WET是一家土木工程和環(huán)境公司，依托固定翼無人機（eBee）為美國蒙大拿州和太平洋西北地區(qū)的客戶提供服務。
Waypoint最近采訪了WET的項目工程師斯蒂芬（Stephen Frazee），揭秘該公司是如何使用固定翼無人機eBee完成項目的同時節(jié)省大量資金的。
采訪開始
Q
您好，斯蒂芬，非常感謝您能接受Waypoint的采訪。在開始之前，我很想了解一下WET是一家什么樣的公司。您可否介紹一下？
斯蒂芬：您好。我非常榮幸能代表公司與您分享我們的經(jīng)驗。我們是一家混合土木工程和環(huán)境咨詢公司。我們現(xiàn)在辦公地點在蒙大拿州，總部是在Butte，我們在州內(nèi)還有幾個辦事處，我們的業(yè)務范圍覆蓋整個美國西部地區(qū)。
Q
請問貴公司提供什么類型的專業(yè)無人機服務呢？
斯蒂芬：我們大部分無人機工作與工程有關，我們也進行環(huán)境方面的測繪，例如對工程周邊植被/雜草的繪圖和流域溫度測繪等。我們一直在尋找開箱即用的無人機，它們大部分用于測量和工程目的，比如地形調(diào)查、礦山調(diào)查、庫存調(diào)查、場地開發(fā)、垃圾填埋場預期壽命和洪水測繪等。
Q
你們是從什么時候開始使用eBee的呢？
斯蒂芬：2015年5月，我們購買了第一臺eBee。我們已經(jīng)擁有了eBee Classic，eBee RTK，現(xiàn)在我們又引進了eBee Plus以及其他一些平臺。我們飛行的數(shù)據(jù)一部分是自己使用，例如工程設計，另外我們也作為無人機服務提供商，給客戶提供飛行服務和無人機數(shù)據(jù)。
WET團隊的eBee飛向山間溪流。拋飛后不久，無人機已經(jīng)收集了重要的RGB，近紅外和熱成圖像，幫助跟蹤溪流和河岸隨時間的變化情況。
Q
您提到了為客戶提供多樣的數(shù)據(jù)。你可以解釋一下交付成果嗎？
斯蒂芬：好的。例如，我們最近做的一個項目是一個露天礦場。它占地5,500英畝（約22.26km²），整個場地的海拔變化約為2,400英尺（約732米）。對于該項目，我們提供給客戶兩種數(shù)據(jù)成果：一個是整個礦場的正射影像圖，另一個是高程模型。我們提供了1米精度的整個測區(qū)的網(wǎng)格DTM。
這張數(shù)據(jù)對客戶非常有用，從許可的角度，這些數(shù)據(jù)可以作為背景資料，運用在很多用來申請許可和跟蹤回收的地圖文件里。高程數(shù)據(jù)可用來跟蹤礦井中物體變化情況，比如物體從A點移動到B點。除此之外，他們正在研究邊坡穩(wěn)定性等問題，比如，在過去的幾年中，這座山的移動大小是英寸還是英尺級別？他們還利用地形來規(guī)劃未來的勘探工作，并從地質學的角度來研究更多問題。
使用固定翼無人機的另一個好處是可以獲得更高的分辨率。有人駕駛飛機獲得的最高分辨率大概是6英寸分辨率; 而我們可以獲得低至1.5英寸或2英寸的分辨率。
另一件我最喜歡的事情，是我們?yōu)楹芏嗫蛻糇鰩齑媪亢蛯すぷ鳌ＭǔＧ闆r下，客戶會將我們提供的庫存量與他們自己的內(nèi)部記錄（來自卡車計數(shù)或秤等）進行比對。
WET的飛手Brad Rutherford準備拋飛eBee
Q
對于這個礦山項目，過去在不使用eBee的情況下，客戶是怎么做的呢？
斯蒂芬：這個礦區(qū)太大了，他們過去使用有人駕駛飛機收集這些數(shù)據(jù)，也是使用傳統(tǒng)攝影測量法，但是飛行的高度要求比較高。不過有人駕駛飛機的數(shù)據(jù)收集可能只需要幾個小時的飛行時間就能完成，需要的照片也比較少 - 我不知道 - 也許二十到三十張圖像吧，eBee一般要12,000張圖像左右。但是，使用eBee的成本比有人駕駛飛機便宜太多了，而且工作時間也比較靈活，所以我們現(xiàn)在能夠給客戶提供質優(yōu)價廉的服務。
沙子和礫石的DSM（數(shù)字表面模型）
使用eBee的另一個好處是可以獲得更高的分辨率。有人駕駛飛機正射圖的最高分辨率大概是6英寸（約15厘米）; 而我們可以提供低至1.5英寸（約3.8厘米）的或2英寸（約5厘米）的分辨率。另外，我們制作的高程模型的分辨率也比有人駕駛飛機的高得多。
Q
那您是想說，有人駕駛飛機也可以，但是成本很高而且圖像質量也不是最好，對嗎？
