In questo articolo utilizzeremo l’M400 + L2 e l’M350 + L2 per mostrare le differenze di flusso di lavoro ed efficienza, utilizzando lo stesso payload L2 montato sul sistema M400 potenziato.
Innanzitutto, in base alle specifiche di entrambi i sistemi, l’M400 equipaggiato con l’L2 ha un tempo di volo di 59 minuti, pari al 40% in più rispetto all’M350 o all’M300. Questa differenza aumenta al 53% se consideriamo il tempo massimo effettivo stimato di volo, che tiene conto esclusivamente della durata della missione.
Applicando questo tempo massimo effettivo stimato al mission planner, otteniamo un chiaro confronto in termini di copertura del sito operativo a differenti altitudini di volo. Nel complesso, grazie al tempo effettivo di volo più lungo, l’M400 offre oltre l’80% di copertura in più per singolo volo rispetto all’M350 o all’M300.
Il tempo massimo effettivo si riferisce esclusivamente alla durata della missione compresa tra il primo e l’ultimo waypoint, escludendo le altre fasi operative come il decollo del drone, il trasferimento al primo waypoint, il ritorno al punto di partenza e l’atterraggio. Questi segmenti sono considerati tempo di missione non effettivo, poiché non contribuiscono direttamente all’acquisizione dei dati. Per rendere il confronto tra sistemi diversi più uniforme, viene applicata una detrazione standard di 10 minuti per tener conto di questo tempo non effettivo. Tuttavia, tale valore può variare a seconda delle impostazioni di Return-to-Home (RTH) ed essere ulteriormente influenzato da fattori reali come condizioni del vento, complessità del terreno e meteo.
*La missione è stata configurata con un’overlap laterale del 60% e frontale del 70% per la raccolta dati LiDAR. La modalità efficienza è stata disattivata per dare priorità alla qualità dei dati, mentre la calibrazione IMU era abilitata. Non è stata applicata l’ottimizzazione altimetrica. Il confine di volo è stato definito con una forma quadrata; tuttavia, a causa della complessità del poligono reale, la sequenza di calibrazione IMU potrebbe estendersi. Questo è dovuto alla necessità di calibrazioni intermedie lungo la rotta e di ulteriori correzioni durante le virate. Si noti inoltre che le prestazioni reali possono essere ulteriormente influenzate da fattori ambientali come vento, variazioni del terreno e condizioni meteorologiche.
Tuttavia, tutti questi confronti si basano su prestazioni stimate dalle specifiche di sistema e presuppongono condizioni ottimali. Ma come si comportano effettivamente entrambi i sistemi in scenari reali?
Per scoprirlo, abbiamo organizzato un test comparativo tra M350+L2 e M400+L2, eseguito fianco a fianco nello stesso giorno, sullo stesso sito, con le stesse condizioni meteorologiche e parametri di missione simili.
1. Preparazione:
In collaborazione con il partner certificato DJI Cansel e CA5 Survey, è stato selezionato un sito di test a Big Rock, Malibu (California). L’area, di circa 160 acri, è stata parzialmente danneggiata durante gli incendi in California del 2025. Questi incendi, che hanno devastato oltre 250.000 acri nel sud dello Stato, sono stati tra i più distruttivi della storia recente, alimentati da condizioni di siccità estrema e da forti venti Santa Ana. Diverse strutture all’interno del sito sono andate distrutte, creando così uno scenario reale che ha richiesto rilievi di ricostruzione dettagliati per perizie assicurative e interventi di rebuilding.
Il sito presentava terreni variabili (pendii ripidi e aree pianeggianti), condizioni di vegetazione diversificate (da completamente bruciate a parzialmente danneggiate) e resti strutturali. Ciò ha reso possibile un confronto sulle prestazioni dei droni in applicazioni di recupero post-disastro. Per la valutazione è stato impiegato il sensore LiDAR DJI L2 su entrambe le piattaforme: sull’M350 per abilitare il digital terrain following, e sull’M400 per sfruttare la più avanzata funzione di real-time terrain following.
