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Presentazione del drone ad ala planante Ebee
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SISTEMA DI ACQUISIZIONE FOTOGRAMMETRICA A BASSA QUOTA
EBEE - EMOTION 2 - APS
Rilievi aerei con drone
Rilievi aerei con drone
Componente Hardware EBEE drone UAV (unmanned aerial vehicle), completamente
autonomo.
Componente Software EMOTION 2 software di pianificazione, gestione e
georeferenziazione immagini.
APS software di processamento per la generazione di DSM,DTM,
Pointcloud, Mesh, Contour Lines, Seam Lines e
Ortofoto.
Il sistema è costituito da:
Rilievi aerei con drone
peso al decollo: 630 gr
ampiezza alare: 96 cm
autonomia: 45 minuti per batteria
resistenza al vento: fino a 45 km/h
velocità di crociera: 36-57 km/h
portata radio: fino a 3 km
area coperta: 0.75 km² per volo (fino a 8 voli giornalieri)
atterraggio autonomo (circolare o lineare)
risoluzione a terra: 3-30 cm/px (dipendente dall’altezza di volo)
EBEE - CARATTERISTICHE PRINCIPALI
Rilievi aerei con drone
EBEE - COMPONENTISTICA
CENTRAL BODY:Al suo interno sono contenute tutte le componenti elettroniche del velivolo. Gli strumenti elettronici a bordo consistono di un Autopilota in grado di gestire autonomamente il velivolo, un GPS utilizzato per mantenere la traiettoria prefissata e un sensore IMU utilizzato per ricevere le informazioni riguardo agli angoli di assetto durante il volo. Anche in caso di assenza del segnale radio il velivolo porta a compimento la missione pianificata.
GROUND SENSOR:Il ground sensor, composto di sensori ottici ad alta velocità, è utilizzato per determinare la distanza dal terreno.
Rilievi aerei con drone
EBEE - COMPONENTISTICA
WINGS:Le ali sono staccabili, ogni ala è munita di due fascette che ne permettono la stabilità con il corpo centrale. Gli alettoni sono usati per controllare eBee durante il volo, mentre le alette d’estremità aggiungono aerodinamica e stabilità.
PROPELLER:L’elica genera la spinta per il volo.
PITOT PROBE:La sonda Pitot è il sensore utilizzato da eBee per misurare la velocità di crociera, quella del vento e l’altitudine.
winglet
aileron
Rilievi aerei con drone
EBEE - COMPONENTISTICA
ANTENNA:Mette in collegamento eBee con Emotion 2 attraverso una radio con frequenza 2.4 GHz collegata al pc mediante connessione USB.
CAMERA:EBee monta una camera fotografica con risoluzione di 16Mp (RGB o NIR).
BATTERY:EBee è alimentato da una batteria Lipo (polimeri di litio).
winglet
aileron
Rilievi aerei con drone
CARATTERISTICHE FOTOCAMERA
CANON POWERSHOT ELPH 110 HS :Risoluzione 16 Mpixellunghezza focale 4.4 mm
CANON IXUS 127 HS Risoluzione 16 Mpixellunghezza focale 4.4 mm
Scatto a 160 m – Belsito
Scatto a 145 m – Commenda
Scatto a 160 m – Pianolago
Rilievi aerei con drone
EMOTION 2
Emotion 2 permette di pianificare una simulazione del volo sull’area oggetto del rilievo.
Schermata principale di accesso al software
Rilievi aerei con drone
EMOTION 2 – PIANIFICAZIONE DEL VOLO SIMULAZIONE DEL VOLO: Attraverso uno specifico rettangolo o poligono irregolare, anche importabile da google earth, è possibile definire l’area che si vuole investigare. In base alla sovrapposizione e all’altezza di volo questo verrà suddiviso in una serie di strisciate.
Rilievi aerei con drone
EMOTION 2 – PIANIFICAZIONE DEL VOLO
SIMULAZIONE DEL VOLO: Attraverso il comando è possibile visualizzare il corretto andamento del volo su Google Earth.
Rilievi aerei con drone
EMOTION 2 – PIANIFICAZIONE DEL VOLO Caricato il piano di volo precedentemente salvato è necessario controllare la direzione del vento per posizionare lo Start Waypoint (primo punto dove si dirige eBee dopo il decollo) e la Home Waypoint (punto di atterraggio o di ancoraggio qualora vi siano problemi tecnici).
Rilievi aerei con drone
EMOTION 2 – PIANIFICAZIONE DEL VOLO
Una volta definito il piano di volo è possibile interagire con il drone in ogni momento per effettuare atterraggi, stazionamenti od interruzioni del volo.
Rilievi aerei con drone
APS – DALLE IMMAGINI ALL’INFORMAZIONE CARTOGRAFICA
APS: Software per l’elaborazione di immagini acquisite da droni planati e a rotore che interessano coperture areali del territorio.
