ژئوماتیکفتوگرامتری

تحولات رخ داده در سنجنده های حمل شده توسط پهپادها

تحولات رخ داده در سنجنده های حمل شده توسط پهپادها

GIM International با ۳D Robotics مصاحبه می کند

دنیای پهپادها پیوسته در حال تغییر است. برای تولید کنندگان پهپاد، این تغییر در حوزه سخت افزاری را می توان مصداق “بقای مناسب ترین ها” دانست. در حال حاضر علاقه مندی آنها به سمت حمل بار بیشتر و نرم افزارهای اخذ، تصویر سازی و پردازش داده ها میل نموده است؛ پهپادها دستگاه اصلی هستند، اما سنجنده ها و نرم افزارها هستند که تغییرات اساسی را ایجاد می نمایند.  GIM International به صحبت با شرکتی بنشیند که به عنوان مثالی خوب در این زمینه عمل می کند و با مدیر عامل ۳D Robotics، Chris Anderson و معاون او Daniel McKinnon مصاحبه نمود. این گفتگو را می توانید در این جا مطالعه کنید.

(By Wim van Wegen, content manager, GIM International)

شرکت ۳D Robotics در سال ۲۰۰۹ شروع به فعالیت نموده است. چه چیزی باعث شد که به دنیای کسب و کارهای پهپادی وارد شوید؟

Chris: در سال ۲۰۰۷ بود که من اولین پهپاد خود را در منزل و با کمک فرزندانم ساختم. کمی بعدتر یک انجمن آنلاین با نام DIY Drones را راه اندازی کردم که در آن با Jordi Munoz، جوان مکزیکی ۱۹ ساله و  نابغه الکترونیکی که کالج را ترک کرده و استعداد خود را با ساخت یک سیستم راهبری کاملاً خودکار از طریق مدارات کنترل از راه دور Nintendo Wii نشان داده بود، آشنا شدم. در سال ۲۰۰۹ ما شرکت خود ۳D Robotics را تاسیس نمودیم. علت انتخاب این نام اشاره به محور سومی (بالا) بود که مشتریان حوزه رباتیک هنوز به آن دست نیافته بودند. در اواخر ۲۰۱۲ من کار خود به عنوان سردبیر Wired را رها کردم تا بصورت تمام وقت بر کسب و کار پهپادی متمرکز شوم.

آیا در آن زمان اطلاعاتی در ارتباط با قابلیت های بی انتهای پهپادها، مثلاً در حوزه های نقشه برداری، داشتید؟

Chris: بله و خیر. من قطعاً از کاربردهای بسیار پهپادها مطلع بودم، در حقیقت، من بیشتر به کاربردها علاقه مند بودم تا خود پهپادها. زمانی که در سال ۲۰۰۷  اولین پهپاد خود را ساختم، آنها “زمین گرد” نامیده می شدند، چیزی شبیه “وب گرد” ولی برای زمین، و برای اندازه گیری دنیا بکار گرفته می شدند. دیدگاه من همیشه این بوده است که این امکان وجود دارد که کاری که گوگل برای وب کرد را جایی زیر ماهواره ها، و زیر هواپیماهای دارای سرنشین، برای جهان فیزیکی انجام دهیم. بنابراین، به دنبال قرار دادن سنجنده هایی در آسمان بودم و پهپادها بهترین راه برای انجام این کار بودند. من دقیقاً نمی دانستم که کاربردهای خاص آن شامل چه چیزهایی خواهد بود، اما حدس می زدم که احتمالاً با کشاورزی، حفاظت حیات وحش، محیط زیست و … در ارتباط خواهد بود. من چندان سخت در مورد آن فکر نمی کردم، فقط فرض می کردم که کارشناسان این حوزه ها به من نشان خواهند داد که چگونه از سنجنده ها در آسمان استفاده کنم و من از آنها خواهم آموخت. آینده نشان داد که این تصور درستی بوده است.

Chris Anderson، مدیر عامل ۳D Robotics

شما در حال کناره گیری از تولید پهپادهای تجاری هستید. چه شد که به این فکرد افتادید که اتخاذ یک استراتژی جدید ضروری است؟

Chris: این نیاز به توضیح دارد. این صنعت در حال گذار از سه فاز است و آنها از همان ابتدای کار و در اواخر سال ۲۰۰۰ قابل پیش بینی بودند. ما می دانستیم که در ابتدا با فاز فناوری روبرو خواهیم بود: نرم افزار، راهبری خودکار، سنجنده ها، و در حقیقت آنچه که به عنوان هسته مرکزی یک پهپاد می شناسیم. ما در این فاز بسیار خوب عمل کردیم. می دانستیم که فاز بعدی فاز مشتریان خواهد بود. به عبارت دیگر، یک اسباب بازی، البته باید از معافیت های در نظر گرفته شده برای بکارگیری پهپادهای تفریحی، برخلاف پهپادهای تجاری، نیز ممنون بود. بنابراین، تنها مسیر واقعی برای راه یابی به بازار از طریق مشتریان خواهد بود. ما می دانستیم که نقطه پایان علاقه مندی های ما کاربردهای تجاری خواهد بود، چیزی که بیشتر به داده ها و کمتر به پهپاد مربوط می شود. بنابراین این تغییر از فناوری به اسباب بازی و سپس ابزار، از همان ابتدا قابل پیش بینی بود.

متاسفانه هیچ راهی برای پرش از فناوری به ابزار وجود نداشت و ما مجبور به عبور از فاز اسباب بازی هم بودیم و این جایی بود که سادگی بکارگیری، طراحی و بسته کلی از درخواست های مورد قبول مشتریان بهره می بردند. این پدیده، “مشتری مدار کردن کسب و کارهای تجاری” از زمان ظهور iPhone حفظ شده است. چه ابزاری پیچیده برای افراد حرفه ای تهیه کند و چه ابزاری ساده برای مشتران معمول، همه می خواهند که از سادگی سود ببرند، iPhone نیز از این قاعده مستثنی نیست. چه مشتری از پهپاد برای ضبط ویدئو استفاده کند و چه یک کارگر ساختمانی برای اسکن از آن بهره گیرد، هیچ یک اهمیتی به فناوری نمی دهند و علاقه ای به آموزش دیدن به عنوان راهبر ندارند و تنها به دنبال نتیجه مطلوب هستند.

اگرچه، فاز مشتریان بسیار گران قیمت است و باید با خرده فروشی، توزیع، حجم، پشتیبانی مشتریان و … کنار بیایید. ماندن در بازار مشتریان وسایل الکترونیکی در بهترین حالت بسیار مشکل است و ما باید با یکی از بهترین شرکت های جهان در این زمینه رقابت می کردیم: DJI. DJI نسل جدیدی از شرکت های چینی را که با سرعت بسیار زیادی به پیش می رفتند را نمایندگی می کرد و مقیاسی غیرعادی، نرم افزاری فوق العاده داشت. آنها در همه زمینه های سخت افزاری، توزیع و بازاریابی واقعاً خوب عمل می کردند. این به سرعت برای ما مشخص شد که آنها می توانستند قیمتی را ارائه کنند که برای ما مقدور نبود. ما خوش شانس بودیم که سریع متوجه این موضوع شدیم و بنابراین در سال ۲۰۱۵ تصمیم گرفتیم که از سخت افزارهای مشتریان گذر کرده و تمرکز خود را متوجه کاربردهای تجاری نماییم. امروزه ما شرکت های دیگری نظیر GoPro و Parrot را می بینیم که با همان مشکلات مواجه هستند. حالا ما نه تنها از این که اولین نفری بودیم که سختی این بازار را درک کردیم و از آن خارج شدیم، احساس خوش شانسی می کنیم، بلکه برنامه ما ورود به بازار کاربردهای تجاری در سریع ترین حالت ممکن است. نکته مثبت این جهش ناگهانی فاز مشتریان آن بود که قانون گذاران را مجبور به شتاب بخشیدن به پروسه قانونی کردن کاربردهای تجاری نمود.

شما اکنون به جای پهپادها بر نرم افزار Site Scan برای اخذ و تحلیل داده های هوایی متمرکز شده اید. Site Scan دقیقاً چطور کار می کند؟

Chris: Site Scan یک محصول سه بخشی است: “جعبه” (پهپاد، دوربین و باتری ها)، اپلیکیشن آیپادی و خدمات مبتنی بر ابر، با همکاری Autodesk. شما به سادگی یک دکمه را روی آیپادیتان می فشارید و پهپاد از زمین بلند می شود، تصاویر لازم را با یک دوربین بسیار خوب (Sony UMC-R10C) و با تنظیمات مناسب تهیه می کند و سپس آن تصاویر را روی ابر، جایی که با استفاده از موتور Autodesk به ارتوفتوهای دو بعدی و مدل های سه بعدی تبدیل خواهند شد، بارگذاری می نماید. شما داده هایی را در اختیار خواهید داشت که با استفاده از نرم افزار Autodesk بصورت بدون درز ادغام شده اند. حالا بخش پهپادی جذابیت کمتری دارد، این بخش به خوبی کار می کند و کاملاً خودکار شده است، اما این مساله در ارتباط با تمامی پهپادهای امروزی صدق می کند. “سس جادویی” نرم افزار است، که نه تنها توانایی اخذ داده های صحیح را دارد، بلکه می تواند آن ها را با داده های CAD ابزارهای Autodesk نیز همپوشان نماید تا امکان اندازه گیری و تصویرساختن آنها بصورتی که در نرم افزارهای معمول موجود در بازار نظیر BIM360، Civil3D، Revit و حتی AutoCAD ممکن است را فراهم نماید. به عنوان بخشی از مجموعه Autodesk، وظیفه اساسی ما اخذ بخشی از استراتژی اخذ واقعیت مردم است.

شما ادعا می کنید که ابزار زمین مبنا کردن در Site Scan Manager امکان تولید ارتوموزائیک و مدل های رقومی ارتفاعی را که در محدوده تئوری خود دقیق هستند را فراه می کند. این درست است؟

Daniel: معمولاً، تولید یک ارتوموزائیک دقتی در حدود یک تا سه برابر فاصله نمونه برداری زمینی را از دست خواهد داد، بنابراین محدوده تئوری یک ارتوموزائیک برابر با فاصله نمونه برداری زمینی است. در فتوگرامتری پهپادی، فاصله نمونه برداری زمینی دوربین (اگر بگوییم معادل ۱ سانتیمتر در هر پیکسل است)، به محض ایجاد موزائیک در اثر بینایی کامپیوتر بکارگرفته شده برای دوختن تصاویر به یکدیگر، کاهش می یابد. در موارد خاص، ما به چیزی در حدود ۲ سانتیمتر برای هر پیکسل دست خواهیم یافت. بنابراین، برای یک سایت ۴۰۰۰۰ متر مربعی با ۵ نقطه کنترل زمینی، ما به دقت بیشینه تئوری نزدیک خواهیم شد.

Daniel McKinnon معاون شرکت ۳D Robotics (توجه: در جولای ۲۰۱۷ McKinnon این شرکت را ترک کرد تا مدیر بخش محصولات و زیرساخت ها در Orbital Insight شود)

شما در نوامبر ۲۰۱۶ شروع به کار قابلیت های مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM) در Site Scan را اعلام کردید. فکر می کنید که این قابلیت تا چه اندازه در صنعت ساخت و ساز تحول ایجاد خواهد نمود؟

Daniel: بخش اخذ واقعیت تنها زمانی مناسب خواهد بود که بتوانید آن را در قالب “ساخته شده” با “طراحی شده” مقایسه کنید. “طراحی شده” شامل تعداد فایل CAD است که طراحان و مهندسان برای تعیین نحوه ساخت و ساز یک ساختمان و یا بخشی از یک زیرساخت از آنها استفاده می کنند. “ساخته شده” چیزی است که ما اندازه گیری می کنیم و حلقه ساخت-طراحی را می بندد. بنابراین، به عنوان مثال، شما با Site Scan می توانید از بتن ریزی بصورت مناسب اطمینان حاصل کنید، و ابزارهایی مانند مته چکشی که باعث بیش از اندازه ریختن بتن می شوند را حذف کنید. بنابراین، بله! این قواعد بازی در این صنعت را تغییر خواهد داد. در حالیکه پیشتر شما تنها قادر به کشف یک خطا چند قدم بعدتر بودید، حالا تقریباً بصورت آنی امکان انجام آن را دارید.

