Patent za snimanje bespilotnih letjelica iz zraka. Proračun parametara snimanja iz zraka bespilotnom letjelicom. Terenski rad snimanja iz zraka bespilotnim letjelicama
U jedno smo sigurni: visoka cijena ne znači uvijek visoku kvalitetu.
Zaronit ćemo u industriju i vidjeti kako se dronovi ponašaju u snimanju.
Ova studija koristi termine i specifičan žargon, ali oni neće smetati vašem razumijevanju suštine. U ovoj studiji podaci su obrađeni u DroneDeployu i dobivena je visoka geolokacijska točnost od 9 cm.
Opis
Topografska izmjera sastavni je dio svih projekata uređenja zemljišta.
U ovom primjeru ćemo pogledati komad zemlje na kojem je trebalo biti izgrađeno novo selo. Prije početka radova bilo je potrebno izvršiti točnu topografsku izmjeru iz nekoliko razloga:
- Provedite početni razvoj zemljišta kako biste projektirali protok vode za odvodnju.
- Izvršite topografsko istraživanje poplavnog područja susjedne rijeke kako biste spriječili moguće poplave.
Ako planirate otvoriti vlastiti odjel za fotografiranje dronom, budite spremni na činjenicu da će to biti velika investicija, a možda ćete na kraju potrošiti više vremena na projekt.
Geodezija 101
Tradicionalna topografska izmjera zahtijeva prikupljanje koordinata točaka na unaprijed definiranoj mreži. U ovom slučaju korištena je mreža dimenzija 150x150 cm:
Mjerenja su obavljena svakih 150 centimetara, na svakom raskrižju:
Ukupno su prikupljene 1632 koordinate na površini istraživanja od 34,5 hektara.
Bez drona koji snima brzinom od 20 točaka/sat (1 točka svake 3 minute), prikupljanje podataka trajalo bi otprilike 82 sata.
82 sata tradicionalnog snimanja znači da inženjer mora čekati najmanje tjedan dana da počne s obradom podataka. Zatim će proći još 3-4 dana prije nego što posao bude gotov.
Provođenjem iste ankete pomoću bespilotne letjelice terenski tim je razvojnom programeru omogućio bržu opciju pregleda.
Prije svega, nije bilo potrebe skupljati 1600 bodova na cijelom području. Umjesto toga, bilo je potrebno pregledati samo 10 oznaka na tlu koje se nalaze u području promatranja:
Za veće projekte, zemaljske kontrolne točke (GCP) najbolje je postaviti na mrežu.
10 bodova ili 1632 boda:
10 referentnih oznaka može se napraviti u 1-2 sata.
Poznavatelji fotogrametrije znaju da su točke prikupljene s površine vode neprihvatljive za korištenje u takvim mjerenjima.
Nakon završetka GCP prikupljanja, bodovi su prikupljeni tradicionalnom metodom u područjima sa stajaćom vodom - kombinacijom dviju gore opisanih metoda.
Konačni skupljeni bodovi:
Kao rezultat, dobili smo 117 bodova (10 GCP + 107 u područjima sa stajaćom vodom).
Vrijeme snimanja:
Teoretski: 10 zemaljskih oznaka + prikupljanje bodova = 1-2 sata
Zapravo: 117 bodova (10 GCP + 107 u područjima stajaće vode) pri stopi prikupljanja od 20 bodova/sat = 5,85 sati
Tradicionalna metoda: 1632 boda uz stopu prikupljanja od 20 točaka/sat = 81,6 sati
U roku od sat vremena, sve aktivnosti s UAV-om su dovršene, uključujući sastavljanje, provjere prije leta, lansiranje, slijetanje, rastavljanje i početno spajanje karte.
Tako smo dobili:
UAV (1 sat) + skupljanje bodova (5,8 sati) =
Ukupno terensko vrijeme: 6,8 sati
Usporedba:
34,5 ha / terenski rad s UAV = 6,8 sati
34,5 ha / terenski rad tradicionalnom metodom = 81,6 sati
Ukupna ušteda: 74,8 sati
Analiza podataka
Nakon terenskog rada, dobiveni podaci zahtijevaju pažljivu obradu. Prvo se obrađuju oznake na tlu, a njihov položaj mora biti potpuno prilagođen.
