ژئوماتیکفتوگرامتری

چگونه از مناطق بزرگ نقشه تهیه کنیم؟

چگونه از مناطق بزرگ نقشه تهیه کنیم؟

یک گردش کار برای صنعت پهپادهای تجاری

به قلم Eric Harkins، موسس و مدیر عامل شرکت Back Forty Aerial Solutions

Eric Harkins، موسس و مدیر عامل شرکت Back Forty Aerial Solutions

اگر یک چیز از روزهای کار در عرصه رستوران داری آموخته باشم، این است که برای صرفه جویی در زمان، باید وقت بگذارید. کسب و کار پهپادهای تجاری از این قاعده مستثنی نیست، خصوصاً زمانی که صحبت از نقشه برداری از مناطق وسیع به میان می آید. طرح های بزرگ شما را با چالش های منحصر به فردی نظیر حفظ خط دید، بهینه سازی عمر باتری، جمع آوری و سازمان دهی مقادیر بزرگ داده و کسب اطمینان از ایمنی در منطقه ای با این وسعت، روبرو می سازد. از آنجایی که این کار مقادیر زیادی از داده ها را شامل می شود، باید دقت بیشتری برای تولید یک نقشه منسجم با کیفیت بالا و بدون تصاویر تار یا  هرگونه از قلم افتادگی در منطقه تحت پوشش انجام داد. خطاهای تکنیکی موجب تاخیرات غیرضروری می شوند و نقایص احتمالی در تولید یک نقشه موفق حتی ممکن است به یک ماموریت پروازی مجدد ختم شوند و هزینه و زمان ارزشمند اپراتورهای پهپادی را صرف نمایند.

اگرچه، با صرف زمان اضافه برای برنامه ریزی مناسب، تجهیز مناسب و پرهیز از عجله در اجرا، می توان از بسیاری از مشکلات اساسی اجتناب نمود. به علاوه، تعدیل انتظارات مشتریان پیش از انجام کار، یک ایده عاقلانه است. به این منظور، ما در Back Forty Aerial Solutions  گردش کار زیر را برای نقشه برداری از مناطق وسیع تهیه کرده ایم. این گردش کاری بر بکارگیری تجهیزات DJI تمرکز دارد، اما بسیاری از نکات قابل بکارگیری در سایر زمینه ها و برنامه ریزی برای کارایی بالاتر هستند.

این گردش کاری با استفاده از یک منطقه مورد نظر با مساحت ۴۵۰جریب، که پرواز بر فراز آن در اواسط سپتامبر ۲۰۱۶ انجام شده است، تهیه و تدوین شده است. در این مثال خواهید دید که در این منطقه با ابرهای در هم پیچیده سر و کار داشتیم، ما پیش از پرواز در ارتباط با شرایط آب و هوایی با مالک زمین صحبت کردیم و برخی مثال ها در ارتباط با اینکه خروجی کار به چه صورت خواهد بود را به او نشان دادیم، او مشکلی با آنها نداشت. پس از چند مرحله آزمون و خطا، به این نتیجه رسیدیم که یک Phantom 3 پیشرفته، به همراه اپلیکیشن DroneDeploy یک سیستم مقرون به صرفه برای بکارگیری در نقشه برداری ارتوگرافیکی خواهد بود.

برنامه ریزی پیش از سایت 

مرور نقشه های ماهواره ای و محلی به منظور شناسایی موانع

آخرین چیزی که یک اپراتور پهپادی می خواهد، غافلگیر شدن با یک خط درخت و یا سایر موانع غیرمنتظره است. این نه تنها شرایط بالقوه نا ایمنی را پدید می آورد، بلکه زمان ارزشمند پرواز را نیز در تقلای اپراتور برای کنار آمدن با این مانع پیش بینی نشده، تلف می کند. از آنجایی که حفظ خط دید (LOS) بسیار حیاتی است، پیشنهاد من این است که پروسه برنامه ریزی خود را با نگاهی نزدیک به منطقه ای که بر فراز آن پرواز خواهید نمود از طریق یک نقشه ماهواره ای مثل google یا Bing آغاز کنید. نقشه ها را برای یافتن موانع احتمالی در خط دید بررسی کنید. نمودارهای محلی قوانین دیداری پرواز را برای یافتن برج ها و یا سازه هایی مشابه آنها بازبینی کنید. از این موقعیت برای رسیدن به یک دید مناسب از جاده ها و مناظر استفاده کنید و به مناطقی که برای راه اندازی، از زمین بلند شدن، به زمین نشستن برای تعویض باتری و ارسال مشاهدات پروازی نیاز دارید، فکر کنید.

