Integrowanie LiDAR-u z systemami bezzałogowymi jest dziś w modzie, bo to temat chwytliwy, nowy, a jednocześnie technologicznie dojrzewający. Skanery laserowe są wciąż znacznie rzadziej instalowane na dronach niż kamery niemetryczne. Związane jest to głównie z wysoką ceną skanerów, a – co za tym idzie – również z podwyższonym ryzykiem ekonomicznym dotyczącym ich eksploatacji. Coraz wyraźniej widać jednak spadek cen oraz miniaturyzację skanerów czołowych producentów, takich jak Riegl, YellowScan czy Velodyne. Można więc przypuszczać, że w najbliższej przyszłości LiDAR-y staną się dla branży BSL narzędziem stosowanym równie często jak dziś kamery.
• Kwestia orientacjiOd skanera oczekujemy kartometrycznej informacji o terenie lub o obiekcie będącym przedmiotem pomiaru. Poprzez kartometryczność należy rozumieć zarówno dokładność wzajemną, jak i bezwzględną chmury punktów. W przypadku tradycyjnego skanowania statycznego (naziemnego) obiektów architektonicznych lub dziedzictwa kulturowego nierzadko potrzebujemy jedynie wysokiej dokładności wzajemnej. Wystarczy bowiem, że skany z poszczególnych stanowisk dobrze ze sobą powiążemy, a otrzymamy przestrzenny i metryczny model o odpowiedniej dokładności wewnętrznej (przy jednoczesnym braku orientacji w globalnym układzie odniesienia).
Sytuacja przedstawia się zupełnie inaczej w przypadku mobilnego skanowania wykonywanego za pomocą skanerów instalowanych w samolocie lub na samochodzie, gdzie wymagana jest również wysoka dokładność bezwzględna. By ją osiągnąć, niezbędne jest zastosowanie inercyjnego systemu nawigacji (INS), którego kluczowym elementem jest jednostka inercyjna (IMU). Służy ona do pomiaru orientacji kątowej skanera oraz przyspieszeń liniowych. Jako że jej wskazania charakteryzują się dość dużym dryftem, wymagane jest również wykorzystanie wysokiej jakości sygnałów GNSS pozwalających na wyznaczenie pozycji z dokładnością pojedynczych centymetrów. W takiej konfiguracji (INS/GNSS) chwilowe zaburzenia w odbiorze sygnałów satelitarnych nie są szkodliwe, jednak dłuższe braki powodowałyby zauważalny wpływ dryftu systemu inercyjnego na geometrię danych.
W dobie powszechnej miniaturyzacji również urządzenia IMU zmniejszyły swoje rozmiary na tyle, że możliwe stało się ich montowanie w systemach bezzałogowych. Niestety – w porównaniu z jednostkami cięższymi i większymi stosowanymi w fotogrametrii wysokopułapowej – stało się to kosztem dokładności kątowej. Na szczęście ten niekorzystny wpływ jest z nawiązką rekompensowany przez niski pułap operacyjny platform bezzałogowych. Przy poprawnym doborze IMU osiągnięcie odpowiednio małego bezwzględnego błędu pomiaru nie przysparza większych problemów...
Pełna treść artykułu w październikowym wydaniu miesięcznika GEODETA
