Workshop droni e tecnologie innovative Alex Fabbro At-To drones S.r.l.
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- Lucio Leone Sorrentino
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1 Workshop droni e tecnologie innovative Alex Fabbro At-To drones S.r.l.
2 Aerofotogrammetria Dettagli costruttivi Aerofotogrammetria con SAPR Introduzione Al-To Drones Srl 2
3 Introduzione Lunghezza focale Viene definita come distanza tra il sensore della fotocamera e il punto di focalizzazione dei raggi. Ogni punto dell oggetto viene riportato sul sensore e ha un definito angolo con la focale. α Sensore della fotocamera dimensioni del sensore sono definiti e conosciuti (pixel e mm) Al-To Drones Srl 3
4 Introduzione Direzione di volo Il programma di elaborazione dei dati confronta punti uguali presenti in ogni singola immagine. α 1 α 2 Le immagini vengono orientate nella posizione corretta per semplificare la procedura dell elaborazione del modello in 3D. La posizione tridimensionale di ogni singolo punto viene stabilita grazie all angolo che ogni singolo punto crea tra la focale e i sensori della fotocamera. Al-To Drones Srl 4
5 Parametri di volo Parametri fondamentali per stabilire un volo aerofotogrammetrico: Superficie dell area interessata Risoluzione a terra desiderata / altezza di volo Autonomia di volo del drone Velocità di volo In base a questi parametri è possibile pianificare un volo con un sistema a pilotaggio remoto. Fondamentale per un ottimo risultato è una corretta pianificazione del volo aerofotogrammetrico tendendo conto dell andamento del terreno. Al-To Drones Srl 5
6 Sovrapposizione Per raggiungere un dettaglio accurato, è necessario che ogni punto venga «catturato» dalla fotocamera da diverse angolazioni. Per garantire queste angolazioni dei punti ci deve essere una sovrapposizione delle immagini. Maggiori sono le immagini in cui è raffigurato un singolo punto maggiore è la precisione complessiva. La sovrapposizione è necessaria sia in direzione di volo che lateralmente: La sovrapposizione in direzione di volo determina il dettaglio reale del modello tra 60% e 95%. La sovrapposizione laterale è principalmente necessaria per unire i percorsi di volo - tra 60% e 80%. Al-To Drones Srl 6
7 Sovrapposizione in direzione di volo Sovrapposizione delle immagini in direzione di volo Al-To Drones Srl 7
8 Sovrapposizione laterale Sovrapposizione laterale delle immagini Al-To Drones Srl 8
9 Aerofotogrammetria Dettagli costruttivi Aerofotogrammetria con SAPR Pianificazione del volo Al-To Drones Srl 9
10 Pianificazione del volo Aprendo una schermata dedicata del software di pianificazione del volo è possibile visualizzare sulla mappa il territorio interessato. L area che si vuole rilevare viene definita in forma di un rettangolo grazie al posizionamento di 3 punti. Al-To Drones Srl 10
11 Pianificazione del volo Definizione dei parametri di volo I 3 punti stabiliti vengono riportati automaticamente nel programma Nella matrice viene selezionata la fotocamera con l obiettivo desiderato Definizione delle sovrapposizioni in direzione di volo (Y) e laterali (X). Controllo altezza di volo (ENAC!!) congruo alla risoluzione a terra Chiudendo la matrice viene aggiornato il volo automatico. Al-To Drones Srl 11
12 Pianificazione del volo Direzione di volo Il software per la pianificazione del volo stabilisce una rotta che il drone deve volare per rilevare le immagini secondo i parametri che sono stati inseriti nella matrice. Il drone si orienta in modo di scattare le immagini sempre con lo stesso orientamento. Anche la rotta di volo è ben definita e durante il volo non avviene nessuna rotazione del drone sull asse verticale. Il drone si muove solamente sull asse longitudinale e trasversale per rilevamenti di terreni in pendenza anche in altezza. Punto finale Punto di partenza Al-To Drones Srl 12
13 Pianificazione del volo Dopo avere pianificato la missione è possibile spostare manualmente i waypoints per ottimizzare il volo. Al-To Drones Srl 13
14 Aerofotogrammetria Dettagli costruttivi Aerofotogrammetria con SAPR Configurazione Al-To Drones Srl 14