Zatim se moraju izvesti prilagođene točke (.las datoteka) kako bi se stvorila baza topografskih podataka. Međutim, veliki broj točke u .las datoteci znači da su početne topografske konture prilično grube:
Konture se moraju izravnati kako bi se kasnije stvorila dosljedna linija bez gubitka preciznosti. U suprotnom, dobiveni podaci su neupotrebljivi.
Nakon 2 dana dodatne obrade, dobivene topografske konture bile su točne unutar 9 centimetara, vodoravno (X, Y) i okomito (Z):
Opći projektni rokovi:
UAV metoda ::
Terenski rad (6,8 sati) + obrada podataka (24 sata) =
30,8 sati (oko 4 dana)
Redovna metoda:
Terenski rad (81,6 sati) + Obrada podataka (24 sata)=
105,6 sati (oko 13 dana)
Koristeći tehnologiju drona, inženjer je dobio konačnu topografsku izmjeru za otprilike 75 sati
Prema dobivenim podacima pokazalo se da:
1. Potrebno je dodatno urediti zemljište za izgradnju odvodnje otpadnih voda u nizinskim područjima gdje se zadržava voda.
2. Radnici će sada moći učinkovito predvidjeti i planirati datume izgradnje cesta, kuća itd. - što će pomoći da se posao završi na vrijeme.
3. Inženjer je saznao za jeftino, isplativo mjerenje UAV-om i planira ponovno koristiti tu metodu za provođenje konačnog "ugrađenog" topografskog snimanja u nadolazećim tjednima.
Ovdje možete učiniti više i najbolji modeli dronovi.
Nudimo okvirne cijene za radove snimanja iz zraka koji se izvode pomoću UAV-a.
Cijene mogu varirati ovisno o STRELIŠTE, TROŠKOVI PRIJEVOZA, GODIŠNJA DOBA(prisutnost lišća/snijega). Najbolji omjer cijena/kvaliteta/brzina postiže se u intervalu između otapanja snijega i pojave lišća na drveću.
Minimalna površina istraživanja za jedan objekt je 6 km 2 , a ako postoji više objekata s udaljenostima do 30 km, tada je najmanji obujam 4 km 2 .
Cijena snimanja iz zraka UAV-om
Cijene snimanja iz zraka UAV-om dano po 1 km 2.
1. Ortomozaik u WGS84
Mjerilo 1:500 (4 cm/piksel) – 35 000 rubalja 1 km 2.
Mjerilo 1:1000 (7 cm/piksel) – 22 000 rubalja km 2.
Mjerilo 1:2000 (10 cm/piksel) – 17 000 rubalja km 2.
Mjerilo 1:5000 (15 cm/piksel) – 12 000 rubalja km 2.
2. Izrada ortomozaika s obzirom na lokalne koordinatne sustave:
Mjerilo 1:500 + 10 000 rubalja km 2.
Mjerilo 1:1000 + 6000 rubalja. km 2.
Mjerilo 1:2000 + 4500 rubalja km 2.
Mjerilo 1:5000 + 3000 rubalja km 2.
3. Konstrukcija DEM ili kontura:
Dionica 0,5 m + 12 000 rubalja po km 2.
Dionica 1 m + 8.000 rubalja po km 2.
Dionica 2 m + 5.000 rubalja po km 2.
4. Deklasifikacija materijala za daljinsku detekciju– 40.000 rubalja po objektu.
5. Izrada topografskog plana na temelju rezultata snimanja UAV: procjenjuje se pojedinačno - od 5000 rubalja po km 2.
Dakle, cijena 1 km 2 plana u mjerilu 1:2000 kada se ispiše na papir koštat će 34 500, t.j. po 345 rub./ha - ova cijena se ne može postići ni na koji drugi način!
