presentazione drone

SISTEMA DI ACQUISIZIONE FOTOGRAMMETRICA A BASSA QUOTA

EBEE - EMOTION 2 - APS

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:

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

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.

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

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

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

EMOTION 2

Emotion 2 permette di pianificare una simulazione del volo sull’area oggetto del rilievo.

Schermata principale di accesso al software

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.

EMOTION 2 – PIANIFICAZIONE DEL VOLO

SIMULAZIONE DEL VOLO: Attraverso il comando è possibile visualizzare il corretto andamento del volo su Google Earth.

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).

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.

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.

Il file KML è visualizzabile su Google Earth.

Cliccando sui simboli bianchi si visualizza la foto scattata in quella precisa posizione.

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.

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).

5/5 RASTER GENERATION: generazione di un raster di anteprima a bassa risoluzione.

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.

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)

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

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

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

MESH: riempimento tridimensionale della nuvola di punti, con texture da ortofoto oppure prive di riempimento.

Esportabile come: OBJ VTP PLY

CONTOUR LINES: sovrapposizione DTM – isoipse a 0.50 m

Esportabili come: DWG DXF Shapefile

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

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

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

3D POINT CLOUD

Dettaglio

DSM DTM

CONTOUR LINES SEAM LINES

Sovrapposizione DTM – isoipse a 1.5 m

ORTOFOTO

Dettaglio

FRANA BELSITO

Camera Model: ELPH 110 HS

Bundled Images: 53

3D POINT CLOUD

DSM DTM

Sovrapposizione ortofoto–isoipse a 1 m

ORTOFOTO

Dettaglio

ZONA METANODATTO MONTEBELLO

Camera Model: IXUS 127 HS

Bundled Images: 210

3D POINT CLOUD

DSM DTM

Dettaglio

Sovrapposizione ortofoto – isoipse a 2 m

ORTOFOTO

Dettaglio

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

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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