2. Pianificazione Missione:
Per l’M400, il processo si svolge come segue:
Per prima cosa è necessario definire il perimetro della scansione. Questo confine viene stabilito e verificato dal team di rilievo per assicurarsi che copra adeguatamente l’area operativa. Il poligono della missione può inoltre essere condiviso con il personale a terra per motivi di sicurezza, in modo da informare quando e dove il drone sarà operativo.
Successivamente, le missioni per l’M400 sono state create tramite DJI FlightHub 2 e poi sincronizzate con l’app DJI Pilot 2 attraverso il cloud, che ha gestito la sincronizzazione dei file KMZ.
Sebbene fosse possibile pianificare le missioni direttamente con l’app DJI Pilot 2 sul radiocomando, la creazione da desktop risulta più comoda. FlightHub 2 infatti funziona in un ambiente web, eliminando la necessità di utilizzare il radiocomando per la pianificazione. Inoltre, essendo le missioni salvate nel cloud, più membri del team possono accedervi e modificarle online, garantendo che siano sempre aggiornate quando necessario.
Poiché DJI FlightHub 2 non supporta la pianificazione per la piattaforma M350, è stata adottata una soluzione alternativa: la missione M400 L2 sincronizzata dal cloud è stata scaricata nell’app Pilot 2, modificata all’interno di essa e infine convertita per l’utilizzo con M350. In questo modo sono state mantenute tutte le impostazioni del sensore e di volo.
Per garantire un confronto equo tra le due piattaforme, sono state adottate impostazioni identiche di payload, quota di volo (325 ft AGL), velocità di volo (20 mph), percentuali di sovrapposizione (60% laterale e 70% frontale) e confini di missione.
A causa delle notevoli variazioni del terreno nel sito, è stato implementato il terrain following sia nei voli con M350 sia con M400, al fine di ottenere una distanza di campionamento a terra (GSD) uniforme e una densità di punti LiDAR costante in tutta l’area di rilievo. Tuttavia, ciascuna piattaforma ha utilizzato un approccio differente.
L’M400 dispone della funzione di real-time terrain following sia per le missioni di mappatura sia per i voli manuali. Questa capacità è resa possibile dai sensori visivi più avanzati. È sufficiente impostare l’altezza sopra il livello del suolo nel mission planning all’interno di FlightHub 2 e abilitare l’opzione Real Time Terrain Follow: il sistema mantiene automaticamente un’altitudine costante anche su terreni irregolari durante il volo.
Per l’M350, che non dispone della funzione di Real-Time Terrain Follow presente invece sull’M400, è stato necessario applicare un modello del terreno o della superficie all’interno dell’interfaccia di pianificazione missione di Pilot 2. Questo ha richiesto la disponibilità di dati altimetrici dell’area per generare la rotta di volo con terrain following.
Nelle impostazioni di pianificazione della missione è stata selezionata innanzitutto la modalità di quota “AGL” (Above Ground Level), quindi l’opzione “DSM Files” per aggiungere il modello del terreno o della superficie all’interno dell’app Pilot 2 come riferimento altimetrico.
Sono disponibili due opzioni.
La prima, “Import Local File”, richiede l’importazione di un file DSM/DEM in formato GeoTIFF con sistema di riferimento WGS84 e quota ellissoidale espressa in metri.
La seconda, “Download from Internet”, consente all’app Pilot 2 di scaricare direttamente il modello ASTER GDEM V3 con risoluzione a 30 metri, generato in base ai confini della missione.
Sia l’M350 che l’M400 supportano l’importazione di file DSM/DEM e il download ASTER per le missioni con terrain following.
Sebbene la seconda opzione risulti più comoda, l’ASTER GDEM spesso non riesce a tenere conto delle variazioni del terreno in tempo reale a causa di dati non aggiornati, e la sua risoluzione a 30 metri può non rappresentare accuratamente le irregolarità altimetriche.