این عملیات اکتشافی باید به شما اجازه دهد تا برآوردی تقریبی از زمان مورد نیاز در سایت را به دست آورید. برنامه ریز ماموریت DroneDeploy یک برآورد مناسب از زمان پرواز در مناطق وسیع را ارائه می دهد. اگرچه، توصیه من این است که بطور محافظه کارانه، به این برآورد زمانی ۲۰% برای در نظر گرفتن پرواز از نقطه شروع تا پایان و زمان لازم برای تعویض باتری ها، اضافه کنید.

برای کسب اطمینان از کیفیت داده ها، پارامترهای پروازی مناسبی را انتخاب کنید

مرور برنامه پروازی با مشتری پیش از بلند شدن از زمین

نرم افزار DroneDeploy برنامه ریزی و پرواز با محصولات DJI را بسیار ساده نموده است. اگرچه، این بیشتر یک هنر است تا علم، و گرچه رابط کاربری DroneDeploy برنامه ریزی برای پرواز را ساده می کند، هنوز این مسئولیت ما اپراتورهاست که به کسب داده های مورد نیازمان بپردازیم. این راهنمایی های ساده را برای کمک به کسب اطمینان از کیفیت داده ها و بیشینه عمر باتری دنبال کنید.

محدوده ها را ساده در نظر بگیرید: جوگیر نشوید و برای محدوده هایتان چندضلعی های پیچیده ترسیم نکنید. این کار ممکن است شما را به گوشه های تیز و مناطق دارای پوشش نامطمئن برساند. به جای آن، اشکال ساده ای که به شما اجازه پوشش پیوسته و نرمی را می دهد، حفظ کنید. می توانید در هنگام بارگذاری در DroneDeploy به سادگی نواحی ناخواسته را جدا کنید.

از محیط خود فراتر بروید: تجربه ما نشان داده است که مناطق خارج از مقاطع عرضی، در هنگام پردازش با DroneDeploy،  بیشتر در معرض اعوجاج هستند. به همین دلیل، ما هدف را یک مقطع عرضی در خارج از مرزهای محدوده مد نظرمان قرار داده و ۱۰-۱۵% فراتر از محیط پرواز خواهیم کرد. این ممکن است بسیار زیاد به نظر برسد، اما زمان اضافه ای که برای پرواز در محیط گسترش یافته صرف می کنید، بسیار کمتر از زمانی است که در صورت اعوجاج داده های اصلی، برای پرواز دوباره این ماموریت در نظر خواهید گرفت.

منطقه مورد نظر (مشخص شده با کادر قرمز رنگ) نشان دهنده پوشش پروازی اضافه، نقاط مشاهداتی بصری، و محل های تعویض باتری برنامه ریزی شده است.

در ارتباط با پارامتر ارتفاع تصمیم بگیرید: پرواز در ارتفاعات بالاتر اجازه پوشش بهتر برای هر باتری را می دهد، که می تواند در مورد خاص پوشش دهی یک منطقه بزرگ دارای اهمیت باشد. اگرچه، هرچه ارتفاع بیشتر باشد، قدرت تفکیک زمینی پایینتر می آید. به همین دلیل، این مهم است تا روی پارامترهای نقشه ای و انتظارات از قدرت تفکیک زمینی پیش از پرواز با مشتری خود توافق حاصل کنید، و همه اینها را در تعادل با نیازهای باتری خود متعادل کنید.

