Con le soluzioni DJI per droni, Altametris ottimizza le sue prestazioni aziendali in termini di sicurezza, velocità e scalabilità.
Utilizzare i droni per portare le operazioni di rilevamento a livello superiore
La mattina del 4 gennaio 2021, uno specialista di droni di Altametris è arrivato in una sezione di una ferrovia SNCF per testare e confrontare diversi metodi di rilevamento. In passato, per ottenere risultati accurati a 3 cm, si sarebbero dovuti impostare circa 40 punti di controllo a terra (GCP) per chilometro quadrato – una pratica che richiedeva molto tempo, almeno 3 ore. L’opzione alternativa sarebbe stata quella di utilizzare un tacheometro altamente accurato, ma di nuovo, questo avrebbe richiesto il doppio del tempo.
Entrambe queste tecniche richiedono anche la manipolazione di persona delle attrezzature sui binari ferroviari e intorno ad essi, il che non solo comporta alcuni rischi per l’operatore, ma richiede anche molto tempo e fatica, poiché il complesso terreno ferroviario è anche estremamente difficile da mappare con precisione. Il tempo e la sicurezza sono fattori essenziali per un’operazione di rilevamento di successo, ed è per questo che metodi di rilevamento innovativi possono portare a un notevole vantaggio competitivo.
Ecco perché Altametris ha voluto testare il DJI Matrice 300 RTK e il payload Zenmuse P1. Data la natura tediosa dei metodi tradizionali, l’azienda sperava di ottenere una grande efficienza e sicurezza attraverso l’impiego di una soluzione di rilevamento tramite drone. Grazie al suo modulo RTK integrato e alla grande quantità di metadati che sono intelligentemente collegati alla posizione centrale del sensore full-frame dello Zenmuse P1, il numero di GCP potrebbe tecnicamente essere ridotto a zero. Tuttavia, Altametris ha deciso di impostare sei GCP per scopi di controllo della qualità, il che ha comunque ridotto il tempo necessario per preparare l’operazione di oltre due ore.
Un punto di forza in condizioni di scarsa luminosità
Mentre il DJI Matrice 300 RTK pone le basi per una soluzione di mappatura e rilevamento aereo, il payload Zenmuse P1 e il suo sensore full-frame portano le operazioni a livello superiore.
Il giorno in cui il sito doveva essere mappato, la luce disponibile era piuttosto scarsa, motivo per cui inizialmente sono stati installati sei (6) GCP. Dopo aver preparato tutto, l’area specifica da mappare è stata selezionata sul radiocomando del drone e il DJI Matrice 300 RTK con il carico utile Zenmuse P1 è stato lanciato. In 20 minuti, lo Zenmuse P1, con il suo otturatore meccanico, ha scattato automaticamente un totale di 641 foto da un massimo di cinque diverse angolazioni (anteriore, sinistra, destra, superiore e posteriore) su ogni punto di controllo.
Ricevere questa quantità di dati in un periodo di tempo così breve è reso possibile dalla modalità Smart Oblique Capture del payload Zenmuse P1. La fotocamera si inclina e ruota automaticamente su ogni punto di controllo per catturare una serie completa di immagini di ogni angolo. Questa caratteristica, in connessione con le rotte di volo pre-pianificate, permette all’operatore di eseguire un’intera operazione di mappatura con drone con la semplice pressione di un pulsante, stando a distanza di sicurezza. E l’operatore del drone ha fatto esattamente questo anche se le condizioni di luce non erano ancora ottimali.
Con sorpresa di Altametris, la scarsa luce non ha influenzato affatto la qualità delle immagini. Invece, lo Zenmuse P1 ha prodotto dati incredibilmente accurati grazie al suo sensore full-frame. Le immagini non hanno mostrato alcun tipo di rumore, il che è stato fondamentale perché, ad un’altitudine così elevata, una maggiore distanza di campionamento a terra e anche pochi pixel di rumore equivarrebbero a diversi centimetri sul terreno, e quindi diminuirebbero molto la precisione del modello finale.