Per garantire risultati ottimali, con densità di punti uniforme e distanza di campionamento a terra costante, è stato quindi elaborato un DSM ad alta risoluzione ottenuto da dati di fotogrammetria acquisiti in precedenza con l’M400 + L2. Questo dataset è stato processato in loco tramite software DJI Terra, utilizzando impostazioni di output a bassa risoluzione per ottimizzare la velocità di elaborazione. Una volta completata la generazione del modello, è stata selezionata l’opzione “Import Local Files” per caricare il file DSM trasferito all’interno della pianificazione missione.
Durante questa fase di pianificazione della missione, è stato osservato che il flusso di lavoro risulta notevolmente semplificato grazie alla funzione di real-time terrain following dell’M400.
Al contrario, la necessità dell’M350 di utilizzare file DSM/DEM comporta lavoro aggiuntivo e introduce possibili rischi di errore umano legati a formato dei file, sistema di coordinate e limiti di dimensione in fase di importazione.
Sarebbe stato possibile utilizzare l’ASTER GDEM per semplificare il processo; tuttavia, l’impiego di modelli altimetrici potenzialmente non aggiornati genera incertezza nelle operazioni che si svolgono in siti soggetti a frequenti variazioni del terreno, come cave o cantieri. Per queste situazioni, l’importazione di un DSM elaborato rappresenta quindi un approccio più affidabile.
Dopo aver creato entrambe le missioni, è stata riscontrata una differenza immediata di 8 minuti nella durata del volo, corrispondente a un miglioramento dell’efficienza di circa il 18% a favore dell’M400 rispetto all’M350. Poiché entrambi i voli sono stati eseguiti con la stessa velocità, quota e parametri di missione, inizialmente tale discrepanza è stata attribuita alle differenze nei comportamenti di terrain following: l’M400 utilizza infatti il real-time terrain following, mentre l’M350 calcola in anticipo le variazioni altimetriche basandosi sul modello di terreno importato.
L’ipotesi iniziale era che la rotta di terrain following pre-pianificata dell’M350 potesse rappresentare in modo più accurato la saturazione del volo in condizioni reali, mentre quella dell’M400 potesse risultare artificialmente più breve, non considerando le effettive variazioni altimetriche in fase di pianificazione missione. Si sospettava quindi che il divario di 8 minuti sarebbe stato colmato durante il volo dell’M400, man mano che il drone saliva e scendeva in risposta al terreno in tempo reale.
Tuttavia, i risultati hanno smentito questa ipotesi. Nella pratica, è proprio la capacità di real-time terrain following dell’M400 ad aver permesso un miglioramento effettivo del 16% in termini di efficienza di volo.
3. Acquisizione dati:
Dopo aver creato entrambe le missioni, è stata rilevata subito una differenza di 8 minuti nella durata del volo pari a un miglioramento di efficienza di circa il 18% a favore dell’M400 rispetto all’M350. Poiché entrambi i voli sono stati condotti con la stessa velocità, quota e parametri di missione, la discrepanza è stata inizialmente attribuita a differenze nel comportamento del terrain following. L’M400 utilizza infatti il real-time terrain following, mentre l’M350 calcola in anticipo le variazioni altimetriche sulla base del modello importato.
L’ipotesi iniziale era che la rotta pre-pianificata dell’M350 rappresentasse in modo più accurato le condizioni di volo reali, mentre la rotta dell’M400 potesse apparire artificialmente più breve, poiché non teneva conto delle effettive variazioni di quota già in fase di pianificazione missione. Si supponeva che il divario di 8 minuti si sarebbe colmato durante il volo dell’M400, man mano che questo saliva e scendeva in risposta al terreno in tempo reale.
Tuttavia, i risultati hanno smentito questa ipotesi. Nella pratica, è stato proprio il real-time terrain following dell’M400 a consentire il miglioramento del 16% nell’efficienza di volo.