یک همپوشانی حداقلی ۷۰/۷۰ را در نظر بگیرید: حفظ یک پوشش حداقلی ۷۰/۷۰ در پوشش های طولی و عرضی، به نرم افزار پردازشی شما شانس بیشتری در به هم دوختن نقاط بین تصاویر را می دهد. من حتی با اپراتورهایی صحبت کرده ام که همپوشانی را تا ۹۰/۹۰ نیز در نظر می گیرند. اگر هدف از پرواز شما تهیه ابر نقطه ای سه بعدی است، همپوشانی ۹۰/۹۰ دقیقاً چیزی است که شما می خواهید.

در راستای طول پرواز کنید: هر زمان که این امکان وجود داشت، خطوط پروازی خود را در راستای طول و موازی با بلندترین لبه منطقه مورد نظرتان تنظیم کنید. این لبه های واضحی را بدون نیاز به هدر دادن زمان در دور زدن در گوشه های بیشتر را برای شما فراهم می کند. گفته می شود که اگر در حال پرواز دریک شرایط بادی نسبتاً ملایم باشید، باید راستای وزش باد را نیز در نظر بگیرید. به عنوان یک قانون کلی، باید از پرواز در راستای عمود بر جهت وزش باد پرهیز کنید، چرا که این احتمال انحراف مسیر پروازی پهپاد را در جهت میدان دید دوربین، افزایش می دهد.

این لبه های واضح را بدون نیاز به هدر دادن زمان در دور زدن در گوشه های بیشتر را برای شما فراهم می کند.
این لبه های واضح را بدون نیاز به هدر دادن زمان در دور زدن در گوشه های بیشتر را برای شما فراهم می کند.

تنظیمات خودکار دوربین را خاموش کنید: اگر تا اندازه ای با تنظیمات دوربین DJI آشنا باشید، ممکن است بتوانید با خاموش کردن تنظیمات خودکار و تعدیل دستی آنها در اپلیکیشن DJI GO، کیفیت تصاویر را بهبود بخشیده و نوردهی را منسجم تر سازید. اگرچه، این ممکن است در روزهایی با پوشش ابری در هم پیچیده نتیجه معکوس داشته باشد، بنابراین آگاهی از شرایط و انتخاب عاقلانه دارای اهمیت بسیار است.

منطقه را به چندین ماموریت تقسیم کنید: برخی اپراتورها ترجیح می دهند تا یک ماموریت بزرگ را در DroneDeploy ترسیم کنند. اگرچه این یک راه مفید برای برآورد زمان پرواز است، ما ترجیح می دهیم تا چندین ماموریت پروازی که امکان تقسیم منطقه مورد نظر به بخش های قابل مدیریت را دارند، را ایجاد نماییم. این به ما اجازه حفظ خط دید، برنامه ریزی برای تعویض باتری، حفظ مرزهای ساده و محدود ساختن گوشه های تیز را می دهد.

حفظ خط دید و برنامه ریزی برای تعویض باتری می توانند در پرواز در قالب یک ماموریت پروازی بزرگ بسیار مشکل باشند
حفظ خط دید و برنامه ریزی برای تعویض باتری می توانند در پرواز در قالب یک ماموریت پروازی بزرگ بسیار مشکل باشند
تقسیم یک ماموریت بزرگ به بخش های کوچکتر، مقاطع کوتاهتر و برنامه ریزی ساده تر تدارکات را ممکن می سازد
تقسیم یک ماموریت بزرگ به بخش های کوچکتر، مقاطع کوتاهتر و برنامه ریزی ساده تر تدارکات را ممکن می سازد

اگر منطقه مورد نظر خود را به چندین نقشه تقسیم کنید، سازمان دهی آنها با قراردادهای نام گذاری منسجم، دارای اهمیت خواهد بود. ما معمولا از یک گوشه شمال غربی منطقه مورد نظر آغاز کرده و آن را N1 می نامیم، سپس به سمت شرق حرکت کرده و آن را N2 می نامیم و به همین صورت ادامه می دهیم. انتخاب یک خط تقسیم شمالی جنوبی اختیاری، نظیر یک جاده، می تواند برچسب های شما را کوچک تر کند.