斯蒂芬：對。我認為收支平衡有一個點，這個點可以判斷是使用無人機還是使用有人駕駛飛機。在某些時候，項目非常大，可能有人駕駛飛機的成本會更低一點。但是我不知道這個數(shù)字究竟是什么。對于具體的這個項目來說，我們認為使用無人機要便宜些。隨著FAA越來越接受超視距[BVLOS]飛行，固定翼無人機用于大型項目也會變得更加經(jīng)濟吧。
Q
你提到你已經(jīng)有四架eBee型號的飛機了，是什么讓你最初接觸了解并選擇senseFly無人機？
斯蒂芬：是的，我們已經(jīng)買了4架了。eBee是我們接觸的第一款商用固定翼無人機。我們地區(qū)的經(jīng)銷商給我們做了演示，我們就設想如何能夠在業(yè)務中使用它。我們最終決定購買eBee，原因有幾個。我們非常喜歡它的簡單性和大小。我是說，eBee的操作非常的簡單。自動駕駛儀在操作過程中消除了大部分人為錯誤，這對我們來說是一個巨大的優(yōu)勢 - 我們是工程師，而不是飛行員。我們只想要一些操作簡單的，eBee非常符合我們的要求。
eBee的操作非常的簡單。自動駕駛儀在操作過程中消除了大部分人為錯誤。飛機也很輕巧，在飛行中風險最小，從責任的角度來看，eBee風險遠低于市場上一些較大的固定翼無人機的風險。
eBee測繪無人機也很輕巧，在飛行中風險最小。這有其優(yōu)點和缺點，但對我們來說，從責任的角度來看，在空中飛行的重量只有一磅半的風險遠低于市場上一些較大的固定翼無人機的風險。而且，最重要的是，我們的客戶非常重視風險性。
WET的eBee Plus已準備好去飛一個礦場
便攜性也是我們考慮的另一個重要方面。整套系統(tǒng)只有這樣一個小箱子，搬動很容易，不需要拖拽大箱子或彈射架。其實還有一個方面，我們在購買時并不知道，但eMotion無人機軟件也是一個巨大的優(yōu)勢。我們也飛過其他幾個飛機，但我們認為eMotion是迄今為止我們遇到過的最好的飛行控制軟件。
便攜性也是我們考慮的另一個重要方面。整套系統(tǒng)只有這樣一個小箱子。eMotion無人機軟件也是一個巨大的優(yōu)勢。我們也飛過其他幾個飛機，但我們認為eMotion是迄今為止我們遇到過的最好的飛行控制軟件。
Q
您可以向讀者介紹一下你們收集和處理無人機數(shù)據(jù)的一般工作流程嗎？
斯蒂芬：我們會先在eMotion軟件里進行快速的任務規(guī)劃，作出我們的成本估算/報價，多考慮野外可能出現(xiàn)的問題，盡量避免一些不必要的成本開支。
我們嘗試預先確定問題，因為我們需要計算成本，有時需要進行較高等級的任務規(guī)劃進行成本估算或報價。一旦項目競標成功，我們再進行更深入詳細的規(guī)劃，假設它是一個需要設置地面控制點的測量類型的項目，我們將預先計劃好地面控制點的位置和數(shù)量。然后，我們在eMotion中調(diào)整我們的任務塊以適應我們的地面控制。之后，我們前往現(xiàn)場，首先按計劃布置地面控制點，通過使用我們的GPS獲取這些數(shù)據(jù)，然后我們才開始飛行任務 - 而現(xiàn)在使用eBee Plus，我們主要用PPK模式飛行。
一個高爾夫球場的數(shù)字表面模型和升級排水系統(tǒng)
無論對精度是否有嚴格要求，我們通常都打開PPK模式進行安全備份。我們一般在卡車的擋板附近設置一個有利位置，拋飛，讓飛機做它的事情，自動拍照。完成任務后著陸，我們快速檢查圖像，確保圖像的質量是我們所期望的，檢查是否有任何明顯的漏圖以及圖像焦點和銳度是好的。如果任務區(qū)比較小，圖像數(shù)量也不多，我們直接在現(xiàn)場繼續(xù)用eMotion處理圖像，然后在Pix4D進行快速處理，在外業(yè)現(xiàn)場就能看到數(shù)據(jù)效果。
對于較大的項目，因為現(xiàn)場拼接需要太長時間，所以我們只檢查圖像?；氐睫k公室再使用Pix4D進行處理。我們自己處理圖像，根據(jù)不同的項目，在Pix4D成果的基礎上再做其他數(shù)據(jù)加工，交付給客戶需要的成果。這是我們大多數(shù)項目的一般工作流程。
Q
對于礦山項目，與您剛才描述的標準流程有何不同嗎？
斯蒂芬：對于礦場來說，任務計劃非常重要，因為它太大了。比如這個5,500英畝的礦場，因為面積大且地形陡峭多變，我們需要把它分成50多個任務區(qū)，其中一些任務區(qū)只有10或15分鐘，根據(jù)地形變化eBee采用跟隨地形飛行模式，當然這相對于平坦地形需要更多的任務塊，因此，我們花費了比平常更多的時間來規(guī)劃任務，設置最佳位置，盡可能減少和優(yōu)化外業(yè)時間。保持視距內(nèi)飛行（注：美國法規(guī)要求飛行保持視距內(nèi)，500米遠*120米高，除非得到BVOLS視距外許可）也是一個真正的挑戰(zhàn)，這個礦場項目我們不得不選擇5個不同的地點，不過在兩天內(nèi)也采集完了所需數(shù)據(jù)。
