Presentazione drone

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Presentazione del drone ad ala planante Ebee

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Presentazione drone

  1. 1. SISTEMA DI ACQUISIZIONE FOTOGRAMMETRICA A BASSA QUOTA EBEE - EMOTION 2 - APS Rilievi aerei con drone
  2. 2. 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:
  3. 3. 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
  4. 4. 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.
  5. 5. 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
  6. 6. 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
  7. 7. Rilievi aerei con drone CARATTERISTICHE FOTOCAMERA  CANON POWERSHOT ELPH 110 HS : Risoluzione 16 Mpixel lunghezza focale 4.4 mm  CANON IXUS 127 HS Risoluzione 16 Mpixel lunghezza focale 4.4 mm Scatto a  160 m – Belsito Scatto a  145 m – Commenda Scatto a  160 m – Pianolago
  8. 8. 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
  9. 9. 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.
  10. 10. 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.
  11. 11. 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).
  12. 12. 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.
  13. 13. 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.
  14. 14. 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.
  15. 15. 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.
  16. 16. 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).
  17. 17. Rilievi aerei con drone APS – ELABORAZIONE IMMAGINI  5/5 RASTER GENERATION: generazione di un raster di anteprima a bassa risoluzione.
  18. 18. 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
  19. 19. 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)
  20. 20. 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
  21. 21. 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
  22. 22. 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
  23. 23. 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
  24. 24. Rilievi aerei con drone APS – ELABORAZIONE IMMAGINI  CONTOUR LINES: sovrapposizione DTM – isoipse a 0.50 m Esportabili come:  DWG  DXF  Shapefile
  25. 25. 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
  26. 26. 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
  27. 27. 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
  28. 28. Rilievi aerei con drone 3D POINT CLOUD Dettaglio
  29. 29. Rilievi aerei con drone DSM DTM
  30. 30. Rilievi aerei con drone MESH
  31. 31. Rilievi aerei con drone CONTOUR LINES SEAM LINES Sovrapposizione DTM – isoipse a 1.5 m
  32. 32. Rilievi aerei con drone ORTOFOTO Dettaglio
  33. 33. 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
  34. 34. Rilievi aerei con drone 3D POINT CLOUD
  35. 35. Rilievi aerei con drone DSM DTM
  36. 36. Rilievi aerei con drone MESH
  37. 37. Rilievi aerei con drone CONTOUR LINES SEAM LINES Sovrapposizione ortofoto–isoipse a 1 m
  38. 38. Rilievi aerei con drone ORTOFOTO Dettaglio
  39. 39. 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: 48.618.686 Volo effettuato – area di interesse
  40. 40. Rilievi aerei con drone 3D POINT CLOUD
  41. 41. Rilievi aerei con drone DSM DTM
  42. 42. Rilievi aerei con drone MESH Dettaglio
  43. 43. Rilievi aerei con drone CONTOUR LINES SEAM LINES Sovrapposizione ortofoto – isoipse a 2 m
  44. 44. Rilievi aerei con drone ORTOFOTO Dettaglio
  45. 45. 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
  46. 46. Rilievi aerei con drone GRAZIE PER L’ATTENZIONE PER INFORMAZIONI:  Dott. Geol. AGOSTINO SCALERCIO Cell. 340-6906761 e-mail: agogeo@libero.it  Dott. Geol. ANNA ALTOMARE Cell. 347-8586760 e-mail: annaaltomare83@libero.it  Dott. Geol. GIUSEPPE FERRARO Cell. 347-0621392 e-mail: info@geofisicamisure.it  Dott. Geol. GIUSEPPE MAINIERI Cell. 340-2604956 e-mail: info@geofisicamisure.it

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