Il monitoraggio agro-ambientale mediante macchine APR

Transcript

1 UNIONE EUROPEA Progetto PROMED 2 La protezione dell'ambiente nelle isole del Mediterraneo attraverso la valorizzazione di un sistema colturale arboreo Progetto co-finanziato dall Unione Europea Fondo Europeo di Sviluppo Regionale Seminario: Applicazione delle tecniche GIS per la gestione dell ambiente e del territorio agricolo Dr. Ing. Domenico Longo Università degli Studi di Catania domenico.longo@unict.it Organizzato da: Con il patrocinio di: Ragusa, 26 novembre 2015 c/o CoRFiLaC, SP25 Km. 5 - Ragusa Centro Studi di Economia Applicata all ingegneria Regione Siciliana Istituto Regionale del Vino e dell Olio IRVO Ordini Ingegneri Provincia di Ragusa Ordine dei Dr. Agronomi e Dr. Forestali Provincia di Ragusa Ordine Regionale dei Geologi di Sicilia Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente Università degli Studi di Catania Collegio Geometri e Geometri Laureati Provincia di Ragusa Ordine Architetti, Pianificatori, Paesaggisti e Conservatori della Provincia di Ragusa Consiglio della Federazione Regionale degli Ordini dei Dottori Agronomi e Forestali della Sicilia

2 Sommario Definizione macchine APR / SAPR Regolamento ENAC Configurazione hardware, sensori di volo, sistemi di controllo Sensori di missione: GPS, RGB camera, NIR camera, multispectral camera Elaborazione dati: Pix4D + GIS Alcuni esempi

3 DRONE, SAPR, APR, UAV, RPAS Unaeromobile a pilotaggio remotooapr, comunemente noto comedrone, è un velivolo caratterizzato dall'assenza del pilota umano a bordo. Il suo volo è controllato dal computer a bordo del velivolo, sotto il controllo remoto di un navigatore o pilota, sul terreno o in un altro veicolo. Non utilizzato per fini ricreativi e sportivi: in tal caso risponde alla definizione di «Aeromodello»

4 Regolamento ENAC In quanto aeromobili, il loro uso è comunque regolamentato dall ENAC. Enormi difficoltà normative: grandi diversità tra i modelli disponibili, grandi diversità d uso, tecnologia alla portata di tutti. Il Regolamento viene aggiornato periodicamente per tenere conto di aggiornamenti tecnologici e nuove esigenze d uso. Non mira ad ostacolarne l uso! Sistemi a guida autonoma e/o per uso indoor non possono essere regolamentati dall ENAC

5 Regolamento ENAC Classificazione APR in base alla massa operativa al decollo (comprensiva di payload) APR Massa al decollo < 25 kg Massa al decollo > 25 kg, < 150 kg Massa al decollo < 2kg Massa al decollo < 0.3 kg (e con velocità max 60 km/h)

6 Regolamento ENAC Classificazione APR in base all uso APR operazioni specializzate (con o senza fine di lucro) attività di ricerca e sviluppo Operazioni critiche Operazioni non critiche Classificazione in base al tipo di operazione APR VLOS BLOS

7 Regolamento ENAC Operazioni per Ricerca e Sviluppo richiedono speciale autorizzazione ENAC. In ogni caso la macchina APR deve possedere documento di certificazione e relativo manuale di volo; il pilota deve possedere un documento di riconoscimento della competenza. Dispositivi di massa operativa al decollo < 2 kg rientrano sempre nel caso di applicazioni non critiche (Autocertificazione). Il dispositivo e la stazione di terra devono possedere regolare targhetta di riconoscimento. Da luglio 2016, l APR deve essere dotato di dispositivo elettronico di riconoscimento. È in ogni caso proibito il sorvolo di assembramenti di persone a qualsiasi titolo.

8 Configurazioni Hardware Struttura della cellula Ala Fissa Ala rotante e multirotore Aerostati Motore A combustione interna Elettrico

9 Come fa un aereo a volare?

10 Ala Fissa Vantaggi Ampia autonomia (tempo e distanze) Alte capacità di carico Forte resistenza al vento Intrinsecamente stabili Svantaggi Necessità di pista di decollo e atterraggio o di dispositivi per lancio e raccolta Velocità minima di crociera Maggiore difficoltà nel controllo da parte dell operatore

11 Ala rotante e multirotori Vantaggi Capacità di Hovering Decollo e atterraggio in spazi limitati Semplicità nel controllo da parte di operatori anche non addestrati Basso costo dovuto alla diffusione nel mercato Svantaggi Bassa autonomia (Distanza e tempo) Bassa capacità di carico Resistenza al vento limitata Intrinsecamente instabili Maggiore pericolosità dovuta al numero di ali rotanti in un piano orizzontale

12 Architetturadi controllodi unapr Sensors (AHRS) Devono essere note posizione ed orientamento del velivolo Dove sitrova? Che orientamento ha? Control Unity (FCCS) Agisce per raggiungere il target in base alla conoscenza dello stato attuale Actuators (SACS) Partimobilie motoredel velivolo

13 Architetturadi controllodi unapr

14 Piattaforma inerziale GPS Altimetro barometro Tubo di Pitot Sensoridi volo

15 Sensoridi missione Sono i sensori che forniscono le misure a cui l utente è interessato Telecamera VIS Telecamera termica NIR Telecamera multispettrale Sensori gas Sensori ultrasuoni I dati possono essere elaborati in realtime o in post-elaborazione

16 Elaborazionedati Possibile integrazione tra software diversi usando formati comuni: ad esempio Pix4D e QGIS. Pix4D è un software di elaborazione immagini per ottenere mosaici 2D georeferenziati e modelli 3D. Applicazioni: - cave, miniere - Agricoltura di precisione tramite specifici tool - Archeologia - Fotogrammetria aerea a bassa quota - Gestione emergenze (frane, terremoti,...) -

17 Elaborazionedati Fase 1: acquisizione immagini georeferenziate(nir + VIS)

18 Elaborazionedati Fase II: rilevamento punti omologhi e ottenimento del mosaico

19 Fase III: calcolo NDVI Elaborazionedati

20 Elaborazionedati Esempio di rilievo 3D di un area complessa - Ortofoto - DEM - DSM - Nuvola di punti - GeoTIFF -.

21 Elaborazione dati Esempio di rilievo 3D di un area complessa - Ortofoto DEM DSM Nuvola di punti - GeoTIFF -. Di3A UniCT, Novembre 2015 Domenico Longo dlongo@unict.it

22 Elaborazione dati Esempio di rilievo 3D di un area complessa - Ortofoto DEM DSM Nuvola di punti - GeoTIFF -. Di3A UniCT, Novembre 2015 Domenico Longo dlongo@unict.it