Za velika područja istraživanja u većim mjerilima (do 1:500) razvili smo metodu kombiniranog rada koja uključuje snimanje bespilotnom letjelicom i taheometriju s polaganjem glavnog sloja i snimanjem glavnih elemenata terena.
Kvaliteta je više puta provjerena instrumentalno s terena, uključujući i kupce.
Prednosti tehnologije snimanja iz zraka bespilotnim letjelicama.
Tehnologija snimanja iz zraka pomoću bespilotnih letjelica razvija se godinama, ali samo u u posljednje vrijeme po svojim karakteristikama točnosti približila se klasičnim metodama geodetske izmjere te im se na razini serije mjerila od 1:500 i sitnije izjednačila. U ovom trenutku, UAV AFS prednjači u razvoju geodetskih tehnologija, istiskujući metode kao što su taheometrija, satelitsko pozicioniranje u RTK modovima, AFS s ljudskom posadom i lasersko skeniranje iz zraka u širokom segmentu, čineći ih nekonkurentnim kako u pogledu cijene tako iu pogledu vremena.
S velikim volumenima, rijetko pošumljenim i slabo izgrađenim područjima, besposadna zračna fotografija čini taheometrijska i GPS snimanja neisplativim čak i na području od 70 hektara. Istodobno, lasersko skeniranje iz zraka i snimanje iz zraka s ljudskom posadom mogu se natjecati s UAV-ovima samo u volumenima od 50 četvornih metara. km površinskih objekata ili od 200 pg km linearnih. Dakle, u trenutku razvoja AFS tehnologija, bespilotne letjelice se osjećaju sasvim ugodno na otvorenim prostorima u rasponu radnih volumena od 0,7 do 50 kvadratnih metara. km.
Nedostaci AFS-a UAV-a uključuju ovisnost o vremenu i godišnjem dobu (snježni pokrivač ili prisutnost vrlo guste vegetacije najčešće onemogućuje dobivanje materijala dovoljnog za izradu inženjersko-topografskog plana). Treba napomenuti da ovi čimbenici u istoj mjeri ometaju druge metode snimanja. U rasponu mjerila fotografija je ograničena na raspon od 1:5000 do 1:1000 (za manje od 1:5000 prikladnije je koristiti satelitske snimke, za veće od 1:1000 potrebne su metode u kombinaciji s zemaljskim sredstvima).
Vegetacija također može utjecati na rezultate. U našoj smo praksi susreli bambusove šikare na južnim Kurilskim otocima, za koje se pokazalo da su gotovo 100% neprozirne, isto vrijedi i za trske močvarnih područja na jugu Rusije (na primjer, delta Volge) i, očito, tropske vegetacija južne crnomorske obale. Šumska područja srednjeg i sjevernog dijela zemlje, kao i Sibira i Daleki istok, u pravilu, ne ometaju AFS UAV.
Gusti urbani razvoj može nametnuti ograničenja samom procesu leta, a također sakriti iza svojih struktura mnoge elemente koji nisu vidljivi odozgo. Međutim, za objekte kao što je SNT, AFS UAV postaje nezamjenjivo rješenje zbog ograničenog pristupa svakoj lokaciji, značajno ubrzavajući proces istraživanja.
Primjena bespilotne letjelice iz zraka
Osim topografskih snimanja, koristimo i bespilotne tehnologije za razne oblike nadzora, čiji objekti mogu biti neovlaštena odlagališta krutog otpada, linearni objekti – dalekovodi, cjevovodi, prometna infrastruktura. UAV također rješava probleme određivanja volumena zemljanih masa i njihove dinamike tijekom eksploatacije ruda i kamena. U usporedbi s praćenjem svemira, bespilotna letjelica daje nesrazmjerno ažurnije informacije - prilikom naručivanja satelitske snimke za određeni teritorij možete koristiti sliku iz njihove arhive od prije 1-3 mjeseca ili čak godinu dana ili obrnuto, čekati dugo vremena odgovarajuću satelitsku telemetriju i vaš red za fotografiranje vašeg teritorija - podatke iz drona možete pokrenuti za nekoliko sati.
