电缆检查无人通道
从USV和UAV调查创建3D数据集
XOCEAN最近在苏格兰大陆和西部群岛之间使用无人水面船(USVs)和无人飞行器(uav)完成了35次电缆检查。该项目地理分布广泛，作业地点在55°N至58°N之间，分布在25个不同的岛屿上。在低水位飞行的无人机和在高水位航行的usv产生了尽可能高分辨率的无缝陆地/海洋3D数据集。这个项目在六周内完成了。
两艘USV被用于完成调查活动:X-04，一艘XO-450级USV，和USV哈里。X-04是一艘4.5米长的双体船，由一个5MaH电池供电，由一个每天只使用9升柴油的小型柴油发电机供电。哈里USV是一辆250万USV，仅由3MaH电池供电。X-04用于勘测暴露的电缆和较长的电缆，而USV哈里勘测非常浅和容易接近的电缆。
X-04配备了新型Norbit Winghead i77h 0.5度多波束回声测深仪，并配备了Applanix POS MV IMU。哈里号USV装备了R2Sonic 2020多波束回声测深仪apanix POS MV IMU．Valeport雨燕在两艘USV绞车上都用于声速投掷。两艘usv都使用QPS QINSy来获取数据，并向usv的自动驾驶仪提供信息，以引导它们沿着测量线行驶。测深、后向散射和侧扫描从每个多波束系统获得。
两个senseFlyeBee X无人机，一架配备了一个S.O.D.A 3D摄像机和一架配备了AeriaX摄像机，用于获取地形数据。测深也是从无人机数据集中提取的非常浅的水，使用每秒QimeraSfM折射算法使其与USV测深相匹配。两种相机都纯粹为无人机使用而设计，分别有20 MPs和24 MPs。来自无人机的数据集使用PPK定位图像，然后使用Pix4D映射器．
方法
usv是用拖车运输的，这意味着它从一个岛移动到另一个岛非常快，最重要的是，它们不像传统的测量船那样受天气影响。这也实现了使用很少的燃料(仅4x4车辆)。usv可以部署在有遮蔽的电缆上，这意味着该项目很少受到天气停机的影响，尤其是考虑到它是在冬季进行的。
如果时间和条件允许，无人机在USV起航前飞行。UAV数据随后被快速处理以产生正射影像图和LAS文件，以显示UAV数据覆盖的范围，但更重要的是，显示USV在其调查期间要避免的危险浅层区域。UAV在一次飞行中在两个高度飞行:119米和75米。这两个图像数据集被结合起来以提供可能的最高分辨率，更高的飞行高度用于提供纵向重叠，以确保软件能够识别足够的关键点匹配。使用新的续航电池的eBee X无人机允许无人机在良好的条件下飞行大约1小时15分钟，在12米/秒的风速下飞行40分钟(它能飞行的最大范围)。如果在移动电话范围内，RTK修正实时流到无人机。这使得eBee X能够进行精确快速的处理，但似乎也让它更容易着陆，尤其是在起伏的地形上，或者从海上降落到悬崖上。
一旦无人机的数据被收集，它被放入一个三个阶段的后处理工作流。
- 原始GNSS和IMU数据在senseFly的eMotion软件包中进行后处理。
- 地理标记图像被加载到一个新的Pix4D项目中。
- LAS文件被加载到QPS Qimera中，以便与USV的多波束数据进行无缝匹配。
如果电缆埋在陆地上，就会使用无线电探测器来确定电缆的位置和埋得有多深。许多电缆都是30多年前铺设的，所以给定的位置经常是不正确的。利用这些信息和无人机的数据，测量员对电缆在水下的位置有了更好的了解。
USV在操作时启用了深度停止警报，这意味着如果深度变得太浅，USV将停止，返回到一个安全的深度，并等待陆上USV飞行员指示它下一步做什么。在测量过程中，由于最浅的部分与海岸平行，且始终处于先前的覆盖范围内，因此没有使用该功能，这确保了最安全的作业和高质量的数据。USV飞行员还可以从USV上的摄像头获得实时360度视野，AIS被集成到每艘USV的QINSy导航显示器和XO-450网络甲板中。
电缆RPL被用作USV的初始测量线。这也输出一个方位和交叉航向到USV的自动驾驶仪。USV飞行员调整了USV的速度，并在测量计算机的引导下沿着这条线进行观察。完成RPL和至少两条翼线后，USV与海岸平行线。当运行平行线时，QPS QINSy AutoSwath函数会根据之前的多波束条带范围(使用110%的重叠)绘制一条线，以确保USV始终高于之前的测量数据。在线测量人员一直在监测实时DTM彩色地图，当它达到一个特定的值时，它会变成蓝色。蓝色基本上是USV的安全轮廓，使数据收集安全而高效。
动态DTM表面
仅从水深测量的角度来看，实时检测电缆具有挑战性，因为地形本身就是岩石，在较浅的区域也有大量的海藻(海草)。然而，使用Norbit和R2Sonic多波束系统的侧扫线输出被证明是非常有效的，当电缆距离给定位置很远时，USV通过查看侧扫线显示来引导电缆。
来自usv的多波束数据被带入同一个QPS Qimera项目并独立处理。声速数据加载到采集软件中。
使用清洗后的多波束数据和UAV文件创建动态DTM表面。在数据清理过程中，可以同时查看两个数据集，或者通过文件着色，或者最好是通过RGB着色。这使得无人机的数据具有逼真的点云，USV的多光束数据被着色为白色，使得在这些飞溅区很容易看到什么是岩石，什么是噪音。
根据最终的清理数据，对发现的电缆进行数字化处理，发现并报告电缆附近或电缆上的任何卵石或海底特征。每条电缆都编写了一份完整的报告，包括GIS、图表、最终RPL和事件列表。
结论
使用usv和无人机进行这项调查活动不仅能够收集尽可能高的分辨率数据，而且确保调查是安全的、碳中和的和后勤效率高的。在六周的时间内，70次无人机飞行和35次USV调查是一个非凡的成就，证明了XOCEAN的无人技术是多么适合这种类型的调查。实验还证明，在浅水环境下，多波束系统的侧扫器输出效果与船体安装的传统侧扫器一样好，而不存在拖曳式侧扫器在这种水深、水流和海藻环境下运行的不便和安全问题。
