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UNA INMERSIÓN PROFUNDA EN ZENMUSE L1 Y P1: LAS PRIMERAS SOLUCIONES INTEGRADAS DE DRONES LIDAR Y FOTOGRAMETRÍA DE DJI

 

 

A fines de 2020, DJI anunció la primera solución de drones con lidar integrado y una carga útil de cámara de fotogrametría para levantamientos aéreos, la Zenmuse L1 y P1, respectivamente.

Al integrar un módulo Livox Lidar, una IMU de alta precisión y una cámara con un CMOS de 1 pulgada en un gimbal estabilizado de 3 ejes, el L1 captura y genera nubes de puntos en tiempo real a 240,000 pts / sy presenta un rango de detección  de 450 m (80% de reflectividad).  Como solución de extremo a extremo, el objetivo de DJI con el L1 es generar modelos precisos de nubes de puntos en 3D con un enfoque en el mapeo.

 

 

Diseñado para misiones de vuelo de fotogrametría, el P1 cuenta con un sensor de fotograma completo con lentes de enfoque fijo intercambiables en un gymbal estabilizado de 3 ejes, que ofrece una precisión horizontal de 3 cm y vertical de 5 cm sin GCP y cubre hasta 3 km2 en un solo vuelo.  En comparación con la solución de fotogrametría actual de DJI, el Phantom 4 RTK con un sensor de 20 megapíxeles, el P1 ofrece más precisión y exactitud con su sensor de 45 megapíxeles.

 

 

Para comprender qué llevó a DJI a desarrollar estos dos nuevos sensores, cuáles son sus beneficios sobre otras soluciones y qué sectores o aplicaciones de la industria pueden aprovecharlos, nos comunicamos con Arjun Menon, Gerente de Ingeniería de DJI.

 

Danielle Gagne: ¿Cuáles fueron algunos de los desafíos identificados en la industria que llevaron a DJI a comenzar a trabajar en la construcción de la carga útil Zenmuse L1?

 

Arjun Menon: El interés inicial de DJI en el L1 provino de la robótica porque, tradicionalmente, el lidar se ha utilizado ampliamente en la localización y el mapeo en robótica.  Cuando ingresamos al espacio empresarial lidar, comenzamos a darnos cuenta de que había muchas oportunidades en las soluciones de mapeo basadas en lidar en las industrias de la construcción y la topografía, porque la mayoría de los sistemas disponibles eran bastante costosos y estaban bastante fragmentados, en la forma en que estaban.  construido.  Por ejemplo, los sistemas de vuelo eran diferentes de los sistemas de detección o el sistema de gestión de datos era diferente de la comunicación entre la estación terrestre y la aeronave.  Entonces, vimos que había un tremendo potencial para simplificar todo esto.  Si compara esto con algunas de las soluciones de mapeo que están disponibles en la actualidad, vimos que había mucho potencial para una mayor innovación.  Con estos aprendizajes en mente, nos propusimos construir una solución de mapeo basada en LIDAR, aplicando algunos algoritmos que hemos construido en robótica y construimos un sistema con detección, vuelo, comunicaciones, gestión de datos y todos estos otros subsistemas integrados verticalmente.  Esto fue extremadamente crítico para nosotros, y también queríamos que estuviera disponible a un precio mucho más accesible que la competencia.  También buscamos mejorar algunas de las soluciones existentes en términos de características.  Por ejemplo, presentamos Live View como una función estándar en la que ahora podemos obtener una nube de puntos de color verdadero mientras vuela el avión.

 

¿Puede explicarme algunas de las características distintivas clave de la carga útil Zenmuse L1 y Zenmuse P1?

 

El L1 es una solución para capturar información 3D de forma inherente, debido a la forma en que funciona el sensor lidar, que utiliza láseres y tiempo de vuelo para medir la distancia,  mientras que la fotogrametría (P1) toma fotografías, identifica puntos comunes entre las fotografías y hace un  triangulación para averiguar y generar la información de profundidad para crear el modelo 3D.  Dado que el L1 captura inherentemente esta información en 3D, no necesita procesamiento adicional para esta información de profundidad, lo que significa que no necesita la cantidad de tiempo de procesamiento que las imágenes necesitan para generar información en 3D.  En términos de tiempo de procesamiento, el L1 está diseñado para ser más eficiente que el P1.  Además, el L1 puede mapear en situaciones de poca luz y en áreas donde hay mucho follaje, lo que significa que puede diferenciar la vegetación del suelo mismo.

 

 

¿Cuáles son los beneficios para los usuarios finales de tener una opción de carga útil integrada, especialmente en comparación con otros métodos que existen actualmente en el mercado?

 

La principal ventaja de una solución de carga útil integrada es que no tiene que preocuparse por administrar varios subsistemas.  ¿Qué significa esto?  Empieza incluso con cosas como la gestión de cables.  Toda la gestión de cables entre los sensores y la aeronave se realiza por completo utilizando nuestro último Skyport 2.0, que es el conector que va entre el sistema de detección y la aeronave.  Por ejemplo, cosas como la comunicación y la sincronización de tiempo entre múltiples sensores, como el RTK, la cámara y el lidar, se gestionan dentro de esta carga útil.  Con Live View y modelos 3D que se generan y visualizan en tiempo real en el control remoto, los sistemas de gestión de vuelo y los datos capturados, todos integrados dentro del sistema, le permite concentrarse principalmente en capturar datos.

 

DJI ha mencionado que este lanzamiento es la democratización de la tecnología lidar.  ¿Puede hablarnos sobre lo que eso significa y cómo la Zenmuse L1 puede permitir el acceso a usuarios y mercados en los que Lidar podría no haberse utilizado tanto antes?  ¿Cómo ve esta democratización del lidar impactando en la industria de los drones?

 

La tecnología Lidar se consideraba anteriormente compleja y una pieza de tecnología bastante difícil de operar.  Se requería algo de experiencia para usar algunos de estos sensores y los aviones eran tradicionalmente grandes para hacer espacio para estos grandes sistemas lidar que estaban a bordo.  También eran bastante caros, por lo que normalmente nunca se encontraban más de uno o dos sistemas en la mayoría de estas empresas diferentes que utilizaban la fotogrametría como una especie de forma principal de cartografía.  El objetivo del Zenmuse L1 era hacer que esta tecnología lidar fuera accesible para los topógrafos y convertirlos en piezas importantes de equipo en la caja de herramientas del topógrafo.  Nuestro objetivo era centrarnos en la simplicidad, reducir la complejidad, convertirla en una solución integrada conveniente y ofrecerla a un precio significativamente más asequible.  Una vez que combinamos esto con nuestro modelo insignia, el MT 300 RTK, que tiene su propio conjunto de características poderosas, como la evitación de obstáculos y características de misión de vuelo autónomo, este paquete estaba dirigido a usuarios finales que desean enfocarse en el objetivo principal de cartografía.  Cuando decimos democratización de la tecnología lidar, lo que queremos decir es que queremos que sea ampliamente accesible para personas que aún no hayan explorado el mercado lidar y la tecnología lidar para sus casos específicos.

 

 ¿Podría ser esta una forma para que las personas que tienen menos información o conocimiento sobre lidar accedan al valor que lidar puede aportar a sus flujos de trabajo?  ¿O todavía requiere ese tipo de conocimiento de mediciones y mapeo como línea de base?

 

Tradicionalmente, necesitaba un poco de conocimiento topográfico y cartográfico, especialmente cuando se trataba de cosas como la gestión de datos.  Una vez que recibimos estos datos, todo el procesamiento requirió herramientas topográficas y cartográficas muy específicas que eran bastante comunes en la industria.  Se necesitaba una especie de experiencia de “cómo tenemos que hacer volar esto para obtener el mejor resultado del sistema”.  Luego, toda la administración de datos requería que conociera algunos de los sistemas de coordenadas y cuáles son los parámetros adicionales que necesita hacer para ajustar estos sistemas.  Mientras que con el Zenmuse L1, estamos tratando de mantener esa experiencia mínima, o ninguna, para que pueda explorar este espacio.  Intentamos mantenerlo lo más estándar posible, de modo que sea un sistema nuevo, pero no es algo que requiera mucha experiencia previa.

 

 En términos más generales, ¿qué sectores de la industria o aplicaciones imaginaba que sirvieran la Zenmuse L1 y la Zenmuse P1?

 

El Zenmuse L1 se lanzará a un precio significativamente más razonable que el de la competencia.  Con esta combinación de simplicidad y la capacidad de operar con bastante facilidad en comparación con los productos anteriores, esperamos que comiencen a utilizarse en nuevas industrias.  Por ejemplo, un gran caso de uso que vemos es en la seguridad pública, donde vemos la reconstrucción de accidentes como una de esas aplicaciones en las que, si hay una necesidad de modelos 3D del lugar exacto del accidente, pueden mapear esa área y obtenerla tan pronto como posible.  Otro son los sitios de gestión de desastres, donde con la L1 se pueden procesar grandes franjas de datos mucho más rápido en comparación con las soluciones de fotogrametría.

 

 

La Zenmuse L1 también está equipada con un software potente y capacidades de postprocesamiento, ¿puede guiarme a través del flujo de trabajo de principio a fin?

 

Una vez que el dron está configurado y volando, puedes monitorear las nubes de puntos 3D que ingresan a través de la aplicación Pilot de DJI.  Puede elegir colorearlos con la cámara incorporada en la carga útil y ver el progreso del avión en sí.  Otras actividades como el estado de la aeronave, la duración de la batería, el progreso de la misión y el tiempo que queda también se pueden verificar en la aplicación DJI Pilot.  Una vez que la aeronave ha completado la misión, puede analizar la misión, ver el modelo 3D completo en la aplicación DJI Pilot y tomar medidas de rumbo del área que se asignó.  Supongamos que desea ver estos datos en una computadora más grande, en lugar de la pantalla de una aplicación móvil, luego puede exportar estos datos que acaba de capturar en tiempo real desde la tarjeta SD y visualizarlos en una computadora sin ningún procesamiento adicional.  Con estos datos, podría ejecutar su software y ver qué tipo de cobertura tiene.  La tarjeta SD que almacena estos datos procesados ​​en vivo también incluye los datos sin procesar que fueron recopilados por todos estos sensores durante el vuelo, que se utilizan para el postprocesamiento.  Luego, puede exportar estos datos sin procesar a DJI Terra, que tiene todos los algoritmos y varias otras características para generar los modelos 3D en formato de color real y exportarlos a cualquier formato estándar de la industria.

 

 

Disponible para pedidos a principios de 2021, los dos sensores tienen como objetivo brindar nuevas perspectivas, con aún más eficiencia, a un costo asequible sin comprometer la calidad y precisión de los datos recopilados para inspecciones aéreas precisas y misiones de recopilación de datos.  Si bien el Departamento de Comercio de EE. UU. Agregó recientemente DJI a su lista de entidades de empresas que necesitan una licencia para ciertas exportaciones, eso no impide que nadie sea propietario, compre o use un dron DJI o componentes DJI.

 

 

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