Poljoprivredni sektor je nedavno postao jedan od glavnih potrošača tehnologije. Poljoprivredna gospodarstva i velike poljoprivredne udruge s velikim površinama neizgrađenih i otvorenih površina zainteresirani su ne samo za inženjersko-geodetska snimanja za rekonstrukciju i novogradnju, već i za monitoring, inventarizaciju poljoprivrednog zemljišta, ocjenu klijavosti usjeva, prognozu prinosa usjeva i praćenje erozijski procesi. Koristimo normalizirani vegetacijski indeks (NDVI), koji nam omogućuje određivanje fotosintetske aktivnosti biomase na temelju razlike između bliskog infracrvenog i crvenog područja spektra.
Prostorna rezolucija zračnih fotografija iz UAV-a
Usporedba Google slike i bespilotne letjelice iz zraka
UDC: 528.71 A.S. Kostjuk
Zapadnosibirska podružnica "Goszemkadastr survey" - VISKHAGI, Omsk
IZRAČUN PARAMETARA I OCJENA KVALITETE ZRAČNE FOTOGRAFIJE IZ UAV-a
U članku se govori o značajkama proračuna parametara snimanja iz zraka iz malih bespilotnih letjelica (UAV). Prikazana je metoda za brzu procjenu kvalitete zračne fotografije s UAV-a.
Zapadno-sibirska podružnica “Goszemkadastrsyomka” - VISHAGI 4 Prospect Mira, Omsk, 644080, Ruska Federacija
IZRAČUN PARAMETARA I OCJENA KVALITETE SNIMANJA IZ ZRAKA UAV-om
U članku su opisane značajke proračuna parametara iz snimanja iz zraka malih bespilotnih letjelica (UAV). Opisana metoda za brzu procjenu kvalitete snimanja iz zraka iz bespilotnih letjelica.
Izvođenje radova na popisu zemljišta i nekretnina, priprema dokumenata za državni katastarski upis i državni upis prava podrazumijeva provedbu kompleksa kartografskih, geodetskih, zemljišnih i katastarskih radova. Za održavanje informacija na ažurnoj razini potrebno je praćenje sustava. Za lokalno ažuriranje kartografskog materijala intenzivno korištenih zemljišta preporučljivo je koristiti bespilotne letjelice. Zapadnosibirski ogranak poduzeća Goszemkadastrsemka - VISKHAGI razvio je nekoliko zrakoplova i svi spadaju u težinsku kategoriju do 3,5 kg.
Unatoč jednostavnosti amaterskog snimanja bespilotnom letjelicom, prilikom izvođenja snimanja iz zraka za potrebe kartiranja javlja se niz problema vezanih uz izbor kamere instalirane na zrakoplovu, proračun parametara snimanja iz zraka i brzu ocjenu kvalitete snimanja. materijali za snimanje iz zraka.
Izbor kamera za potrebe snimanja iz zraka temelji se na analizi sljedećih karakteristika: razlučivost slike, fizička veličina matrice, kut snimanja, težina kamere i njezina cijena. Razvili smo metodologiju za dodjeljivanje bodova za svaku karakteristiku kamere. Najbolja kamera bila je ona s najvećom ocjenom. Više od deset digitalnih kamera pogodnih za ugradnju na UAV-ove iz asortiman modela težinska kategorija do 3,5 kg.
Prema rezultatima istraživanja, fotoaparati Canon IXUS-980IS, Pentax Optio-A30 i Sony DSC-W300 prepoznati su kao najbolji za potrebe snimanja iz zraka, njihove glavne karakteristike prikazane su u tablici. 1.
Tablica 1 Glavne karakteristike odabranih kamera
Naziv kamere Dužina matrice, px Širina matrice, px Veličina matrice, "f ekvivalent okvira od 35 mm, mm Težina, g
Canon IXUS-980IS 4416 3312 1/1,7 36,0 160
Sony DSC-W300 4224 3168 1/1,7 35,0 156
Pentax OptioA30 3648 2736 1/1,8 38,0 150
Trenutno je kamera Pentax Optio-A30 instalirana na bespilotnim letjelicama zapadnosibirske podružnice “Goszemkadastr semka” - VISKHAGI. Kamera se dobro pokazala tijekom proizvodnje i eksperimentalnog snimanja iz zraka. Tehnologija snimanja iz zraka bespilotnim letjelicama u stalnom razvoju zahtijeva nabavu novih kamera i usavršavanje metodologije za njihov odabir.
