*近三年国土测绘和工程勘察行业激光雷达销售总额
激光雷达市场接受程度越来越高,但是在面对大面积测量项目的时候,始终缺乏 一种高效又安全的测量方法。 虽然旋翼机载激光雷达在小面积1:500测图应用中很方便,但是在面积更大,精度要求不那么高的情况下,旋翼无人机就需要不断转场,背着飞机在深山里寻找合适的起降场地,非常不符合当代新生测量人员高效洒脱的工作理念。
如何解决激光雷达大面积测量的问题?
我们想到了——固定翼无人机+激光雷达。
如果能将激光雷达搭载于固定翼飞机上,将激光雷达的高效率与固定翼无人机速度快航时长的优势结合起来,搞定大面积测量不是问题!为了搞定这样一套方案,面临的第一个问题便是:“什么激光雷达适合装在固定翼无人机上?”

考虑到固定翼航高与航速通常都高于旋翼,旋翼的时速一般为8m/s,而固定翼一般高于20m/s,1300的点频为75万点/秒,900的点频为50万/s,故AS1300HL可以有更好的点密度,让地物更好辨识,勘界等更加准确可以保证在较高的航高有更好的数据采集效果,故AS1300HL更适合搭载在固定翼飞机上面。
华测导航的多平台激光雷达设计的初衷就是为了能够适应多种平台,因此重量和体积一直都有严格的约束,这也让激光雷达装上固定翼无人机成为可能。

“选择油动固定翼or电动固定翼?”
仔细分析一番,对比两种无人机的特点,总结如下:
、
考虑到安全因素,我们并没有采取油机的方式,而是直接把目标瞄准了电动固定翼无人机。
既然选定了电动固定翼,那么接下来就是选一款合适的电动固定翼无人机了!激光雷达重量4.35kg,再加上相机和挂架线缆,总重量超过了5kg,为了保险起见,本次选型的无人机载重要求达到6kg。
在确定以上要求后,我们筛选了市面上很多的无人机机型,也进行过多次联调测试,最终我们发现了四川傲势科技有限公司的X-C纯电复合翼无人机有搭载的可能。
于是我们决定和该无人机厂家进行合作,深度改进飞机结构,合作研发一款纯电固定翼激光雷达系统。
第一步:想办法把激光雷达装进去。
还在图纸设计阶段,我们就发现了一个关键问题:

“激光雷达都这么小了,还装不进机舱?”
这时有两种选择,第一种:不管了,外挂在飞机下方;第二种:机舱扩容,内置激光雷达。
由于外挂激光雷达,对航时和飞机安全性都会造成影响,为此我们不能妥协!我们坚定地选择内置激光雷达路线,最大限度的减少扩舱对飞机的影响。为此我们单独对载荷舱进行设计。(见下图)

由于相机凸了出来,为了减弱相机风阻,特意设计了下部整流罩,可以极大减小风阻,同时也保证了美观,提高飞行效率和飞机安全性。

卫星天线需要和激光雷达主机保证一个相对不变的位置,可以避免客户在使用中,多次量取相对位置关系,为此我们将雷达主机和天线设计到了一起,确保相对位置关系不变,但是抗干扰能力强悍的双螺旋天线又破壳而出,同样会增加风阻,飞机的上舱盖得重新设计才能保证两者和谐共处,为此,我们设计了这样的上舱盖,既方便天线的的安放,又尽可能降低风阻。

第二步:把激光雷达装得更稳一点!
经过以上几个步骤的设计,激光雷达终于被装进了机舱内部,但我们发现,原来的碳纤维挂架强度不够高,为了能够让激光雷达更稳定,选用了强度更高、质量轻的铝合金材质做挂架,再配合空气减震器,让激光雷达更稳,拆装更快。同时在设计挂架的时候,考虑到很多客户有一机多用的需求,我们这个飞机挂架也可以适配正射、倾斜、光电球等多种载荷。

好了,经过这一整套流程下来,我们终于实现了把激光雷达装在电动固定翼无人机上,接下来我们飞一飞,看看续航情况!

搭载整套激光雷达系统的载荷在5.5kg,经过多次测试,续航时长可达2h。在此还有专业检测机构出具的航时报告。

*部分检测报告截图
到此,纯电复合翼激光雷达才算真的搞定,我知道很客户想知道具体实用性能如何?这些疑问,我们将在下期内容中一一解答,感谢您的关注。