Il software DJI Terra per il rilievo e la fotogrammetria con il drone
Nella fase successiva, le 641 immagini sono state importate nel software DJI Terra per creare il modello 3D finale. Questo si ottiene lasciando che il software crei automaticamente una nuvola di punti dalle immagini, che vengono cucite insieme abbinando i pixel delle diverse riprese. La nuvola di punti serve come base per la mesh 3D che viene poi renderizzata nel modello 3D finale.
L’intero processo è automatizzato, il che lo rende molto accessibile anche per gli utenti inesperti nel campo del rilevamento con droni e della fotogrammetria. La nuvola di punti può naturalmente essere regolata manualmente per correggere eventuali punti che sono stati erroneamente abbinati tra loro. Per Altametris, i pixel sono stati perfettamente abbinati, permettendo il rendering della modellazione 3D immediata. In meno di due ore, il modello era finito e pronto per essere analizzato.
Un salto gigantesco dal satellite al rilievo con i droni
Anche se i satelliti utilizzati per i metodi GCP e tacheometro orbitano nell’esosfera terrestre, sono estremamente precisi grazie alle tecniche di triangolazione. Eguagliare questa precisione è una grande sfida per qualsiasi metodo alternativo di mappatura e rilevamento. Altametris è stata in grado di confrontare direttamente la precisione dei risultati della mappatura con il drone con la precisione dei GCP di controllo e con i risultati delle precedenti operazioni di mappatura sullo stesso sito.
I risultati del DJI Matrice 300 RTK con il carico utile Zenmuse P1 sono stati accurati a circa 2 cm, che è molto vicino alla precisione millimetrica del tacheometro e paragonabile alla precisione da due a tre centimetri del metodo GCP.
Tuttavia, se si tiene conto delle enormi quantità di dati catturati dal drone DJI, la precisione è impareggiabile. Questo permette la creazione di modelli altamente dettagliati di grandi aree in brevi periodi di tempo.
Oltre il rilevamento con i droni DJI
Altametris prevede che la necessità di dati accurati su larga scala diventerà sempre più importante man mano che sempre più beni analogici saranno digitalizzati e rilevati. Nella ricerca della soluzione perfetta per questo, tre fattori principali costituiscono la base di valutazione:
- Precisione
- Velocità
- Costo
La connessione intelligente dei metadati disponibili, come la posizione e l’altitudine a fianco, utilizzando il modulo di posizionamento RTK (GPS L1 L2, GLONASS L1 L2, BeiDou B1 B2, e Galileo E1 E5a), gli angoli della fotocamera della modalità di cattura obliqua intelligente automatizzata, e la posizione centrale del sensore rendono i risultati di rilevamento del drone incredibilmente accurati, essendo fino a 15 volte più veloci e anche più sicuri dei metodi di rilevamento e mappatura tradizionali.
Inoltre è anche meno costoso dei GCP + ricevitore GNSS Spectra usati da Altamteris, mentre, forse ancora più importante, non ha praticamente limiti per quanto riguarda la dimensione dell’area mappabile. Anche se i 55 minuti di volo non sono sufficienti per coprire una certa area, la funzione integrata Operation Resumption permette ai topografi con drone di continuare senza problemi le loro operazioni dopo aver cambiato la batteria.
Per Atametris, il risparmio di tempo e di costi sono fattori molto importanti – DJI che esegue il compito fino a 15 volte più velocemente e quattro (4) volte più economico rispetto alle alternative rende perfettamente sensato per il business implementare una soluzione di rilevamento con droni. Tuttavia, non sono l’unico risultato importante di tale soluzione.
Per gli operatori, anche la sicurezza del sito è una preoccupazione importante. Questo viene massicciamente migliorato dall’essere in grado di raccogliere tutti i dati da una distanza sicura da possibili pericoli per la sicurezza, uno dei quali è l’attuale pandemia di COVID che può essere un fattore di rischio quando si rilevano siti affollati, come gli edifici, di persona.
Il DJI Matrice 300 RTK non è solo uno strumento per raccogliere informazioni sui siti da sorvegliare. Va oltre, migliorando il processo di mappatura in quasi tutti gli aspetti attraverso una maggiore sicurezza, velocità, scalabilità e automazione, offrendo così una soluzione senza precedenti che si sta rapidamente affermando come il nuovo standard industriale nel rilevamento e nella mappatura.
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