Izračun parametara snimanja iz zraka naveden je u relevantnim regulatorni dokumenti. Snimanje iz zraka iz malih bespilotnih letjelica ima niz karakteristika. Prekoračenje dopuštenih kutova nagiba slika, nepoštivanje ravnosti putanje leta, kako bi se osiguralo potrebno preklapanje između slika, visoka frekvencija fotografije i, kao rezultat, višak okvira. Razvili smo metodologiju za izračunavanje sljedećih parametara snimanja iz zraka iz UAV-a: visine fotografiranja, udaljenosti između ruta i između središta snimanja duž rute.
Visina snimanja iz zraka ovisi o mjerilu fotoplana koji se izrađuje. Veličina krajnjeg piksela slike na tlu ne smije prelaziti 0,07 mm u mjerilu fotoplana koji se izrađuje. Na primjer, prilikom izrade fotoplana
U mjerilu 1: 2000, veličina piksela na terenu d ne bi smjela prelaziti 0,14 m. Razlučivost slike treba napraviti za piksele koji su najudaljeniji od središta kadra. Veza između veličine ekstremnog piksela slike i terena prikazana je na slici.
Na slici: f - žarišna duljina kamere ekvivalentna kadru od 35 mm;
L je duljina polovice dijagonale matrice za okvir od 35 mm bit će 21,6 mm;
H - visina fotografiranja tijekom AFS;
Riža. 1. Odnos između veličine piksela slike i terena
D je duljina polovice dijagonale slike na tlu.
Iz slike slijedi:
d ■ cos(y-P)
S = ; ; (1) grijeh
Hmx = S ■ cos R; (2)
Izračun najveće dopuštene visine snimanja iz zraka provodi se prema formuli (2), pri čemu kut b ovisi o pojedinačnim parametrima korištene kamere i može se izračunati na temelju žarišne duljine ekvivalentne kadru od 35 mm.
Ovisno o točnosti GPS navigacije i karakteristikama upravljanja UAV-om, mogu se postići sljedeći parametri za održavanje zrakoplova na ruti:
Poprečni pomak od osi trase ± 10 m;
Održavanje UAV-a na projektiranoj visini ± 15 m;
Udaljenost od projektiranog središta fotografije do točke okidanja fotoaparata je ± 5 m;
Promjena kuta nagiba UAV-a duž rute između dvije slike
Promjena kuta nagiba UAV duž rute između dvije slike
Zadani parametri leta besposadne letjelice dobiveni su kao rezultat naknadne obrade raznih materijala industrijskih i eksperimentalnih fotografija iz zraka.
Za izračun udaljenosti između ruta koje osiguravaju 30% poprečnog preklapanja u idealnim uvjetima, polovica poprečnog kuta snimanja kamere izračunava se pomoću formule (3), gdje je Ln^epen polovica širine filma od 35 mm i 12 mm:
p" = arcctg (------); (3)
Visina leta, uzimajući u obzir pogrešku barometarskog senzora, izračunava se pomoću formule (4):
H = H - 20 m (4)
kat max? V/
Polovica širine pokrivenosti terena kamerom izračunava se pomoću formule (5):
D = Hpol ■ tgP"; (5)
Udaljenost između ruta u idealnim uvjetima izračunava se pomoću formule (6):
gdje je k = 0,7, kako bi se osiguralo 30% bočnog preklapanja slika.
