谈论移动测绘的最佳实践是一回事,展示利用 OXTS 定位技术取得卓越成就的成功公司是另一回事。在这篇博客中,我们将超越理论,向您展示使用 OXTS 技术进行移动测绘所实现的成果,尤其是在非洲打击盗猎的应用。
具体来说,我们将聚焦一家初创公司,他们利用我们的技术完成一项完全独特的尝试,解决了一个曾被认为几乎不可能解决的问题。我们很高兴能成为他们故事的一部分,并自豪地与您分享他们正在开展的工作。他们是 Xeroth AI。
Xeroth AI 是谁?
Xeroth 成立于 2024 年,其成员包括野生动物生物学家、雷达专家和远程监控专家。Xeroth 的使命是彻底改变人类保护野生动物的方式;具体而言,他们正在研究如何将人工智能与合成孔径雷达(SAR)系统相结合,以识别并清除南非国家公园内的钢丝套索陷阱。
Xeroth 如何参与打击盗猎?
Xeroth的核心工作,是绘制南非野生动物保护区内钢丝套索陷阱的位置,帮助护林员更高效地清除它们,从而保护野生动物
钢丝套索陷的制造成本极低,盗猎者布设起来非常容易,却很难被护林员发现。这种陷阱也极其不人道,会给被捕获的动物带来巨大的痛苦,并降低与其相关联动物(尤其是幼崽)的生存几率。同时,这类陷阱具有极强的“无差别性”,几乎威胁到所有体型比老鼠大的动物,而且由于它们极难被发现,护林员往往会花费大量时间清除陷阱,但仍无法确定他们是否已经将该地区的所有陷阱全部清理干净。此外,这项工作还存在较高的危险性,例如,如果被困动物尚存活且其族群在附近时。

但这项工作量非常巨大。仅以南非为例,盗猎者可能活动的保护区就占地约1130万公顷;覆盖范围巨大。此外,由于难以发现钢丝陷阱,护林员通常只能清除现存陷阱的1%到20%% ,而这些陷阱的总数却高达数百万!另一种打击盗猎的方式是护林员们尝试逮捕盗猎者,从源头上阻止陷阱的出现。但由于护林员和盗猎者来自同一个社区,这种方法容易引发冲突与紧张关系。
Xeroth Xeroth 的目标是通过空中手段精确绘制钢丝套索陷阱的位置。有了这些数据,护林员可以比现在更快移除陷阱,并且更有信心确认某一区域内的所有陷阱已被全部清除。这不仅可以将偷猎行为降至最低,还可以避免给当地社区带来不必要的紧张——当然,更重要的是让野生动物免于遭受陷阱带来的痛苦死亡。
该解决方案包含三个独立的部分:
- snareSAR 是Xeroth 自主研发的SAR系统,用于野外收集数据
- GNSS/INS 提供精确的时间和位置数据,用于对 SAR 数据进行地理参考
- AI模型用于分析数据从而识别钢丝套索捕兽陷阱
Xeroth 使用的是 xNAV650 来自OXTS 的 惯性导航设备(GNSS/INS)
解决方案如何运作
在野外,该解决方案的工作流程如下:
- 搭载测量设备的载体在大范围区域上空飞行,覆盖效率约为每小时60平方公里。2snareSAR对地面进行扫描,能够穿透灌木和树冠。xNAV650采集精度达2厘米的位置数据,并作为系统主时钟,确保所有数据实现高精度同步。
- 任务结束后,snareSAR采集的数据会基于xNAV650的位置数据进行地理参考,从而为雷达捕获的每一个目标赋予精确的地理位置。
- 随后,经过地理参考处理的数据会被输入Xeroth独有的AI模型中,用于识别其中的钢丝套索陷阱。
Xeroth的 AI 人工智能模型是该解决方案真正具有开创性的部分。钢丝套索陷阱的设计结构特性意味着它们在snareSAR数据中具有明显特征——但这些数据对人类来说是无法解读的。
Xeroth 的人工智能 基于物理信息神经网络(PINN),它通过分析雷达波在四个通道中的极化状态变化,从SAR数据中识别钢丝套索陷阱。
更不可思议的是,Xeroth 的 PINN 不仅学会“钢丝套索在雷达数据中长什么样”,它还学会了 为什么 会呈现出这种特征“,基于电磁理论进行理解。因此,它能够在不同环境和条件下准确检测钢丝套索,而无需依赖大量训练数据。
目前,Xeroth正持续提升模型识别钢丝套索陷阱的准确性,并通过严格测试验证系统性能。

