Peter Rieger, Andreas Ullrich

Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam tổng hợp biên soạn.

Những thách thức hiện đang tồn tại lại là động lực thúc đẩy những ý tưởng mới, cải thiện và nâng cấp các hợp phần hiện hữu. Một trong số rất nhiều những tiến bộ nổi bật phải kể đến trong những năm gần đây đó chính là bước phát triển tiếp theo của chế độ Geiger và các cảm biến LiDAR đếm photon đơn dành cho thị trường dân sự mà trước đây chỉ được phép sử dụng trong lĩnh vực quân sự. Theo cách thức tiếp cận kỹ thuật mới, nguyên lý rất đơn giản bởi chỉ là cách thức giảm số lượng photon sử dụng để xác định giá trị khoảng cách xuống mức thấp nhất có thể, cho phép điều chỉnh độ cao bay chủ động nhằm tối đa diện tích bay trong cùng một khoảng thời gian. Hoặc tăng khả năng thực hiện nhiều phép đo xuất phát từ các góc khác nhau đến cùng một điểm trên mặt đất giúp tăng mật độ điểm nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác ở cùng một thời điểm. Từ góc nhìn của người sử dụng thực tiễn, nguyên lý này được hồi sinh từ những điểm yếu thường thấy trong các phương pháp sử dụng kỹ thuật đo vẽ ảnh giải tích (thường phụ thuộc vào các bức ảnh chụp có độ phủ ngang và dọc cao). Khả năng thu được đa số liệu mục tiêu cũng như khả năng xuyên tán cây để thu được số liệu mặt đất giúp tái tạo chính xác bề mặt địa hình là những khả năng vô cùng quan trọng định hình các hệ thống LiDAR tiên tiến trong tương lai.

Hình 4: Sử dụng cơ chế quét phù hợp là đòi hỏi bắt buộc đối với các ứng dụng đặc thù. Phương thức quét “cắt chéo” trên hệ thống LiDAR hàng không VQ-1560 của Riegl có khả năng xoá hiệu ứng bóng ngả che khuất các đối tượng thực tiễn rất phù hợp cho thu thập số liệu ở các khu vực đô thị hoặc các khu vực đồi núi mức độ phân dị địa hình cao.

Nguyên lý thúc đẩy sự phát triển trong tương lai đó là tăng cường khả năng mở rộng diện tích thu số liệu từ đó gia tăng hiệu quả thu thập số liệu thực địa trong khi vẫn duy trì mức độ phân bố tối ưu điểm quét trên bề mặt đất. Với nguyên lý quét laser tuyến tính (hoặc còn biết đến với tên gọi khác là LiDAR xử lý hình dạng sóng) vẫn sẽ tiếp tục là kỹ thuật được lựa chọn để cung cấp các phép đo có độ chính xác cao, mức nhiễu thấp và khả năng thu được các số liệu thuộc tính mà không phụ thuộc nhiều vào độ cao bay

Hình 5: Cảm biến LiDAR Riegl VUX-120 có khả năng tối ưu vùng phủ thu số liệu ở các khu vực có nhiều cấu trúc công trình theo phương thẳng đứng do được tích hợp các kỹ thuật quét gồm Nadir/Forward/Backward (NFB) cao cấp.

Các hệ thống quét laser ba chiều sử dụng thiết bị bay không người lái UAV được dự báo sẽ có tốc độ tăng trưởng cực kỳ ấn tượng trong thời gian tới bởi những sáng tạo và đổi mới đối với cả các hệ thống LiDAR thiết kế cho UAV cũng như chính khả năng hoạt động ngày càng tốt hơn của các thiết bị bay này. Người sử dụng các hệ thống LiDAR trên nền tảng thiết bị bay không người lái đều mong muốn thu được số liệu có chất lượng cao, nguồn thông tin đa dạng và độ chính xác của các phép đo tương đương với các hệ thống quét laser ba chiều hàng không (ALS) đắt tiền khác. Các hệ thống LiDAR sử dụng cho thiết bị bay không người lái đã và đang được các hãng nghiên cứu và nâng cấp liên tục nhằm đáp ứng các yêu cầu cơ bản trọng lượng nhẹ, kích thước gọn nhỏ, tiêu tốn điện năng ở mức siêu thấp. Các hệ thống LiDAR thế hệ mới dùng cho UAV có trọng lượng dưới 2kg và khả năng quét với xung lặp tới 1.8MHz, độ chính xác đạt mức đo đạc khoảng 1cm (1sigma) khi bay ở độ cao trên 135 mét (450ft), những đổi mới mang tính cách mạng trong thiết kế, chế tạo, vật liệu và công nghệ cho các hệ thống LiDAR UAV cũng sẽ tác động ngược lại đối với các hệ thống LiDAR sử dụng cho máy bay có người lái. Tất cả những đổi mới sáng tạo trong kỹ thuật đo mà chúng ta thu được trong thời gian gần đây là hệ quả tất yếu đến từ những phát triển mới trong các thuật toán xử lý bởi phần mềm, đơn giản hoá quy trình xử lý và đánh giá chất lượng số liệu, từng bước đáp ứng được tất cả những yêu cầu thực tiễn của các nhà đo đạc.

Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn