d argenio/sarazzi: uso di micro uav per il rilevamento a bassa quota
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Uso di micro UAV per il Uso di micro UAV per il rilevamento a bassa quotarilevamento a bassa quota
Antonio D’Argenio(1), Daniele Sarazzi(2)
(1)Nadir s.a.s., Consorzio Ticonzero – Palermo(2)Zenit s.r.l. – Busto Arsizio (VA)
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UAV UAV Unmanned Aerial VehicleUnmanned Aerial Vehicle
Classe di aeromobili senza pilota a bordoPilotaggio stazione di controllo a terraNati per scopi militari applicazioni civiliTecnologia matura semplifica il rilevamento di aree circoscritte
Terminologia equivalente: RPV (Remotely Piloted Vehicle), ROA (Remotely Operated Aircraft), UVS (Unmanned Vehicle System)
o semplicemente Droni
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Classi di UAVClassi di UAV
Categoria Sigla Raggio(km)
Altitudine(m)
Autonomia(ore)
Massa(kg)
Micro (Micro) < 10 250 1 <5
Mini Mini < 10 150 to 300 < 2 150
Close Range CR 10 a 30 3000 2 to 4 150
Short Range SR 30 a 70 3000 3 to 6 200
Medium Range MR 70 a 200 5000 6 to 10 1250
Medium Range Endurance MRE > 500 8000 10 to 18 1250
Low Altitude Deep Penetration LADP > 250 50 to 9000 0.5 to 1 350
Low Altitude Long Endurance LALE > 500 3000 >24 < 30
Medium Altitude Long Endurance MALE > 500 14000 24 to 48 1500
Fonte: UAV Association - http://www.uavs.org
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UAV – md4-200UAV – md4-200
Capacità di carico 0,2 kgPeso 0,9 kgDimensioni in volo 70 cmDimensioni a terra 70 cmRaggio d'azione 500 mAltitudine massima 150 m
Autonomia di volo 20 minutiCondizioni di volo Vento fino a 15 km/h
Motore Elettrico (4 x 250W flatcore brushless motors)
Strumenti di ripresa
Panasonic lumix fx35 (video)Pentax optio A40 (foto)
GPS Pilota automatico
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Campi di applicazioneCampi di applicazionein ambito civilein ambito civile
Applicazioni scientifiche ArcheologiaGeologiaPrecision FarmingAnalisi dei Ecosistemi
Pubblica Amministrazione Monitoraggio abusiProtezione CivileOpere pubbliche
Forze dell’OrdineIndaginiVideosorveglianzaDocumentazione incidenti
Fotografia e video PubblicitàInformazioneTelevisione
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In ambito civile gli UAV si In ambito civile gli UAV si usano perusano per
Punti di osservazione per fotoPiani verticali di edifici, fronti di cava, …Ricognizione videoImmagini e video per eventi o pubblicità
Prevalentemente in volo manualePiù complesso è soddisfare le esigenze tecniche
di ripresa a fini fotogrammetrici o scientifici
tuttavia…
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Pianificazione in Pianificazione in ambiente GISambiente GIS
… la pianificazione in ambiente GIS di voli con micro e mini UAV ad alto livello di automazione apre la strada a:
fotogrammetria aerea di prossimitàtelerilevamento di prossimità
… generando prodotti direttamente gestibili in ambiente geospaziale
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ESEMPIESEMPI
Fotogrammetria da immagini nadirali Telerilevamento da immagini oblique
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FotogrammetriaFotogrammetria
Rilevamento fotogrammetrico di uno scavo archeologico attivo
la Pieve di San Pietro in Pava, a San Giovanni D'Asso (SI)LAP&T (Laboratorio di Archeologia del Paesaggio e Telerilevamento, Università di Siena) e Zenit srl, 2008
Obiettivo: documentazione delle diverse fasi dello scavo mediante modelli stereoscopici e 3D
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Fasi di lavoroFasi di lavoro
Analisi dell’area: rilevamento con GPS differenziale degli ingombri massimi dell'area attiva
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Fasi di lavoroFasi di lavoro
Pianificazione del voloUtilizzo del SW di pianificazione voli per md4-200 in ambiente GIS*, Input: quota di base, overlap, sidelap, caratteristiche ottiche della fotocamera (focale, dim. sensore,..), footprint attesa, …
* ESRI ArcGIS
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Fasi di lavoroFasi di lavoro
Esecuzione dei voli :112 immagini → 3 voli distinti, 70 minuti sul campo
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Fasi di lavoroFasi di lavoro
Elaborazione (SW per fotogrammetria di immagini, risultati delle telemetrie e dati di volo)
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Risultati: DSMRisultati: DSM
modello estratto con elaborazione a partire dalle immagini a 25m
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TelerilevamentoTelerilevamento
Valutazione di salute e produttività in vigneto con indagine IR aerea di prossimità
Volpera di Adro (BS)Precision Farming srl, Terradat srl, Zenit srl, 2008 e 2009
Obiettivi: studio di fattibilità, messa in opera di procedure esecutive2008: test di osservazione con una videocamera per visione notturna filtrata, montata su md4-2002009: test operativo con SigmaDP1 (gamma: 180 - 1200nm), filtrata e montata su md4-200
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Fasi di lavoroFasi di lavoro
PianificazioneDeterminazione da repertorio cartografico dei confini dell'area di interesseUtilizzo del SW di pianificazione voli per md4-200 in ambiente GIS*Input: quota di base, area di interesse, quota massima, caratteristiche ottiche della fotocamera (focale, dim. sensore,..)
* ESRI ArcGIS
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Fasi di lavoroFasi di lavoro
Esecuzione voli16 immagini (8 visibile + 8 IR)2 diversi filtri applicati con ritorno alle stazioni della prima ripresa
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Fasi di lavoroFasi di lavoro
Esempio di scatti in visibile e IR
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Fasi di lavoroFasi di lavoro
Verifica sul campo della copertura
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Fasi di lavoroFasi di lavoro
Elaborazione immagini Contrasto: stretching lineare
Correzione prospettica: risultati delle telemetrie e dati di volo e GCP ed elaborazione immagini rettificate in color-slicing
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Risultati: confrontoRisultati: confrontosatellite - dronesatellite - drone
IR da drone – Ottobre 2009NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) da ortofoto MS – Giugno 2009
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ConclusioniConclusioni
Pianificazione efficienzaVolo automatico sicurezzaRipetitività correzione errori, serie temporali, stesse inquadrature con sensori diversiRapidità riprese abbattimento dei costi
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