Il primo step consiste in un processo di geotag (effettuato mediante il software di pianificazione Emotion 2) che permette di ricollocare geograficamente le varie immagini attraverso le informazioni GPS-IMU registrate durante il volo.
Attraverso il software di pianificazione del volo è possibile creare: geotag delle immagini; file geoinfo con relative informazioni geografiche ed angoli d’assetto; file KML per verificare come l’apparecchio si è comportato in volo; file di interfaccia per integrazione con altri software di elaborazione.
Rilievi aerei con drone
Il file KML è visualizzabile su Google Earth.
Cliccando sui simboli bianchi si visualizza la foto scattata in quella precisa posizione.
Rilievi aerei con drone
APS – ELABORAZIONE IMMAGINI
Il processo una volta avviato è suddivisibile in 5 passaggi:
1/5 IMPORT: importazione delle immagini.
2/5 FIND FEATURES: individuazione delle caratteristiche “Features” ben riconoscibili nei vari fotogrammi.
Rilievi aerei con drone
APS – ELABORAZIONE IMMAGINI
3/5 MATCH FEATURES: le caratteristiche individuate vengono correlate tra loro durante una fase di Matching utile a localizzare i vari punti di legame “Tie Points”).
4/5 BUNDLE ADJUSTMENT: individuati i vari Tie Points, i fotogrammi vengono legati tra loro durante un processo di Bundle che porta alla generazione dei parametri di orientamento esterno (per una eventuale stereorestituzione) dei singoli fotogrammi e di un raster a bassa risoluzione).
Rilievi aerei con drone
APS – ELABORAZIONE IMMAGINI
5/5 RASTER GENERATION: generazione di un raster di anteprima a bassa risoluzione.
Rilievi aerei con drone
POSIZIONAMENTO GCP: i Ground Control Points sono utilizzati per migliorare sia la precisione planare che altimetrica del modello creato. Essi sono ottenuti battendo mediante stazione GPS una serie di punti di controllo (target) omogeneamente distribuiti nell’area di interesse. Oltre ai GCPs (circa 8) è necessario utilizzare una serie di Check Points (circa 7), quest’ultimi non sono considerati nel processo di Bundle ma sono utilizzati esclusivamente per controllare la bontà del modello generato.
APS – ELABORAZIONE IMMAGINI
Rilievi aerei con drone
APS – ELABORAZIONE IMMAGINI
AREA OF INTEREST (AOI): per l’elaborazione dei dati si traccia un’area di interesse tangente alle camera positions del volo eseguito in modo da escludere le parti più esterne del mosaico che possono essere maggiormente affette da distorsioni geometriche.
Esportabile come: DWG DXF Shapefile DGN (da altro software disponibile)
Rilievi aerei con drone
APS – ELABORAZIONE IMMAGINI
POINT CLOUD: per la creazione del DSM bisogna inserire il parametro DSM step (m) ovvero la distanza che intercorre tra i vari punti della nuvola. In questo modo si crea una vera e propria Point Cloud in cui ogni punto è caratterizzato da un’informazione sia geografica (xyz) che cromatica (RGB). La proiezione di tali punti su di un raster porta alla creazione del DSM.
La nuvola di punti è esportabile come: ASCII XYZ - ASCII RGB - LAS/LAZ, per interazione con altri applicativi
Rilievi aerei con drone
APS – ELABORAZIONE IMMAGINI
DSM: Il Digital Surface Model è un modello riferito direttamente alla superficie pertanto tiene in considerazione ogni minima variazione di quota (es. edifici).
Esportabile come: Geo TIFF AAIGrid
Rilievi aerei con drone
APS – ELABORAZIONE IMMAGINI
DTM: Il Digital Terrein Model è una rappresentazione del reale andamento della superficie terrestre. Esso viene estratto dal DSM applicando dei filtri i quali sono in grado di eliminare tutti gli elementi collocati al di sopra della superficie terrestre (es. case, alberi etc.).
Esportabile come: Geo TIFF AAIGrid ASCII XYZ
Rilievi aerei con drone
APS – ELABORAZIONE IMMAGINI
MESH: riempimento tridimensionale della nuvola di punti, con texture da ortofoto oppure prive di riempimento.
Esportabile come: OBJ VTP PLY
Rilievi aerei con drone
APS – ELABORAZIONE IMMAGINI
CONTOUR LINES: sovrapposizione DTM – isoipse a 0.50 m
Esportabili come: DWG DXF Shapefile
Rilievi aerei con drone
APS – ELABORAZIONE IMMAGINI
SEAM LINES: Le seam lines rappresentano le linee di cucitura tra le varie immagini orto rettificate appartenenti al mosaico finale. Tali linee sono editabili, la loro editazione risulta utile per andare a migliorare visivamente la rappresentazione di elementi non al suolo che si trovano sull’ortofoto finale.