Chris: تنها نیمی از  پروسه رقومی سازی دنیای ساخته شده در صنعت ساخت و ساز به انجام رسیده است. ما چیزهایی را بصورت رقومی طراحی می کنیم، اما به محض ساخته شدن همه آنها آنالوگ می شوند. بنابراین، احتیاج داریم تا قادر به “رقومی سازی دوباره” دنیای فیزیکی باشیم و سپس آن را با طرح ها ادغام کنیم تا قارد به تشخیص تغییرات احتمالی رخ داده باشیم. قولی که BIM با یک گردش کار کاملاً رقومی به شما می دهد این است که مدل سازی ساختمان ها نه تنها شما را قادر به کشف خطاها در طول ساخت و ساز می کند، بلکه امکان وارد نمودن تغییرات رخ داده در دنیای واقعی به مدل رقومی شده و به روز نگه داشتن آن را نیز می دهد.

تمرکز بیشتر بر ساخت و ساز چگونه بر تعهدات شما در صنعت نقشه سازی ونقشه برداری اثر خواهد گذاشت؟

Chris: آن دو صنعت با هم پیوسته هستند و یکدیگر را به پیش می رانند. دنیای GIS دنیای طول و عرض جغرافیایی است، قاب های مطلقی که به دنیای واقعی ارجاع داده شده اند. در ضمن، دنیای ساخت و ساز معمولاً از نوع CAD بوده است که با ابعاد نسبی سر و کار دارد. بصورت سنتی، Autodesk دنیای کاری در سیستم مختصاتی ارائه می شود که نسبت به سایت ساختمانی تعریف شده است، در حالی که شرکت های GIS غالباً وارد سطح جزئیاتی در حد ساختمان ها نمی شوند. چیزی که ما الان می بینیم دو دنیایی است که شروع به همگرا شدن نموده اند: دنیای AEC شروع به حرکت به سمت بیرون کرده است، از تنها یک ساختمان به ساختمانی در یک سایت و سایتی در یک شهر، همگی به عنوان بخشی از یک زیر ساخت شهری گسترده تر. در ضمن، هرچه قدرت تفکیک به بیشتر شدن ادامه دهد، دنیای GIS شروع به حرکت به سمت سطح ساختمان های واقعی خواهد نمود. سایت ساختمانی نقطه شروع ماست، چرا که یک نیاز حاضر و واضح در صنعت ساخت و ساز برای آن وجود دارد، اما همچنان که در حال ساخت این ابزارها هستیم، خود را هرچه بیشتر در حال حرکت به سمت GIS می یابیم. بنابراین ما با Autodesk شروع کرده ایم، اما در حال حاضر بطور نزدیک تر با Esri و GIS کار می کنیم و من فکر می کنیم که اشتراکاتی را نیز مشاهده خواهیم نمود: برخی هماهنگی ها بین این دو صنعت در اموری نظیر فرمت فایل ها، سیستم های مختصات، پایگاه های داده و غیره. احساس می کنیم که ما توان برقراری ارتباط بین این دو صنعت را داریم.

بنابراین ۳D Robotics پهپاد و نرم افزار تولید می کند، اما در مورد حمل بار چه؟چه کسی این سیستم ها را تامین خواهد نمود؟

Chris: ما پایه جیمبال و رابط های کاربری و تمامی قطعات دیگری که دوربین Sony R10C را برای بکارگیری روی یک پهپاد حرفه ای مناسب می سازد را تولید می کنیم. این تمام چیزی است که ما در حال حاضر در بخش سخت افزار انجام می دهیم و در گذر زمان تمام این صنعت به نحوی ماورای پهپادها خواهد بود. شرکت هایی نظیر DJI و Yuneec پهپادهای بی نظیری تولید می کنند. این چیزی مشابه تلفن های همراه هوشمند است، شما می توانید یک سامسونگ و یا LG و یا HTC و یا هر چیز دیگری را بخرید، تلفن های آنها آنقدر خوب و مناسب است که شما می توانید از مناسب بودن سخت افزار آنها نیز مطمئن باشید. ما در مورد پهپادها نیز به آن نقطه بسیار نزدیک شده ایم.

