I droni per ispezione fanno un lavoro veloce di modellazione 3D architettonica storica
Quando i funzionari dovettero intraprendere la riparazione di una porta del XV secolo nel nord-est dell’Inghilterra, si trovarono di fronte a un enigma ben prima che il primo artigiano si avvicinasse al gioiello storico indebolito. Come potevano eseguire un’ispezione dettagliata e un lavoro di analisi senza dover installare un’impalcatura per l’esame manuale, che sarebbe costata molto tempo e denaro, e bloccare il traffico stradale che attraversa l’arco della struttura per l’intera durata dell’indagine?
La risposta al loro dilemma è stata l’impiego di un drone per ispezione DJI Matrice 300 RTK equipaggiato con un sensore Zenmuse P1. Il drone ha completato il lavoro necessario per creare un modello 3D digitale completo dell’edificio carico di storia in tempi record, a una frazione del costo dei metodi manuali e con un’interruzione minima del flusso abituale di auto.
Il lavoro preparatorio per consentire la solidificazione e il restauro della gatehouse di Alnwick, nel Northumberland, offre un meraviglioso esempio di come la cura di strutture storicamente vitali possa essere notevolmente migliorata utilizzando tecnologie moderne e all’avanguardia – in questo caso il volo dell’M300 RTK per l’ispezione aerea per generare un modello 3D con le immagini raccolte.
Una storia da preservare
Completata nel 1450, la Bondgate Tower fu costruita sotto il regno di Enrico V come parte di un progetto per innalzare un muro di protezione intorno ad Alnwick e serviva come ingresso orientale una volta completate le fortificazioni. La costruzione fu affidata al secondo conte di Northumberland Henry Percy, il cui soprannome Harry Hotspur ispirò i nomi alternativi di Hotspur Tower e Hotspur Gateway che la struttura a tre piani ha assunto nel corso dei secoli.
Composta da tre segmenti, la Bondgate Tower presenta due torri poligonali rivolte a est, ciascuna dotata di tre strette aperture, che incorniciano la parte centrale contenente un passaggio ad arco a livello del suolo. La facciata posteriore occidentale presenta numerose aperture quadrate e strette che fungono da finestre.
Il tempo e le intemperie si sono abbattuti su questa augusta vestigia. Nel 2019 la società Historic England, che supervisiona l’architettura protetta del Paese, ha inserito la Bondgate Tower nel suo Registro del Patrimonio a rischio. Ma i gravi danni subiti l’anno scorso, quando un veicolo di grossa cilindrata ha tentato – senza riuscirci – di passare attraverso l’arco, hanno costretto i funzionari a ordinare importanti lavori di riparazione e rinforzo, eliminando il considerevole rischio di crollo in caso di un’altra collisione.
Il drone per ispezioni DJI M300 RTK fornisce un’efficacia “storica” nel rilievo della Bondgate Tower
Dopo aver valutato le tradizionali opzioni di rilievo manuale per determinare i piani di restauro, i funzionari locali sono stati informati dei metodi di ispezione aerea che utilizzano un drone per creare un modello 3D esatto della struttura. Il suggerimento ha fatto sì che quello che sembrava un compito formidabile diventasse molto più facile, veloce e meno costoso di quanto si potesse immaginare.
È stato subito deciso di utilizzare per il progetto un drone DJI Matrice 300 RTK equipaggiato con un sensore P1, una combinazione che si era dimostrata valida in precedenti indagini su siti storici.
Salvaguardare un sito antico protetto con una tecnologia d’avanguardia con i droni per ispezione
Grazie all’integrazione di moderne caratteristiche aeronautiche, avanzate capacità di intelligenza artificiale, un sistema di rilevamento e posizionamento a sei direzioni, un sistema di gestione della salute dell’UAV e un tempo di volo di 55 minuti, l’M300 RTK è considerato il miglior drone da ispezione al mondo da innumerevoli aziende e utenti pubblici. La commutazione automatica in tempo reale tra 2,4 GHz e 5,8 GHz consente un volo più affidabile in prossimità di ambienti ad alta interferenza e la crittografia AES-256 garantisce una trasmissione sicura dei dati.
