。相对于Phantom系列其他产品,主要增加了高精度RTK定位导航系统,相机微秒级同步,app航线规划等功能。RTK具体效果怎么样,我们会在下面的评测做出结论。

云台相机

Phantom 4 RTK与Phantom 4 Pro /Advanced的相机硬件一致, 配备1英寸2000万像素CMOS 。相机支持输出未经畸变矫正的原图,并在照片XMP信息中输出该相机的OPEN-CV畸变矫正参数,用于用户后处理。

遥 控 器

Phantom 4 RTK 目前只兼容专门配置的带高亮屏的遥控器,5.5 英寸屏幕,最高亮度可达 1000nits,在强烈阳光下也可以正常工作,支持插入4G USB Dongle卡连接互联网。

内置 GSRTK-APP 用于 RTK 模式下测绘、巡检等航点飞行等作业场景。1台遥控器最多支持5台飞行器。同时遥控器还可以和电脑工作站连接,在工作站上兼容 DJI PC版 GS Pro,我们本次测试均使用工作站进行控制。

Phantom 4 RTK没有采用P4P的充电遥控器,采用的是可更换电池的遥控器,实测一个遥控器电池可以提供6.5次飞行的电量。

小编建议外业人员配置最少2块遥控器电池,因为小编在飞第七个电池的时候,遥控器彻底没电了!没电了!!没电了!!!还好 Phantom 4 RTK 测绘结束后会自动返航,最终飞机得以安全返回。

图 传

Phantom 4 RTK的遥控和图传系统基于 DJI 的全新一代双频 OcuSync 高清图传系统,遥控器可根据当地法规在 2.4G 和 5.8G 链路之间切换。在空旷无干扰环境下,FCC 标准为 7000M,CE 标准为 4000M。

Phantom 4 RTK的遥控器天线是可拆携式的,可以根据自己的需求更换其他天线

电 池

Phantom 4 RTK 电池与 Phantom 4 Pro 的电池致,5870mAh,15.2V,89.8Wh,可互换使用。

大疆精灵4 RTK 使用实测

在使用Phantom 4 RTK起飞前,我们建议到了一个新的地点后重新对无人机进行IMU校准。

然后是指南针校准,这样会有效的避免信号和磁场干扰。

使用 Phantom 4 RTK 前一定要插入SIM流量卡,如果不插入,RTK就无法运行。飞机就和普通的P4P区别不大。外业作业以前也可利用千寻位置APP或其官网查询网络RTK的覆盖范围,确认测区是否可以提供网络RTK服务。

遥控器未插入SIM卡

网络连接失败,无法使用RTK

RTK网络连接流程图

RTK网络连接成功

这里需要说的是遥控器自带Type c接口,可与地面工作站连接。

当4G网络是和RTK网络联通成功后,我们就可以通过遥控器自带TYPE-C接口将遥控器与地面工作站连接,小编本次测试就是连接的地面工作站,软件用的是大疆的PC版GS PRO地面站。当然通过遥控器自带APP规划好了航线,不需要额外带电脑出外作业。

划定区域,在上传航线前再进行数据检查,飞机自动起飞,航测结束或电池电量低后会自动返航。

小编一共测试了三块区域:

【 安仁古镇A区 】、【安仁古镇B区】

合计1.156平方公里,航高100m,航线重叠75%,旁向重叠65%。

【 建川博物馆 】

0.376平方公里,航高120m,航线重叠75%,旁向重叠65%。

最开始我们打算固定一个起飞点,把安仁古镇测区全部测完,但是因为在PC端的GS Pro地面站中任意两个航点之间的距离不能超过两公里,索性只能把安仁古镇测区分为A区和B区进行作业。

在这里小编要讲一个血泪教训,因为测区过大,飞机中途需要换电池,在没有在飞机完全连接工作站的时候,手快点了取消任务,所以前面飞的都白飞了!!真的是白飞了一点挽救机会都没有,大家在更换电池后一定要认真检查,不要着急。

这张图就是正常连接下的情况,只需选择从断点继续飞行,飞机就会在上次结束拍摄的点位继续拍摄,不会像以前一样回到该航线起始航点重新开始,拍摄多余图片,增加内业的工作量。(内业小伙伴们,这里应该有掌声!)