Kako bi se osigurala pouzdana kontinuirana pokrivenost zemljine površine slikama, potrebno je uzeti u obzir maksimalna odstupanja UAV-a od projektirane rute. Minimalna vrijednost polovine širine pokrivenosti terena tijekom snimanja iz zraka, uzimajući u obzir ukupnost pogrešaka u navigacijskim podacima i pilotiranju zrakoplova, izračunava se pomoću formule (7):
Rš1p = (Npp -15m) š(0- 5°) -10m; (7)
Maksimalno odstupanje između dvije rute bit će:
8P = 2 (P - Etp); (8)
Udaljenost između ruta, uzimajući u obzir bočni pomak UAV-a u odnosu na os rute, održavajući visinu leta i kutove nagiba kamere, izračunava se pomoću formule (9):
K = K - §P ■ (9)
preko? V/
Pomoću formula (1)-(9) izračunava se visina leta UAV-a za odabrane kamere i udaljenost između ruta pri izradi foto planova u mjerilu 1:2000. Dobiveni podaci prikazani su u tablici. 2.
Tablica 2. Izračun visine fotografiranja i udaljenosti između
rute
Naziv kamere Hmax, m ^ m m Dmin, m m o" Ô Racross, m
Canon IXUS-980IS 520 500 233 106 122 112
Sony DSC-W300 484 464 223 101 116 107
Pentax 0ptio-A30 467 447 198 86 110 87
Udaljenost između središta fotografiranja na ruti izračunava se analogno udaljenosti između ruta. Pomoću formule (3) izračunava se polovica uzdužnog kuta snimanja kamere, gdje je L polovica duljine 35 mm filma i iznosi 18 mm. Udaljenost između središta fotografiranja u idealnim uvjetima izračunava se pomoću formule (6); osiguravajući 60% uzdužnog preklapanja slika, koeficijent k će biti jednak 0,4. Pomoću formule (7) izračunava se minimalna vrijednost polovice dužine snimanja terena tijekom AFS. Maksimalno odstupanje udaljenosti između slika od izračunate izračunava se pomoću formule (8). Udaljenost između središta fotografiranja, uzimajući u obzir pogrešku navigacijskih koordinata, održavanje visine leta i kutove nagiba kamere, izračunava se formulom (10):
Rezultati dobiveni izračunavanjem udaljenosti između središta fotografiranja duž rute dani su u tablici. 3.
Tablica 3. Izračun udaljenosti između središta fotografiranja
Naziv kamere ^ m Dmin, m SD, m Rprod, m
Canon IXUS-980IS 200 207 87 113
Pentax 0ptio-A30 191 197 83 108
Sony DSC-W300 169 173 78 91
Prema tablici. 2 i 3, na primjeru kamere Sapop 1HŠ-98018, sastavljena je karta parametara aerofotografije iz UAV-a za potrebe dobivanja fotoplana u mjerilu 1:2000.________________________________
Kartica parametara AFS-a s UAV-om za potrebe mapiranja
Kamera: Canon IXUS-980IS
AFS mjerilo: 1:2.000
Visina leta na AFS: 500 m
Udaljenost između ruta: ll0 m
Udaljenost između centara snimanja duž rute: ll0 m
Dopušteno odstupanje od osi trase: ± l0 m
Dopušteno odstupanje od projektirane visine APS: ± 15 m
Udaljenost zatvarača kamere od predviđenih središta snimanja po osi trase: ± 5 m
Dopuštena promjena kuta nagiba UAV-a na ruti između dvije slike: 10o
Dopuštena promjena kuta nagiba UAV-a na ruti između dvije slike: 60
Izračun parametara snimanja iz zraka vrlo je važna faza pripremnog rada. Ispravno izračunati parametri leta omogućuju vam povećanje površine pokrivene aerofotografijom u jednom letu i poboljšanje kvalitete materijala aerofotografije.
Kako bismo brzo procijenili kvalitetu snimanja iz zraka u našem poduzeću, razvijeno je i implementirano u proizvodnju softver u obliku *.tx aplikacije temeljene na Mapio. Program vam omogućuje da dizajnirate rute prema izračunatim parametrima snimanja iz zraka. Na temelju podataka dobivenih od zrakoplova, stvarna putanja leta se konstruira u stvarnom vremenu. U trenutku kada bespilotna letjelica prelazi iznad točke projektiranog fotografskog centra, daje se naredba za otpuštanje zatvarača kamere u automatskom ili ručnom načinu rada. Prema visini zrakoplova i njegovoj
orijentacije u prostoru u trenutku fotografiranja, konstruira se konvencionalni okvir slike iz kojeg možete brzo procijeniti pokrivenost određenog područja aerofotografijom, te po potrebi donijeti odluku o ponovnom prelasku problematičnih područja.