Da parte sua, il sensore full-frame da 45 megapixel ad alta sensibilità e basso rumore dello Zemuse P1, l’ottimizzazione degli obiettivi a fuoco fisso da 24/35/50 mm e l’otturatore meccanico globale forniscono immagini ad altissima risoluzione necessarie per produrre un modello 3D con il drone intimamente dettagliato, accurato e affidabile delle strutture ispezionate. Il drone è inoltre dotato di un gimbal stabilizzato su tre assi per catturare foto nitide e uniformi, eliminando virtualmente la possibilità di lacune nei dati delle immagini.
Funzionari “sbalorditi” dall’ispezione aerea e dal modello 3D del drone DJI
Quando i funzionari che hanno commissionato l’ispezione aerea hanno visto il modello 3D fatto con il drone della torre, sono rimasti stupiti dalla precisione e dal livello di dettaglio della struttura replicata digitalmente. È una risposta che Henzell si aspetta da quando M300 e P1 sono al lavoro.
Se la Bondgate Tower è una testimonianza della durata dell’architettura realizzata dall’uomo, il drone per ispezione DJI M300 e il sensore P1 hanno dimostrato come la tecnologia moderna possa superare anche i risultati del lavoro manuale.
Ispezione con il drone: Molto più veloce, economica e approfondita
Se l’impiego di un drone per le ispezioni aeree non fosse stato possibile, i funzionari avrebbero dovuto affidarsi al metodo tradizionale dei rilievi manuali, che sarebbe costato di più, avrebbe richiesto molto più tempo e avrebbe prodotto risultati meno sbalorditivi.
Per adottare questa soluzione “vecchia scuola”, si sarebbero dovute costruire impalcature intorno alla torre, con tutta la manodopera e il trasporto che ciò avrebbe richiesto. Nel frattempo, sia il traffico automobilistico attraverso l’arco che l’accesso pedonale vicino alla struttura sarebbero stati deviati per tutta la durata dell’ispezione manuale – un periodo di settimane e forse di mesi. I costi e i disagi di questa operazione sono stati ridotti quasi a zero optando per l’ispezione aerea.
Utilizzando l’M300 e il P1 per un’ispezione con il drone, i piloti sono stati in grado di raccogliere in un solo giorno ciò che serviva per il modello 3D completo: circa sei ore di riprese effettive. In questo modo, sono riusciti a rispettare i tempi stretti che avevano concordato nell’ambito del progetto.
“Dovevamo farlo tra le 8:30 e le 15:00 per ridurre al minimo le interruzioni dovute alla chiusura delle strade”, ricorda Henzell. “È un’arteria piuttosto trafficata, quindi non si vuole bloccarla più del necessario e con l’M300 siamo riusciti a terminare in un solo giorno”.
L’ispezione con drone della serie M300 di un’antica porta di accesso offre opzioni di acquisizione
Nella modellazione 3D di edifici più moderni, si utilizza di solito la funzione Smart Oblique Capture del P1, che trasforma efficacemente il singolo obiettivo del P1 in una telecamera obliqua grazie al software e all’automazione. Per l’ispezione con drone della Bondgate Tower, invece, Henzell afferma che le immagini sono state acquisite manualmente a causa delle superfici irregolari dell’antica struttura.
In questo caso, i piloti facevano librare l’M300 e usavano il P1 per catturare l’area direttamente di fronte al drone per ispezione, quindi si riposizionavano un metro sopra o in alto fino a quando non era stata sorvolata una griglia completa per produrre il modello 3D finale.
“Smart Oblique è la soluzione ideale quando le facciate sono lisce, ma quando si ha a che fare con molte irregolarità, alcune delle quali sono proprio il tipo di dettaglio che si deve vedere nel modello 3D del drone, è preferibile ottenere tutti gli angoli manualmente”, spiega. “Soprattutto all’interno della sezione ad arco”.
L’ispezione aerea e il modello 3D del drone M300 RTK e del sensore P1 di DJI hanno permesso alle autorità di determinare le esatte riparazioni necessarie per rinforzare il portone, vecchio di 572 anni, e aumentare le probabilità che sia ancora in piedi nel prossimo secolo. Inoltre, abbracciando la tecnologia moderna per salvaguardare la storica reliquia, i funzionari hanno risparmiato molto tempo e denaro rispetto ai metodi tradizionali.