Esportabili come: DWG DXF Shapefile
Rilievi aerei con drone
APS – ELABORAZIONE IMMAGINI
ORTOPHOTO: l’ortofoto è la rappresentazione geometrica corretta dell’area fotografata, è caratterizzata da scala uniforme e per questo motivo può essere utilizzata per la misura di distanze ed aree. La scala si ottiene in base alla risoluzione a terra del volo eseguito.
Esportabile come: RGB RGBA
Rilievi aerei con drone
CASE HISTORY:ZONA INDUSTRIALE PIANOLAGO
Number of images: 82
Average GSD m: 0.05 m
Total Area: 0.353 Km²
Orthophoto Area: 0.208 Km²
Camera Model: ELPH 110 HS
Flight Time: 6 minuti, 52 secondi
Absolute Flight Height: 772.94 m
Relative Flight Height: 154.31 m
Average Ground Elevation: 618.62 m
Bundled Images: 82
DTM average GSD: 2.50 m
Orthophoto Average GSD: 0.05 m
DSM average GSD: 0.10 m
3D points number: 20.858.268Volo effettuato – area di interesse
Rilievi aerei con drone
3D POINT CLOUD
Dettaglio
Rilievi aerei con drone
DSM DTM
Rilievi aerei con drone
MESH
Rilievi aerei con drone
CONTOUR LINES SEAM LINES
Sovrapposizione DTM – isoipse a 1.5 m
Rilievi aerei con drone
ORTOFOTO
Dettaglio
Rilievi aerei con drone
FRANA BELSITO
Number of images: 53
Average GSD m: 0.05 m
Total Area: 0.212 Km²
Orthophoto Area: 0.143 Km²
Camera Model: ELPH 110 HS
Flight Time: 4 minuti, 11 secondi
Absolute Flight Height: 845.54 m
Relative Flight Height: 152.66 m
Average Ground Elevation: 692.88 m
Bundled Images: 53
DTM average GSD: 2.50 m
Orthophoto Average GSD: 0.05 m
DSM average GSD: 0.15 m
3D points number: 6.306.785Volo effettuato – area di interesse
Rilievi aerei con drone
3D POINT CLOUD
Rilievi aerei con drone
DSM DTM
Rilievi aerei con drone
MESH
Rilievi aerei con drone
CONTOUR LINES SEAM LINES
Sovrapposizione ortofoto–isoipse a 1 m
Rilievi aerei con drone
ORTOFOTO
Dettaglio
Rilievi aerei con drone
ZONA METANODATTO MONTEBELLO
Number of images: 217
Average GSD m: 0.04 m
Total Area: 0.550 Km²
Orthophoto Area: 0.311 Km²
Camera Model: IXUS 127 HS
Flight Time: 17 minuti, 50 secondi
Absolute Flight Height: 160.76 m
Relative Flight Height: 115.11 m
Average Ground Elevation: 45.65 m
Bundled Images: 210
DTM average GSD: 2.50 m
Orthophoto Average GSD: 0.04 m
DSM average GSD: 0.08 m
3D points number: 48.618.686Volo effettuato – area di interesse
Rilievi aerei con drone
3D POINT CLOUD
Rilievi aerei con drone
DSM DTM
Rilievi aerei con drone
MESH
Dettaglio
Rilievi aerei con drone
CONTOUR LINES SEAM LINES
Sovrapposizione ortofoto – isoipse a 2 m
Rilievi aerei con drone
ORTOFOTO
Dettaglio
Rilievi aerei con drone
APPLICAZIONI
RILIEVI TOPOGRAFICI
MONITORAGGIO/INSTABILITA’ GEOLOGICA
PIANIFICAZIONE TERRITORIALE
EVOLUZIONE DI CANTIERI
ANALISI DEL SUOLO E VEGETAZIONALI
ABUSI EDILIZI E AMBIENTALI
3D MODELLING
AGGIORNAMENTO CARTOGRAFICO A SCALA DI DETTAGLIO
SIMULAZIONE E ANALISI DEL RISCHIO AMBIENTALE
STUDI DI FATTIBILITA’ E PROGETTAZIONE
RICERCA ARCHEOLOGICA
APPLICAZIONI AGRO-FORESTALI
POSSIBILITA’ DI UTILIZZARE CAD INTERNO SU ORTOFOTOMOSAICO PER
DISEGNO DI STRUTTURE ANTROPICHE E NATURALI
Rilievi aerei con drone
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
PER INFORMAZIONI:
Dott. Geol. AGOSTINO SCALERCIO Cell. 340-6906761 e-mail: [email protected]
Dott. Geol. ANNA ALTOMARE Cell. 347-8586760 e-mail:
Dott. Geol. GIUSEPPE FERRARO Cell. 347-0621392 e-mail: [email protected]
Dott. Geol. GIUSEPPE MAINIERI Cell. 340-2604956 e-mail: [email protected]