Razvijena metodologija projektiranja aerofotografije iz bespilotne letjelice omogućila je značajno smanjenje vremena potrebnog za izradu aerofotografije i poboljšanje kvalitete materijala.
Ja sam geodet, kolege iz CROC-a su me zamolili da govorim o tome kako redizajniramo dronove, kako programiramo let i kako onda sve obrađujemo, pretvaramo snimke iz drona u detaljne ortofoto snimke, trodimenzionalne modele terena visoke preciznosti. i topografske planove u mjerilu 1:500–1 :10 000.
Moj tim i ja isprobali smo nekoliko različitih dronova i na kraju smo se odlučili za radni konj DJI Phantom 4 PRO uz nekoliko izmjena. Prvo i najvažnije što smo napravili s njim bilo je opremiti ga geodetskim GNSS prijamnikom koji nam omogućuje određivanje fotografskih centara s centimetarskom točnošću.
Njegov standardni GPS pružao je točnost od oko 15-20 metara. Za rješavanje geodetskih problema s takvom preciznošću potrebni su ili posebni križevi na tlu, ili neka druga perverzija poput postavljanja papirnatih ploča prema poznatim koordinatama.
Mi to činimo i jednostavnijim i složenijim: ugrađujemo zemaljsku baznu stanicu s točno poznatim koordinatama, au dron integriramo dodatni GNSS prijemnik i ugrađujemo vanjsku antenu. Na primjer, počeli smo s MATRICE 600 s DJI D-RTK sustavom instaliranim na brodu, koji je bio vrlo glomazan, skup i nije bio prikladan za rješavanje geodetskih problema.
Zatim smo redizajnirali kompaktniji DJI PHANTOM 4 PRO: mogli smo integrirati dodatnu GNSS opremu u standardno kućište. Ukupna težina drona povećana je za oko 100 grama. Vrijeme leta malo je patilo, ali ne kritično: set od četiri baterije dovoljan je za istraživanje područja od 200–300 hektara.
Fantom je pružio jednu važnu priliku - glavni set je počeo stati u ručnu prtljagu putničkog aviona. Odnosno, sada možemo nositi cijeli komplet opreme sa sobom bilo gdje vrlo, vrlo jednostavno.
Minimalni set je modificirani dron (cijeli njegov set), geodetski GNSS prijemnik kao zemaljska bazna stanica, prijenosno računalo s programom za planiranje leta, preuzeta karta (za rad bez interneta) i plan leta registriran za točku, ako je unaprijed postojala takva prilika. I dalje su potrebne dodatne baterije punjač(ili više) i generator. Uzimamo benzinski generator, koji je napravljen u obliku kućišta, vrlo je pogodan za naše potrebe. Ili inverter za napajanje iz motora automobila. Za neke regije potrebno je dodatno grijanje (osobito za baterije i ruke).
Jedna baterija može snimiti 50 hektara s rezolucijom od 2-5 centimetara po pikselu.
Radimo ovako: dolazimo na mjesto s unaprijed napisanim detaljnim zadatkom za dron (u uredu). Koristimo UgCS (radi se o profesionalnom, prilično skupom softveru za planiranje letova dronova, koji u Rusiji prodaje i savjetuje o integraciji i modifikacijama CROC. Naravno, takav softver je primjenjiv ne samo u geodeziji, mogu ga koristiti i spasioci, agronomi, građevinari itd. ali nisam baš jak u tim područjima pa sva pitanja uputite kolegama iz CROC-a). U njemu označavamo granice radnog područja, presjek, visinu snimanja, a zatim će sam softver izračunati rutu leta drona, uzimajući u obzir karakteristike terena. Odnosno, UgCS reže sve kako treba: s međuslijetanjima za zamjenu baterija i ostalo.