OXTS如何支持Xeroth
Xeroth 公司在其工作中使用了 xNAV650。xNAV650 GNSS/INS 在两个方面得到了应用:在任务中采集真实世界数据(时间和位置),以及用于训练AI 人工智能模型。
训练 AI人工智能模型
在训练AI时,Xeroth会在某一区域布设钢丝套索陷阱,并以高精度测量其位置。随后采集snareSAR数据并进行地理参考处理,然后将陷阱的精确位置标注给AI。这样,AI可以学习这些区域中的特征,从而建立钢丝套索的识别模型。
该过程依赖于对钢丝套索陷阱的初始勘测高准确性。如果AI 人工智能接受到的陷阱位置不正确,那么它学习到的陷阱结构特征也将是不正确的,从而影响其在野外真实环境中的识别能力。
我们很自豪地说,Xeroth 团队对 xNAV650 在训练其模型方面的表现非常满意。凭借其厘米级的精度,Xeroth 创建的人工智能算法已经能够在测试环境中稳定识别钢丝套索陷阱。

真实数据采集
在执行测量任务时,xNAV650 与 snareSAR 一同安装在 Xeroth 的勘测载荷中。Xeroth选择xNAV650不仅因为其高精度和高可靠性,,还因为其小巧的外形——非常适合该将安装在小型单引擎飞机上执行任务。Xeroth 还使用了我们的 NAVsolve CMD 软件,将后处理能力集成到他们的工具集中。这使得团队能够在不切换应用程序的情况下,对其勘测数据运行 PPK(后处理动态)校正,以提高其准确性。
xNAV650作为系统主时钟的能力对于snareSAR的成功也至关重要,因为它确保了最终输出数据能够被PINN模型处理和解读。Xeroth首席执行官Graham Wallington表示:’没有它,系统产生的数据无法通过任何后处理恢复。“
当OXTS数据与snareSAR和高分辨率相机的图像结合时,Xeroth能够以四个不同的高度快速扫描一个区域,创建一个层析合成孔径雷达产品,或称TOMOSAR。这些数据为Xeroth提供了该区域的3D模型,并能准确识别出钢丝套索陷阱。随后,该模型可以导出到Earthranger等工具中,供地面护林员导航穿过保护区并定位陷阱位置。
更好的是,一旦发现了钢丝陷阱,护林员就可以记录其位置。这些数据会被传回Xeroth的人工智能模型,以进一步训练它。.
展望未来
Xeroth 团队最近进行了一项 在科茨沃尔德完成snareSAR系统实地测试(搭载于车辆)该系统,包括 OXTS xNAV650,已顺利通过现场验收测试,目前正运往南非,将在克鲁格大区开始现场运行试验。这是世界上全球钢丝套索盗猎问题最严重的区域之一——目标是尽快改变现状。
“最终,如果我们能把这件事做好,就能避免大量动物遭受极其不人道的捕猎方式的毒手,”格雷厄姆说。“更重要的是,通过针对捕猎陷阱而不是捕猎者,护林员可以减少与捕猎者斗争的时间,避免社区之间的分裂,将更多时间用于保护他们本应管理的野生动物。我们很高兴有OXTS作为我们旅程中的合作伙伴——携手并进,我们将创造出真正而深远的变化。”
我们将持续关注Xeroth的发展;欢迎订阅我们的博客,了解这一革命性项目的最新进展。
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