نکته: در صورتی که تعداد کلی تصاویر در هر نقشه، از سطح بیشینه بارگذاری در برنامه DroneDeploy شما فراتر نرود، تصاویر از چند برنامه پروازی می توانند در قالب یک نقشه برای پردازش بارگذاری شوند. اگرچه، وقایع ثبت شده در یک پرواز، تنها برای برنامه ای که تصاویر در آن بارگذاری شده اند، در دسترس خواهد بود.

بسته بندی لوازم

تجهیزات غیر آماده و یا فراموش شده می توانند زمان زیادی را هدر داده و یا بسته به اینکه چه مسافتی را پیموده باشید، حتی موجب این شوند که آن روز را بطور کلی تعطیل کنید. در دست داشتن یک فهرست بنیادی لوازم می تواند در همه ماموریت های بزرگ مفید واقع شود. برای هر ماموریت جدید، به سراغ این فهرست رفته و بر اساس نیاز مواردی را اضافه و یا حذف کنید. شب قبل، مطمئن شوید که همه چیز را بسته بندی کرده اید، فهرست را دوباره بررسی کنید، و تمام باتری ها و تجهیزاتتان را شارژ کنید.

نمونه فهرست لوازم بسته بندی شده (بر اساس پرواز ۴۵۰ جریبی)

  • دو پهپاد DJI Phantom 3 Advanced (چرا که کار از محکم کاری عیب نمی کند!)
  • دو عدد کارت حافظه Micro SD 64 گیگا بایتی
  • دو مبدل Micro SD به USB (یکی در هر جعبه و یک عدد اضافه در هر وسیله نقلیه)
  • پنج باتری Phantom 3
  • لپتاپ کاملاً شارژ شده و شارژر (برای مرور تصاویر اخذ شده روی زمین)
  • مبدل ۴۰۰ واتی (سیم پیچ شده به باتری ماشین، می خواهیم آن را به ۱۰۰۰ وات ارتقا دهیم)
  • شارژر باتری DJI Phantom
  • سه باتری و شارژر موازی
  • دو کیف محافظ باتری Lipo (برای شارژ ایمن باتری درون آن ها)
  • دو گالن خنک کننده (برای خنک نمودن هر باتری پس از پرواز و سریع تر قرار دادن آن درون شارژر)
  • دو بسته یخ خشک (که داخل خنک کننده قرار گرفته و عرق نمی کند)
  • فیلترهای لنز ND (برای اجتناب از سفید شدن در روزهای آفتابی)

عملیات میدانی

حفظ ایمنی

ایمنی در بالاترین اولویت است، نه فقط برای شما و تیمتان، بلکه برای همه ما. زمانی که اخبار عصرگاهی به راهبری غیر ایمن یک اپراتور پهپادی اختصاص می یابد، خوشنامی ما به عنوان یک صنعت آسیب می بیند. پوشیدن رنگ های روشن در مناطق دوردست، علامت گذاری مناسب مناطق از زمین بر خاستن و به زمین نشستن و حفظ خط دید در تمام طول مدت پرواز ما را در ترویج و رشد پروازهای ایمن یاری می کنند. در شرایط آب و هوایی نا ایمن پرواز نکنید، ارزش خطرات احتمالی اش را ندارد. سرویس تجهیزات و بازرسی منظم آنها قبل و بعد از هر پرواز از خطرات ناشی از نقص عملکردی آنها جلوگیری می کند. به علاوه، باید از ارتباط پیوسته با تیم خود از طریق تلفن همراه، رادیو و یا وسایلی نظیر Beartooth اطمینان حاصل کنید.

Eric  می گوید: ” زمانی که اخبار عصرگاهی به راهبری غیر ایمن یک اپراتور پهپادی اختصاص می یابد، خوشنامی ما به عنوان یک صنعت آسیب می بیند.”

