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Tutto ciò che devi sapere quando scegli il tuo drone per il rilevamento
La decisione di utilizzare droni al posto dei tradizionali metodi di raccolta dati è un passo significativo, ed è un passo che i professionisti del rilevamento lungimiranti stanno facendo in gran numero.
I rilievi aerei sono la nuova norma, con applicazioni tanto ampie quanto l’hardware e i carichi utili ora disponibili sul mercato. Rispetto ai metodi tradizionali, i sondaggi dall’alto accelerano la raccolta dei dati, raccolgono i dati con maggiore precisione e lo fanno in modo sicuro ed economico.
Che tu stia pianificando un progetto di costruzione, ricostruendo una scena di un incidente o gestendo foreste, terreni agricoli e altre risorse naturali, i dati dei droni possono essere utilizzati dal tuo team per costruire mappe ortomosaiche dettagliate, modelli 3D e nuvole di punti.
Questi set di dati sono la base di un processo decisionale più intelligente e veloce. Ma ci sono alcune sfide da affrontare prima di iniziare. Il più ovvio è decidere il drone giusto per l’attività da svolgere. In genere, ciò significa prendere una decisione tra un drone ad ala fissa o un multirotore.
In questo articolo, esporremo i pro e i contro di entrambe le opzioni per aiutarti a fare una scelta informata sul miglior tipo di drone per la tua applicazione di rilevamento.
Rilievo con droni ad ala fissa
Intervallo operativo ✓
I droni ad ala fissa sono una scelta istintiva per i professionisti del rilevamento che storicamente hanno fatto affidamento su aerei con equipaggio o immagini satellitari per raccogliere dati.
Di solito questo è dovuto alla portata del compito da svolgere. Ad esempio, i professionisti del settore petrolifero e del gas e dell’agricoltura possono optare per i droni ad ala fissa perché condividono caratteristiche vantaggiose con le loro controparti con equipaggio: vale a dire raggio operativo, velocità di volo e tempo di volo.
Proprio come un normale aeroplano, i droni ad ala fissa generano portanza con le loro ali. Ciò significa che, a differenza di un drone multirotore, non consumano grandi quantità di energia solo per rimanere in aria e di conseguenza volare in modo più efficiente.
Ciò rende i droni ad ala fissa una scelta popolare per attività che richiedono copertura su aree enormi, come ispezioni di condotte o indagini agricole.
Stabilità con vento forte ✓
Ci possono essere anche vantaggi situazionali derivanti dall’utilizzo di un drone ad ala fissa. Per i principianti, i modelli ad ala fissa tendono ad essere più aerodinamici delle alternative multirotore e di conseguenza possono sopportare venti più forti. Sono anche, in base alla progettazione, più abili nell’atterraggio intatto in caso di perdita di potenza. Sebbene questa funzionalità abbia anche i suoi svantaggi, come vedremo presto.
Tempo di volo ✓
Il tempo di volo che i droni ad ala fissa possono raggiungere è senza dubbio il loro più grande vantaggio; la maggior parte dei modelli è in grado di rimanere in volo per oltre un’ora con una singola batteria. Questa funzione riduce i tempi di fermo operativo e significa che molte attività di rilevamento possono essere completate in una singola ripresa.
Costoso !
Tuttavia, quell’apertura alare ha i suoi svantaggi. I droni ad ala fissa tendono ad essere significativamente più costosi dei droni multirotore. Inoltre, tendono ad essere più grandi, più difficili da trasportare e richiedono tempi di installazione più lunghi una volta che sei sul posto.
Bassa manovrabilità!
Le caratteristiche di progettazione che danno ai velivoli ad ala fissa un’ampia area di copertura possono anche essere il loro più grande punto debole. Mentre guadagni velocità e distanza, perdi in termini di manovrabilità totale.
No Hovering!
I droni ad ala fissa non possono rimanere sospesi sul posto, ad esempio, il che riduce la loro versatilità. E il rilevamento in ambienti complessi o ristretti può essere pericoloso perché non tendono ad avere la stessa adattabilità e capacità di rilevamento degli ostacoli delle loro controparti multirotore.
Decollo e atterraggio noiosi!
Il decollo e l’atterraggio sono forse gli elementi più complicati di qualsiasi missione di rilevamento ad ala fissa. Questi momenti critici richiedono un maggiore livello di abilità, formazione e input da parte del pilota. A seconda delle dimensioni del drone, il lancio può richiedere una pista, una qualche forma di catapulta o un lancio manuale. Gli atterraggi possono anche essere complicati e richiedono paracadute, reti o (si spera) un morbido “atterraggio sulla pancia”.