通過使用eBee固定翼無人機，我們可以不再需要人員進入風險太大的區(qū)域， 它讓我們的外業(yè)工作更安全。
WET公司的蒂姆·德里斯科爾（Tim Driscoll）正進行冬季礦區(qū)的庫存盤點
Q
像這樣大的項目，你安排了多少個外業(yè)人員？
斯蒂芬：我和另外一名外業(yè)人員在現(xiàn)場，我們把任務分成兩天。我們兩人都配備了eBee Plus。我們在第一天飛行了一半以上的航點，第二天飛行其余的。這個地方出了名的風大，兩天里基本一直是5級左右的風速，有時瞬間風速高達7級。不用說，我們消耗了一些電池。我們每人配有八塊電池，飛行后等電池冷卻就立即充電。
Q
我們來聊一下精度吧。我們知道使用無人機作業(yè)可以節(jié)省大量外業(yè)時間，那根據(jù)您的經(jīng)驗，像eBee這樣的固定翼無人機是否滿足您對精度的要求呢？
斯蒂芬：從收集數(shù)據(jù)的方式、方便性和速度這些因素綜合來看，精度很不錯。采用PPK方式的數(shù)據(jù)精度與飛行的性質和地表覆蓋物也有關系。在良好的裸露地面或裸地條件下，我們發(fā)現(xiàn)垂直精度大約15英尺（約4.5米） - 有或沒有地面控制點。
典型的小項目一般為這個精度值。對于大規(guī)模的礦山項目，我們不要求這么高的精度，因為我們的地面控制點并不像小項目那樣密集。為了節(jié)省時間/花銷，我們會減少地面控制點的數(shù)量。我們設置了大約50個地面控制點，其中一些用來作檢查點。檢查點的垂直RMS誤差為0.15英尺（約4.5厘米）。這對任何項目來說都是不錯的，考慮到這個項目的規(guī)模，這種精度令人印象深刻。
牧場灌溉項目的3D點云，牧場被一條藍帶鱒魚溪流一分為二
作為工程師和測量員，我們嚴格執(zhí)行質量保證/質量控制程序，因此我們很少在沒有地面控制的情況下進行項目。在我們看來，這是標準做法，按承諾將成果交付客戶。我們采用PPK后差分模式飛行，使用地面控制點作為檢查點，準確度將達到十分之一英尺（3厘米）或更高。
Q
為什么不使用LIDAR？是什么原因讓你沒用它？
斯蒂芬：是的，對于這個礦山項目，有些地區(qū)植被茂盛或被小森林覆蓋，但絕大多數(shù)都是裸地。攝影測量方式（無不管是有人駕駛飛機還是無人機）很適合在裸地或極小植被情況。LiDAR通常比攝影測量方式昂貴很多。我想說這取決于項目，針對這個礦區(qū)，植被比較少，我們不需要[激光雷達]，用LiDAR獲得的植被區(qū)域附加精度不足以平衡LIDAR的額外費用，性價比不高。所以我想說成本可能是最大的因素。
LiDAR通常比攝影測量方式昂貴很多。我想說這取決于項目，針對這個礦區(qū)，植被比較少，我們不需要[激光雷達]，用LiDAR獲得的植被區(qū)域附加精度不足以平衡LIDAR的額外費用，性價比不高。
Q
如果讓您總結一下，您認為使用專業(yè)無人機進行露天礦坑或一般項目的主要好處是什么？
斯蒂芬：對我們而言，它開辟了全新的業(yè)務范圍，我們可以為客戶提供全新的服務。除此之外，我們可以在很短的時間內(nèi)以相對較低的成本獲得高質量的數(shù)據(jù)，這可能是我們的最大優(yōu)勢。從工程的角度來看，能夠獲得礦場的最新航空圖像是寶貴的，然后考慮我們可以生成的地形數(shù)據(jù)的精度，這也是一個巨大的優(yōu)勢。它使我們的工程設計更加準確和精確，為我們的客戶提供更準確和更高質量的產(chǎn)品。
WET項目工程師斯蒂芬與他的eBee Plus合影
安全性也是另一個重要方面。通過使用eBee固定翼無人機，外業(yè)人員不用進入風險太大的區(qū)域，這真正的降低了工作現(xiàn)場的風險。
Q
您覺得購買無人機的投資回報率怎么樣？
斯蒂芬：我可以告訴你的是，它確實提升了我們的服務和收益，我們很容易就能升級到最新最好的無人機版本。這個行業(yè)的技術發(fā)展非常迅速，但是我們已經(jīng)做了足夠多的工作，并且已經(jīng)能夠從中獲得足夠的收益，證明我們多次的購買是合理的。
Q
斯蒂芬，非常感謝您接受我們的采訪。
斯蒂芬：不客氣。
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