小编在第二次重新补拍后,在测区还没拍摄完成的情况下,空域因被动力三角翼占据,索性回去吃了顿饭,回来时发现,再次连接飞机和地面站,飞机仍然可以从记忆的断点继续作业。(此处外业的小伙伴应该有掌声!)

针对安仁古镇测区,我们尝试只用正射影像通过 Smart3D 进行实景建模。

▼安仁古镇实景建模▼

▼安仁古镇实景建模细部▼

▼安仁古镇正摄DOM图▼

▼安仁古镇DOM图 (3cm地面分辨率)▼

通过空三报告我们可以看出 Phantom 4 RTK 的航点误差是非常小的:

安仁古镇空三运算质量报告(Smart3D 4.49)

当小编看到这个报告的时候是震惊的,没想到Phantom 4 RTK能把航点控制在这么小的一个范围内。

我们找到一个学校操场,做了一个简单测试:

标准篮球场的长边是28m 短边15m,我们在实景模型中测量的长边为28.05米,短边为15.05米。

标准排球场的长边是18m 宽边9m,在实景模型中测得这个学校排球场长边为17.94m,短边为7.97m。严重怀疑学校故意将排球场做窄了1m。

针对建川博物馆测区,我们用 Phantom 4 RTK 和 Phantom 4 Pro 进行了对比测试,随后内业使用数字绿土的LiMapper 快拼软件的默认参数输出质量报告。

Phantom 4 RTK测绘报告(DOM成果)

在对比测试中我们发现 Phantom 4 RTK 得图传和信号要比 Phantom 4 Pro 好很多,我们把 Phantom 4 RTK 的遥控器近乎任意的摆放(测区近端距离起飞点大约400m左右),Phantom 4 RTK 始终保持了有良好的图传效果,而且 Phantom 4 RTK 拍照不漏拍,拍摄间隔距离相当稳定,对业内来说重叠度的保障是没有任何问题的。

而在使用 Phantom 4 Pro 的时候,我们却只能在35℃的烈日下带着遥控器以各种撩人的姿势寻找信号。

评测后小编也发现精灵4 RTK的一些小问题:

① 遥控器自带APP上飞机位置与完成的航线极少情况下出现不实时刷新的情况,而PC端地面站显示正常,希望大疆能尽快修正这个小bug。

② 两个航点之间的距离不能超过两公里,超过后只能分区测绘。

③ 控器只支持两种地图,在高德地图没有数据的情况下,可尝试关闭高德地图,即可进入Mapbox地图,效果接近Google Maps。

④ 在无地图情况下只能靠飞行器现场打点或手动输入经纬度来生成测绘区域。

⑤ 软件不能直接导入KML文件生成测区(如果能够导入KML文件,我觉得 Phantom 4 RTK 就完美无缺了,其他问题都不是问题)。

⑥ 没有返航点手动刷新(虽然这个功能极少情况会用)。

当然,RTK也有一些非常出彩的地方:

① 完全不需要人工操作(规划好区域后飞机会自动起飞,自动测绘,自动返航降落,而且降落的位置与起飞位置经过我们多次测试,最差的情况不超过一个Phantom 4电池的长边)

② 飞机换电池以后,飞机会从中断点继续飞行,相对于以前iOS版地面站使用p4p的时候会从该航线的起始点重新开始,这样不会拍摄没太多的重复照片,为内业减少了工作量,方便后期处理

③ PC版的GS Pro地面站可根据测区的长边自动匹配航向角,生成效率最高的航线

④ 利用PC版GS Pro地面站可以进行实时建图,但需另外购买。

测试结论:

经过简单粗暴的测试,Phantom 4 RTK 在使用网络RTK模式,即使没有做像控点,依然能够生产出高精度的DOM成果。在使用过程中,完全没有出现使用 Phantom 4 Pro 时漏拍和拍摄间距过大等情况。可见大疆创新在硬件设置和算法优化上下了很深的功夫,这可不是单单增加了一个高精度的GNSS模块及RTK板卡那么简单的事情。

每台机器出厂时单独对镜头的校检,也是对航测工作者的一个大大的福利。这个划时代的产品,可以预见在单兵测绘和应急测绘领域,将会带来颠覆性的革新。

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