Rilievo con multirotori
I droni multirotore sono lo strumento perfetto per raccogliere informazioni da punti di vista impegnativi, velocemente.
Rispetto ai metodi di rilevamento tradizionali, acquisiscono dati comparabili in tempi più brevi, con maggiore flessibilità, requisiti di pianificazione ridotti e minori rischi per il personale.
Ci sono diversi motivi per cui i droni multirotore sono diventati uno strumento di rilevamento di riferimento nell’edilizia, nell’agricoltura e oltre.
Facilità d’uso e automazione ✓
Il primo è la facilità d’uso. Grazie ai progressi nel software di pianificazione del volo e della missione autonomo, è possibile impostare e avviare con facilità complicate attività di mappatura. Sebbene siano ancora necessari piloti addestrati, il loro ruolo è ora più di supervisione che pratico.
Questo livello di automazione ha un altro vantaggio: garantisce una maggiore precisione e lascia meno spazio all’errore umano. I piani di volo di precisione possono essere eseguiti e ripetuti con il semplice tocco di un pulsante, che è esattamente ciò che desideri quando costruisci mappe e modelli 3D nel tempo.
Manovrabilità e versatilità ✓
La seconda ragione per l’aumento dei multirotori di rilevamento è la loro manovrabilità. Piattaforme come la DJI Matrice possono facilmente regolare la loro altitudine, librarsi sul posto e girare a mezz’aria.
Ciò rende i multirotori uno strumento versatile di imaging aereo, indipendentemente dalla portata e dalla complessità del compito da svolgere. Inoltre tendono ad avere più funzioni di sicurezza integrate, come il ricevitore ADS-B del DJI Matrice 300 e la tecnologia per evitare gli ostacoli.
Payload intercambiabili per soddisfare le vostre esigenze ✓
Il terzo è la capacità di lavorare con carichi utili intercambiabili. Il già citato DJI Matrice 300 RTK è compatibile con immagini ad alte specifiche e carichi termici, tra cui la serie Zenmuse H20, Zenmuse XT S, Zenmuse XT2 e Zenmuse Z30, nonché payload di terze parti come sensori multispettrali durante l’utilizzo il DJI Payload SDK.
Con un multirotore adattabile, puoi costruire la soluzione di rilevamento di cui hai bisogno, quando ne hai bisogno.
Portabilità ✓
L’ultimo positivo che i droni multirotore offrono ai professionisti del rilevamento è in termini di portabilità. I droni multirotore sono facili da riporre e trasportare e ancora più facili da installare e mettere al lavoro. Tutto ciò consente di risparmiare tempo in loco e semplifica il processo di trasferimento delle apparecchiature da un luogo all’altro.
Durata del volo più breve!
Il più grande svantaggio dell’utilizzo di droni multirotore è ben noto: il tempo di volo. Nel rilevamento aereo, tempi di volo più brevi significano meno dati acquisiti con un singolo volo. Significa anche che si verificheranno interruzioni durante l’atterraggio e la sostituzione delle batterie.
Per le operazioni sensibili al tempo, questo non è l’ideale. Ma in realtà, l’interruzione è minima. Quando utilizzi il P4 RTK o l’M300 RTK, la funzione di ripresa dell’operazione ricorderà dove hai messo in pausa la tua missione e riprenderà automaticamente da dove l’avevi interrotta dopo aver sostituito le batterie nuove.
Il terreno di mezzo: velivolo ibrido VTOL
Riconoscendo che le opzioni ad ala fissa e multirotore hanno i loro svantaggi per alcune applicazioni di rilevamento, alcuni produttori hanno sviluppato droni ibridi che decollano e atterrano come un normale quadricottero ma volano come un velivolo ad ala fissa.
In teoria, questo tipo di soluzione offre il meglio di entrambi i mondi. Grazie alla velocità, alla portata e alle manovre di decollo e atterraggio semplificate, gli utenti possono mappare facilmente grandi aree. Detto questo, queste funzionalità hanno un prezzo premium e non sono necessariamente garantite per molte attività di mappatura che possono invece essere eseguite a un prezzo inferiore con una soluzione multirotore.
Per quali casi d’uso di rilevamento e mappatura sono ideali i multirotori?
