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无人机和激光雷达结合了3d回报景观

2017年3月8日经过罗宾米切尔

了解装备Lidar的无人机如何帮助我们保护历史遗迹。

无人机正在成为军事,地质映射,甚至娱乐中特别用途的众多常见的地方。一组研究人员正在使用无人机和激光乐队来映射前麻风殖民地,这迅速恶化以试图保护该网站。

令人惊讶的无人驾驶历史

当大多数人听到无人机这个词时,他们认为Quadcopter RC飞机配有相机(以及侵入人的空域)。但是,无人机 - 也称为无人机或无人驾驶飞行器 -日期回到1849年奥地利派遣无人驾驶,炸弹充满炸弹的气球攻击威尼斯。

随着时间的推移,许多工程师和科学家都开发了无人驾驶系统,以试图减少试点死亡。被认为是第一个现代无人机的无人机是以色列Tadiran Mastiff(1973年),因为它使用了数据链接系统,流式实时视频,并用于战地场景。21轮英石世纪已经看到,从战场应用程序转移到更多和平环境,包括映射,娱乐,甚至货物运输。

一种证明是巨大帮助的无人机的应用是考古学。但是,无人机在空中有助于考古学家研究过去埋藏在地球上的过去吗?这是激光雷达进来的地方!

无人机越来越普遍,更便宜。

LIDAR的基本介绍

没有进入太多细节(有一个很棒的Lidar文章在这里),LIDAR代表光线检测和测距。它与声纳和雷达如何非常相似,但使用光与声音和收音机相反。简单地说,LIDAR单元发出光线朝向感兴趣的对象,并衡量反映回来的光的信息。

源上的传感器检测反射的光脉冲,并测量发射和接收之间所采取的时间。知道这次(除以2),以及光速,物体和源之间的距离可以使用简单而强大的等式来确定,速度=距离x时间

发射和接收之间的这种测量给出了一个点的范围,在尝试生成图像时,这不是非常有用的。为了收集更复杂的信息,发射源非常迅速地创建扫描线(类似于条形码扫描仪),它产生一行距离数据。如果将该扫描线扫过一个区域(例如房间),则可以生成整个“距离”图像。

Lidar渲染一群人。图片礼貌美国宇航局

无人机和激光乐队越来越多地进入,尤其是近年来的昂贵昂贵。这种情况,这两种技术现在都可以在各种行业中找到。考古学家和历史学家结合了无人机和激光乐队来识别和3D渲染历史遗迹。

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鸟瞰图:无人驾驶和激光乐队

一些历史遗址很容易找到。错过埃及金字塔或比萨斜塔的金字塔有点困难。

但是,一些类似于重要的网站(历史上讲)更难找到。有些人被摧毁,有些人只是被埋葬了。发现它们经常依赖于概述网站的位置的历史文档,即使不再是明显的可见结构。

这就是LIDAR中的步骤,并照亮躺在地下的历史宝藏。即使历史悠久的建筑物倒塌和所有结构材料被移除,也仍然存在一件证据:基础。

图片礼貌景观建模单元(ULM)剑桥大学©历史悠久的英格兰

所有建筑物(过去和现在)都必须建在平台上,以帮助结构完整性,并提供适当的底层。(特别是罗马人,特别是爱他们的瓷砖地板加热。)由于世界上有很少有自然发生的,真正平坦的地面,基础水平导致建筑物占据的地面。这种中断导致建筑基础比周围地面或更高的地面。

从空中,经过数百年的肉眼往往是不明解的这种高度变化。然而,LIDAR可以轻松发现这种变化这是考古学家在利用的这种能力。在过去,研究人员可以通过雇用飞机或直升机来携带激光雷达设备来达到高层视图。然而,当激光雷达与无人机技术相结合时,基础证据的空中射击的成本要低得多。这使得考古学家可以更轻松地搜索未被发现的网站,并了解更多关于过去的更多信息。

但是历史建筑地点的空中射击不是无人机在考古领域所能执行的唯一任务。

返回地球:将无人机发送到结构中

澳大利亚研究人员的一支球队,CSIRO的机器人和自治系统组,正在使用无人机和激光雷达技术在澳大利亚Peel Island上绘制一个麻风殖民地。该网站在1907年至1959年间运营,是一个被隔离的殖民地,旨在容纳有麻风病的人并防止疾病的传播。该网站由许多小屋和结构组成,住房患者和医生。

自收盘以来,该网站一直是一个受欢迎的旅游景点;但是,由于安全问题,现在禁止进入结构。这不是由于对麻风病的关注,而是由于由于建筑物自1959年的封闭件以来,由于建筑物的结构崩溃的风险。

其中一个无人机任务,携带激光乐队有效载荷。图片礼貌Csiro.

为了保留该网站的利益,历史学家使用装有LIDAR设备的无人机,不仅可以从上面映射到的网站,而是在小屋和结构内。目标是创建一个3D模型,该模型将以数字保存网站,以便当元素最终摧毁该站点时,将在后代围绕存在的记录。

概括

历史遗迹有很多原因丢失,从环境条件到灾害甚至武装冲突。当这些站点丢失时,从那时起向内存在的每一代都存在于我们共同的遗产上的一块。这就是为什么数字保护这些地方是必不可少的。

技术,如果正确使用,可以提供宝贵的工具,以帮助我们探索我们的过去。将传感器和数据收集系统安装在无人机上,可以探索对人们过于危险的环境,不仅有助于挽救生命,而且有助于我们对周围环境的理解而无需恐惧。