به همراه داشتن یک هدف یاب هم به حفظ ایمنی کمک می کند و هم امکان مدیریت ماموریت را دو برابر بیشتر می کند. یک عضو بیشتر در گروهتان برای روبرو شدن با هر رهگذر کنجکاو که می تواند حواس راهبر مشغول به کار شما را پرت کند، و همچنین فراهم آوردن یک جفت چشم اضافه برای نگاه به آسمان در جستجوی موانع پیش بینی نشده، مفید است. علاوه بر یاری رسانی در عملیات مرتبط با ایمنی، این هم تیمی می تواند باتری ها را داخل خنک کننده گذاشته و بیرون بیاورد، عکس ها را بررسی کند و سرعت و کارایی شما را بیشتر کند.

بهینه سازی عمر باتری

در صورتی که مجموعه باتری های شما شبیه عکس زیر نیست، نیاز خواهید داشت تا برای شارژ و تعویض باتری ها برنامه ای داشته باشید. برداشتن قدم هایی برای بهینه سازی عمر باتری در هر ماموریت پروازی می تواند زمان قابل توجهی را روی زمین ذخیره کند.

بهینه سازی عمر باتری

یک نقطه ایمن را  به عنوان خانه در نظر بگیرید، سپس تا نزدیک ترین محل ممکن به نقطه شروع و راه اندازی تان رانندگی کنید. پیشتر برای مکان های تعویض باتری برنامه داشته باشید و در طول پیشرفت ماموریت خود به سمت آنها رانندگی کنید. FAA اظهار داشته است که این روش در مناطق دارای جمعیت پراکنده قابل قبول است. اگرچه من می خواهم تا به تفاوت های میان بکارگیری یک دستگاه با سیستم عامل iOS و Android بپردازم. سیستم عامل Android به شما اجازه ایجاد چندین اتصال بصورت همزمان به یک پهپاد DJI را نخواهد داد. بنابراین، در پرواز، امکان تغییر نقطه خانه را بین نقطه برخاستن از زمین و موقعیت کنترلر روی یک دستگاه با سیستم عامل Android، نخواهید داشت.

نکته دیگر برای بهینه سازی عمر باتری استفاده از اپلیکیشن DJI Go و تغییر آستانه RTH باتری به کمتر از ۳۰% است. زمانی که شارژ باتری با ۳۰-۴۰% می رسد، نزدیک بمانید، ممکن است بتوانید یک یا دو مقطع عرضی اضافه را نیز بسته به طول آنها برداشت کنید. مطمئن شوید که محدودیت هایتان را می دانید و همیشه شارژ باتری کافی برای ایمن به زمین نشستن را نگهدارید. مسئولیت پرنده تان همیشه با شماست.

یک راهبر زیرک، همیشه باید حواسش به میزان شارژ باقی مانده باتری باشد. اگر بدانید ۳۳% از شارژ باتری شما باقیمانده است و در شرف آغاز یک مقطع عرضی ۱۵۰۰ فوتی باشید که کمی دورتر از نقطه ای که پیشتر برای فرود در نظر گرفته اید، تمام می شود، باید برای آن برنامه داشته باشید. جلو بروید و در انتهای مقطع عرضی ای که به شما نزدیک تر است کنترلر را در دست گرفته و فرود بیایید. در سناریوهای دیگر، زمانی که پیغام شارژ کم باتری را دریافت می کنید، تلاش کنید که مقطع عرضی ای که به شما نزدیک ترین است را تمام کنید، سپس حالت پرواز را به P تغییر داده و بصورت دستی پهپاد را فرود بیاورید. بطور جایگزین، اگر کنترلر را به عنوان نقطه خانه تنظیم کرده باشید، کافیست دکمه خانه را در اپلیکیشن و یا کنترلر خود بفشارید. ماموریت از ابتدای مقطع عرضی ادامه خواهد یافت و از نیاز به پرواز کامل و دوباره یک مقطع عرضی که در نیمه راه متوقف شده بود، جلوگیری می کند.

در طول تعویض باتری، فوراً باتری استفاده شده قبلی را با بسته های خشک داخل خنک کننده بگذارید. یک زمان سنج را تنظیم نموده و حواستان به خاموش شدن آن باشد. برای اجتناب از دست پاچگی، از برچسب گذاری باتری ها با ماژیک و یا برچسب لاستیکی، اطمینان حاصل کنید.