Come regola generale, la portata del compito da svolgere è un forte fattore determinante se si debba effettuare il rilievo con un drone multirotore o ad ala fissa.
I multirotori sono una soluzione adattabile ed economica per la mappatura e la modellazione di siti fino a circa 10 ettari. I progetti in edilizia, estrazione mineraria, petrolio e gas, agricoltura e altro possono trarre grandi vantaggi dalla velocità, profondità e accuratezza delle informazioni aeree che possono essere raccolte.
I modelli ad ala fissa e ibridi possono essere più adatti se la tua missione è su scala più ampia.
Detto questo, se il costo è più una priorità dei tempi di consegna della missione, i multirotori sono un’opzione praticabile anche per i siti su larga scala.
La scala della missione dovrebbe essere al centro del tuo pensiero quando decidi un drone di rilevamento, ma un altro fattore importante è la profondità dei dati che desideri acquisire.
Con questo in mente, ci sono alcune semplici domande a cui devi rispondere prima di scegliere. Primo, in che misura vuoi che la tua mappa o il tuo modello rifletta la realtà? In altre parole, quale deve essere la distanza del campione del suolo (la lunghezza tra i centri di due pixel consecutivi sulla mappa)?
Le risposte a queste domande dovrebbero guidare la tua scelta in termini di qualità della fotocamera, nonché l’altitudine (e quindi la velocità) dei tuoi voli di raccolta dati. A quel punto vale la pena notare che non tutti i payload sono creati uguali.
Quale vince? Ala fissa o multirotore nei rilievi
Soluzioni di rilevamento di DJI
Ci sono diversi droni multirotore tra cui scegliere se stai cercando di portare il tuo kit di strumenti di rilevamento al livello successivo.
Il Phantom 4 Pro
La classica cellula DJI con un sensore da 20 MP per la fotografia aerea ad alta risoluzione.
Il Phantom 4 RTK
Una soluzione di mappatura professionale con un modulo RTK integrato per una precisione al centimetro.
Una soluzione di mappatura aziendale costruita su una piattaforma robusta e adattabile con carichi utili intercambiabili e 55 minuti di volo.
Un sollevatore pesante con sei bracci, motori e rotori per fotocamere e sensori speciali troppo pesanti per l’M300.
Opzioni Payload di DJI
Zenmuse L1: la prima soluzione LiDAR di DJI per il rilievo aereo
Lo Zenmuse L1 combina un modulo Livox Lidar, un’IMU estremamente precisa e una fotocamera CMOS da 1 “su un giunto cardanico stabilizzato a 3 assi.
Con una precisione verticale di 5 cm e una precisione orizzontale di 10 cm, questo carico utile LiDAR supporta 3 ritorni, una velocità in punti di 240.000 punti / se un raggio di rilevamento di 450 m, il tutto in un telaio protetto dall’ingresso IP44.
Insieme a Matrice 300 RTK e DJI Terra, il DJI L1 costituisce una soluzione completa per la raccolta di dati 3D in tempo reale, catturando in modo efficiente i dettagli di strutture complesse e fornendo modelli ricostruiti altamente accurati.
Zenmuse P1: fotogrammetria avanzata
Lo Zenmuse P1 integra un sensore full frame da 45 MP con obiettivi intercambiabili a fuoco fisso su un gimbal stabilizzato a 3 assi. Senza GCP questo payload vanta una precisione verticale di 5 cm e una precisione orizzontale di 3 cm. Con l’M300 RTK che sfrutta il P1, i topografi possono coprire 3 km2 coperti in un unico volo.
Progettato per le missioni di volo di fotogrammetria, il DJI P1 porta l’efficienza e la precisione a un livello completamente nuovo.
Scegliere il drone giusto per il tuo compito di rilevamento
I droni sono diventati una parte essenziale degli strumenti di un geometra. I dati aerei altamente accurati sono più accessibili che mai e sul mercato sono disponibili un numero enorme di opzioni.
In definitiva, il drone giusto per te sarà una funzione del tuo budget, della portata dell’attività da svolgere e del livello di dettaglio che desideri acquisire.
Le opzioni multirotore offrono un equilibrio tra portabilità, facilità d’uso e portata, rendendole ideali per la maggior parte delle applicazioni di mappatura e modellazione. Sono anche sempre più capaci in termini di tempo di volo e integrazione del carico utile, con il DJI Matrice 300 RTK come esempio calzante.