15 SAPR per aerofotogrammetria Dati tecnici Multirotor Eagle V2 MTOW: 7,5 kg Payload: 2,5 kg Tempo vi volo: 17 min Numero motori: 8 Dettagli tecnici Flight control ridondante Alimentazione ridondante Batterie ridondanti Autostart & Autoland Waypoint navigation Al-To Drones Srl 15
16 SAPR per aerofotogrammetria Dettagli costruttivi Gimbal Gimbal stabilizzato su 2 assi Per il volo topografico viene stabilita l inclinazione del gimbal e relativa fotocamera nel programma di pianificazione. Fotocamera Fotocamera con obiettivo da 14mm Dimensione del sensore 17,3 x 13mm 16 megapixel Formato consigliato 4:3 Al-To Drones Srl 16
17 SAPR per aerofotogrammetria Dettagli costruttivi Shutter fotocamera Attraverso il shutter il drone manda un impulso alla fotocamera per scattare una foto con l intervallo previsto dal programma di pianificazione del volo Flash Attraverso la predisposizione del flash la fotocamera manda un impulso al drone. Geoplug Il Geoplug ha la funzione di memorizzare la posizione esatta dove è stata scattata la foto. Al-To Drones Srl 17
18 SAPR per aerofotogrammetria Funzione Geoplug Sistema tradizionale 1 Impulso per lo scatto della fotocamera con rilevamento della posizione GPS Ritardo tra l impulso e lo scatto (0,3 0,5 s) Tempo [ s ] 3 Realizzazione della foto Problematica: la posizione GPS non corrisponde con la posizione dove è stata scattata la foto (differenza fino a 4 metri dipendente tra velocità di volo e intervallo di scatto tra le foto) Sistema Geoplug 1 Impulso per lo scatto della fotocamera (proveniente dal drone) Ritardo tra l impulso e lo scatto (0,3 0,5 s) Tempo [ s ] 3 Salvataggio della posizione GPS nel momento in cui si apre l iride della fotocamera. -> precisione +/- errore GPS del drone. 4 Realizzazione della foto Al-To Drones Srl 18
19 Aerofotogrammetria Dettagli costruttivi Aerofotogrammetria con SAPR Realizzazione di un rilevamento Al-To Drones Srl 19
20 Volo topografico di una frana metri cubi si sono staccati dal monte dal, giungendo fino a lambire alcune case nella valle. Frana con sviluppo verticale di ca 900 metri. Pendenza della montagna: 45 Accessibile solo da una strada a metà pendio. Al-To Drones Srl 20
21 Volo topografico di una frana - risultato Dettagli di volo: Pianificazione del volo 15 min. Voli complessivi: 1 Nr. delle strisciate: 4 Durata del volo complessivo: 10 min. Set di batterie utilizzate: 1 Foto scattate: 144 Tempo di elaborazione al computer: 16 ore Al-To Drones Srl 21
22 Volo topografico di una frana - risultato Al-To Drones Srl 22
23 Possibili esportazioni: Ortofoto Modello in 3D (nuvola dei punti) Al-To Drones Srl 23
24 Possibili esportazioni: Curve di livello File KML (Google Earth) Al-To Drones Srl 24
25 SAPR per aerofotogrammetria Vantaggi Vantaggi del utilizzo dei droni per rilevamenti topografici sono sono: Elevata velocità nell'esecuzione del rilevamento Elevata risoluzione a terra ( fino a 1mm/pixel) Soluzione economica fino da 5 a 400 ettari Rilevamenti topografici con droni chiudono il colmo tra un rilevamento tradizionale e rilevamento aerofotogrammetrico con elicottero/aereo. Sicurezza per il personale che esegue il rilevamento Possibile rilevare grandi superfici con un singolo volo: risoluzione a terra (GSD) altezza di volo area rilevata con un volo di 10 min* (con ritorno al punto di partenza) 10 mm/pixel 37 m 4,67 ha (216 x 216 m) 15 mm/pixel 56 m 5,91 ha (243 x 243 m) 20 mm/pixel 70 m 7,40 ha (272 x 272 m) Al-To Drones Srl 25
26 SAPR per aerofotogrammetria Limiti I limiti del utilizzo dei droni per rilevamenti topografici sono: Vegetazione fitta Soluzione: volo a alta quota (max. 70 metri) con elevata sovrapposizione e focale lunga. scegliere stagione adeguata con vegetazione poco fitta. Centri abitati zone critiche Soluzione: Volo topografico rispettando le regole previste da ENAC per zone critiche Elevate superfici. Soluzione: Volo aerofotogrammetrico con aeromobile (aereo/elicottero) limite superiore per voli topografici con droni sono ca. 400 ettari. Al-To Drones Srl 26
27 GRAZIE PER L ATTENZIONE!
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