4. Elaborazione dei dati:
I dataset provenienti sia dall’M400 sia dall’M350 sono stati elaborati utilizzando DJI Terra, seguendo un flusso di lavoro complessivamente identico per entrambe le piattaforme.
Poiché l’M350 è stato utilizzato senza RTK, i suoi dati sono stati processati in DJI Terra tramite workflow PPK. Tuttavia, dal punto di vista delle fasi di elaborazione, non esiste alcuna differenza tra i due dataset.
Quando equipaggiate con payload come lo Zenmuse L2 o il P1, entrambe le piattaforme supportano sia workflow RTK sia PPK per il post-processing.
5. Confronto sull’efficienza
In questo scenario è stato testato un sito di 160 acri utilizzando entrambe le piattaforme, M400 e M350. Dal test sul campo è emerso che le forti condizioni di vento e le notevoli variazioni del terreno hanno causato frequenti manovre di salita e discesa dei velivoli durante le operazioni.
Questi fattori hanno influenzato l’accuratezza delle stime relative ai tempi di missione.
| Per l’M350: Completata in due voli totali, il tempo operativo effettivo complessivo (dal primo all’ultimo waypoint nel percorso di missione) è di 45 minuti (Primo volo: 24 minuti + Secondo volo: 21 minuti). | Per l’M400: Completata in due voli totali, il tempo operativo effettivo complessivo (dal primo all’ultimo waypoint nel percorso di missione) è di 38 minuti (Primo volo: 35 minuti + Secondo volo: 3 minuti). |
6. Principali criticità del sistema M350
Dati altimetrici non aggiornati: ottenere DSM/DEM recenti per un terrain-following accurato è complesso con l’M350. Le missioni pre-pianificate spesso non riescono a riflettere i cambiamenti del terreno in tempo reale, richiedendo quindi una costante attenzione da parte dell’operatore.
Complessità operativa: nelle attività di mappatura di ampie aree, il tempo di volo ridotto dell’M350 rende necessari frequenti cambi di batteria, con conseguenti ritardi nella riconnessione RTK e maggiori possibilità di errore umano.
Miglioramenti dell’M400
Real-Time Terrain Following: l’M400 offre il terrain following in tempo reale sia per le missioni di mappatura sia per i voli manuali. È sufficiente impostare l’altezza desiderata sopra la superficie, e il sistema mantiene automaticamente un’altitudine costante su terreni irregolari. Questo garantisce uniformità della distanza di campionamento a terra (GSD) e densità di punti LiDAR costante su tutta l’area rilevata.
Maggiore efficienza di volo: il tempo di volo effettivo più lungo dell’M400 consente una copertura più ampia per singola missione, riducendo la frequenza dei cambi batteria, semplificando le operazioni sul campo e migliorando l’efficienza complessiva nella raccolta dati.
Qualità dei dati migliorata: grazie al terrain following in tempo reale e a missioni meno frammentate, l’M400 fornisce dataset più coerenti e di qualità superiore, riducendo la necessità di correzioni in post-elaborazione.
7. Conclusioni
Il confronto ha evidenziato come la piattaforma M400 garantisca un vantaggio significativo in termini di efficienza rispetto all’M350 nelle operazioni di mappatura LiDAR su siti di medie dimensioni.
Questo risultato deriva da tre elementi principali:
- maggiore autonomia di volo,
- funzionalità avanzata di real-time terrain following,
- semplificazione del flusso operativo.
Queste caratteristiche permettono di ottenere una copertura nettamente superiore per singolo volo, riducendo la necessità di cambi batteria, soprattutto in aree di grandi dimensioni, e mantenendo elevata la qualità dei dati raccolti.
In condizioni equivalenti, l’M400 ha registrato un miglioramento del 16% nell’efficienza complessiva di volo e una copertura per singolo volo superiore di circa il 39% rispetto all’M350.