داده ها را سر زمین بررسی کنید

با وجود بهترین مراحل آماده سازی، اشکالات موثر بر کیفیت داده ها همچنان رخ می دهند. دوربین ها به خوبی عمل نکرده و تصویر تهیه نمی کنند، GPS به درستی بر تصاویر برچسب مکانی نمی زند و یا عکس ها بیش از حد نوردهی شده اند. این مشکلات بعضی اوقات از دست شما خارجند، اما نباید زمان کشف آنها دو روز پس از آنکه سایت کاری را ترک کردید باشد. برای بررسی داده ها سر زمین، چند کارت حافظه را به همراه داشته باشید و آنها را پس از پرواز در هر قطعه تعویض کنید. زمانی که اپراتور مشغول پرواز بر فراز قطعه بعدی است، یکی دیگر از اعضای تیم می تواند تصاویر ماموریت قبلی را از کارت حافظه SD به لپتاپ منتقل کرده و سپس کارت حافظه SD خالی را برای ماموریت بعدی فرمت نماید. پیشنهاد من صرف زمانی اندک برای جداسازی تصاویر گرفته شده در طول فرود با RTH از تصاویر مربوط به منطقه مورد نظرتان است. بارگذاری اشتباه این تصاویر می تواند باعث ایجاد مشکلاتی در پروسه پردازش تصاویر شما شود.

یک مرحله خیلی مهم در اینجا این است که اگر WIFI یا سیگنال موبایل در دسترس است، یک هات اسپات WIFI را ایجاد نموده و یک بارگذاری آزمایشی را در وب سایت DroneDeploy انجام دهید. اگر لازم شد به سمت جاهایی که تمدن وجود دارد برگردید. با اینکار می توانید به سرعت بدون اینکه واقعاً تصاویر را بارگذاری نموده باشید، پوشش را چک کنید. تنها باید دکمه “بارگذاری” را فشرده و تصاویرتان را انتخاب کنید تا با صفحه زیر مواجه شوید.

نمایش "برای صرفه جویی در وقت، زمان اختصاص دهید" در عمل!حال ما می دانیم که باید بخشی از ماموریت را دوباره انجام دهیم.

نمایش “برای صرفه جویی در وقت، زمان اختصاص دهید” در عمل! حال ما می دانیم که باید بخشی از ماموریت را دوباره انجام دهیم.

روال شخصی خود را ایجاد کنید

نقشه برداری موفقیت آمیز از یک منطقه بزرگ می تواند یک وظیفه دلهره آور باشد. چالش هایی که به عنوان تهدیدی برای رخ دادن تاخیرات هزینه آور شناخته می شوند، کم نیستند. بگذارید این گردش کار به عنوان یک نقشه راه برای روال شخصی نقشه برداری شما به خدمت گرفته شود. در طول مسیر یادداشت بردارید، دریابید که چه چیزی برای شما بهتر است و در نهایت یک برنامه که برای کسب و کار شما مناسب تر است را از آن استخراج نمایید. زمان اضافی ای که در مراحل آماده سازی صرف کردید، بصورت مضاعف و به شکل ماموریت های نقشه برداری مقرون به صرفه و کارا به شما باز خواهد گشت.

اگر این مقاله را تا به اینجا مطالعه کرده باشید، احتمالاً با خودتان فکر می کنید: “خب Eric، محصول نهایی شده کجاست؟” نگران نباشید، فراموش نکردم!

بفرمایید، حاصل زحمات ما! حالا بروید و ایمن پرواز کنید، هوشمندانه پرواز کنید و البته … لذت ببرید!

منبع: blog.dronedeploy.com

پردازش تصاویر پهپاد فتوگرامتری

دوره آموزشی پردازش تصاویر پهپاد فتوگرامتری (UAV) جهت تولید نقشه های دقیق و صحیح

پردازش تصاویر پهپاد فتوگرامتری

پاسخ دهید