آیا بر دیگر فناوری های تهیه نقشه نظیر لیدار نیز متمرکز خواهید شد؟

Chris: لیدار و دیگر فناوری های فاصله سنجی لیزری در حال حاضر بسیار محبوب هستند. به همان صورت، فرای پهپادها هستند، ما می خواهیم فراتر از سنجنده هایی که به کار می گیریم عمل کنیم. در حال حاضر ما دوربین را فقط برای فتوگرامتری استفاده می کنیم، اما همان ابزارهایی که در این مورد بکار می گیریم (موتور Autodesk Recap و سایرین) می توانند ورودی های لیدار را نیز دریافت کنند و بنابراین قادر به ترکیب ابرهای نقطه ای حاصل از لیدار و فتوگرامتری هستند. یک ساختمان را تصور کنید، از برخی جنبه ها بهتر است تا نقشه برداری از آن را از روی زمین انجام دهیم. بهتر است که هرچیزی که با نگاه کردن به بالا، پشت موانع و یا داخل مرتبط باشد را با لیدار انجام دهیم. داده های مربوط به سایر موارد، خصوصاً مواردی که از سطح زمین بالاترند را بهتر است از طریق فتوگرامتری و با پهپادها اخذ نماییم. امکان در هم آمیختن فتوگرامتری هوایی، لیدار زمینی و فتوگرامتری داخلی در یک ابر نقطه ای یکپارچه چیزی است که ما با کمک Autodesk مشغول انجامش هستیم.

پژوهش اخیری که میان خوانندگان ما انجام شده است نشان می دهد که نیاز رو به رشدی برای ایجاد یک نرم افزار پردازش ابر نقطه ای دقیق و ساده برای پهپادها وجود دارد. شما چگونه از این فرصت برای سرمایه گذاری استفاده خواهید نمود؟

Chris: سه المان در ارتباط با نرم افزارهای پردازش ابر نقطه ای وجود دارد. یک از آنها اخذ داده هاست، که با با اپلیکیشن همراه ما امکان پذیر شده است. دومین المان ایجاد یک ابر نقطه ای است که با بکارگیری موتور Autodesk Recap ما قابل انجام است. سومین عامل ابزاری برای تصویر ساختن، ترکیب آن با دیگر داده ها، حاشیه نویسی و … آن است، کاری که ما با ابزارهای شبکه ای خود در حال انجام هستیم. در ارتباط با ابزارهای امروزی کاملاً حق با شماست و آنها همچنان پاره پاره هستند و بکارگیری شان نیز غالباً مشکل است. بنابراین ما فرصت فوق العاده ای در ساده سازی جریان کاری و آسان تر کردن فرآیند اخذ، پردازش و نمایش ابر نقطه ای می بینیم.

چیز دیگری در ارتباط با صنعت نقشه سازی و نقشه برداری و یا کاربردهای پهپادها به طور کلی وجود دارد که مایل به صحبت در موردشان باشید؟

Chris: پیام من ساده است: آسمان خالی است!! اینکه همچنان شانسی به این بزرگی که امروزه بدون استفاده باقیمانده است وجود دارد، فوق العاده است. این صنعت کار بی نظیری را در ارتباط با ماهواره ها انجام داده استف اما دو سوم کره زمین همواره پوشیده از ابر است. هواپیماها در این مورد مفیدند اما بسیار گران قیمت هستند و همه جا در دسترس نیستند. اکنون از طریق پهپادها امکان قرار دادن سنجنده ها در آسمان تقریباً در همه جا، همه وقت، و تقریباً بدون هزینه فراهم شده است. من فکر می کنم که اهمیت این موضوع با اهمیت بکارگیری اولیه ماهواره ها در این صنعت برابری می کند. پهپادها نه تنها سنجنده های ارزان قیمت تری را حمل می کنند، بلکه تقریباً همیشه و همه جا در دسترس هستند و در نتیجه ارتفاع پرواز کمترشان قادر به ارائه داده ها با قدرت تفکیک بهتری نیز هستند، علاوه بر این، امکان اتصال به اینترنت را نیز دارند. بنابراین این سنجنده ها از پردازش ابر نقطه ای سود می برند، و بصورت آنی دیدی از منطقه تحت نقشه برداری را ارائه می دهند. من فکر می کنم که به همان صورتی که اینترنت سیستم ارتباطات را همه گیر نمود، پهپادها نیز گردآوری و تحلیل اطلاعات مکانی را به میان مردم خواهند آورد. به زودی همه به ابزارهایی که چند سال پیش تنها مالکان ماهواره ها در اختیار داشتند، دست پیدا خواهند نمود.

منبع: gim-international.com


دوره اصول پهپاد فتوگرامتری

دیدگاهتان را بنویسید