Gledamo postoje li nepredviđene prepreke, zatim instaliramo GNSS baznu stanicu. Koordinate točaka na tlu određuju prijamnik Topcon GR-5.
Za povezivanje autopilota s GNSS-a spajamo dron na kontroler, kontroler na tablet s DJI softverom za upravljanje, a zatim tablet na prijenosno računalo. Postavljanje ove kombinacije u hodu nije lako. Tu su mi puno pomogli kolege iz CROC-a: montirati, prilagoditi, testirati prije puštanja u promet.
Sljedeća točka je da se otprilike svaki treći objekt nalazi tamo gdje nema stabilnog pristupa Internetu. Softver to rješava. Ali postoje i teška područja, na primjer, planine, gdje počinju problemi s širenjem signala. Zato koristimo Phantome: oni imaju mnogo ugrađenih senzora za izbjegavanje prepreka. Kad izgubi kontakt, vraća se. Kad se ne može vratiti, počinje sjedati. A ti vam senzori pomažu letjeti u teškim uvjetima, poput planinskog terena ili u gradu. Imali smo nekoliko slučajeva u kojima su nam senzori za prepreke pomogli da ih izbjegnemo hitna situacija. Primjerice, u planinama emirata Fujairah (UAE) izgubili smo kontakt s dronom, a zbog vjetra se dron nije uspio vratiti na mjesto polijetanja. Tada je autopilot odlučio sletjeti i pomoću senzora za prepreke spustio dron u pukotinu između dviju padina planinskog lanca na relativno ravnom području.
Rezultat leta drona su fotografije na ovim točkama (softver za obradu već ističe njihova središta):
Podaci mjerenja GNSS-a preuzimaju se zasebno putem Wi-Fi mreže nakon završetka leta; pohranjuju se na dron i ne emitiraju se na zemlju u stvarnom vremenu.
Ovdje je oblak točaka nakon klasifikacije. Vegetacija, nosači, žice dalekovoda, zgrade i strukture označeni su bojom:
A ovo je 3D model ovog oblaka:
U ovoj vikendici zadatak je bio jednostavan: 5 cm po pikselu, jednostavan krajolik, minimalno drveća, bez smetnji. Dobili smo ortofoto i spojili ga s katastarskim planom:
Može se koristiti za izmjeru, popis i katastarsko vrednovanje zemljišnih čestica, procjenu učinkovitosti korištenja zemljišni resursi, projektiranje uređenja teritorija, projektiranje i izviđanje, rekonstrukcija i razvoj cestovne mreže, praćenje stanja nadzemnih i podzemnih komunikacija, cjevovoda, elektroenergetskih vodova i dr., praćenje zemljišta u svrhu zaštite, praćenje okoliša granica i područja zemljišta podložnih promjenama, izrada trodimenzionalnih modela terena za GIS.
Zašto UgCS? Jer na tržištu zapravo i nema drugih opcija, sve ostalo je na amaterskoj razini. Vrlo je zgodno što se bilo koji dron može dodijeliti misiji i jednostavno će letjeti: podržana je cijela DJI linija, uključujući Maviki i desetak popularnijih dronova u geodeziji. Uopće nema veze s hardverom. Vrlo dobro planiranje - iz ureda. Normalno upravljanje s prijenosnog računala pomoću joysticka ili CLICK&GO, dobro geokodiranje slika za Photoscan ili Pix4D. Na tržištu postoji alternativni softver bez potrebe za nošenjem prijenosnog računala, ali s puno manje mogućnosti. Laptop je ogromna prednost, ali je u isto vrijeme i prokletstvo sustava: uvelike komplicira poslovna putovanja. Zimi sve to postaje još teže zbog činjenice da se baterije cijele hrpe smrzavaju i morate raditi u rukavicama (što nije baš točno). Ali još nema drugih opcija: ili takve neugodnosti, ili ograničene mogućnosti.
Evo primjera rezultata 3D modela grada:
Evo još jednog objekta - trodimenzionalnog modela kamenoloma:
Evo priče.
