Io Me La Cavo Con I DRONI PDF [PDF]

Zitiervorschau

io me la cavo con i droni

manuale pratico per i tecnici che vogliono avvicinarsi al mondo dei droni

Dalla fotografia da drone alla topografia di tutti i giorni

PERCHÉ POSSEDERLO ORA

Cari lettori, e dai, caviamocela anche questa volta …. Sono alla scrittura dell’ottavo volumetto della serie “Io me la cavo” (Ehi, che dite, a dieci festeggiamo insieme? ), ma credetemi non mi sento vecchio o stanco del lavoro, anzi, proprio queste nuove tecnologie, che un po’ ci fanno rimettere in gioco, mi hanno dato quella spinta per individuare sempre nuove opportunità che, in questo periodo poco felice per la professione del topografo, mancano da altre parti.

Dai rimettiamoci in “gioco”

Si, perché pilotare un aeromobile ci fa tornare bambini e con la voglia di giocare ci tornerà la voglia di vincere, di affrontare nuove sfide, di rischiare, sbagliare e ricominciare.

L’abbiamo già fatto all’inizio della professione, possiamo rifarlo Sicuramente questo volumetto non ha le pretese di essere esaustivo di una materia così ampia, nè scientificamente perfetto, ma credetemi ci ho messo tutta la mia esperienza per dare la possibilità, a chi si vuole avvicinare a questa nuova avventura, di avere le idee chiare su cosa davvero può essere utile per il lavoro che deve intraprendere.

Ora è il momento di lanciarsi in questa nuova avventura professionale, dai decolliamo insieme!

I cinque “perché farlo adesso”:

1

Perché se stai leggendo questo volumetto hai già deciso di farlo

Stai solo aspettando di avere chiare le idee e non essere confuso da chi dice molte cose solo per vendere…

Per essere ancora una volta il primo della tua zona.

E’ importante essere scelti per quello che sappiamo fare con la nostra professionalità e strumentazione, non perché costiamo 50 € in meno di altri!

3

Distinguersi per non estinguersi …

Si, oggi ci sono molti professionisti simili che realizzano servizi simili ad un costo simile … È chiaro che il cliente ne approfitta e sceglie chi costa di meno, quindi DISTINGUIAMOCI

Per trovare i clienti che non hai!

Spesso sento dire che i clienti oggi non solo vogliono pagare poco, ma è dura anche farsi pagare, è vero! Allora perché non provare a trovare nuova clientela che magari è pronta a pagare per lavori professionali e specialistici che altri non fanno?

5

2 4

Per sentirti ancora una volta protagonista!

SI, non correre più dietro al lavoro, alla ricerca di nuovi incarichi, a star dietro al cliente o a questo o quel funzionario di un determinato ufficio… Eseguire lavori specialistici con robot volanti ancora non è per tutti e tu potresti essere di nuovo protagonista in delle attività in cui saranno gli altri a cercarti, per la tua professionalità, conoscenza e risoluzione dei loro problemi.

Ma non dimenticare che il lavoro lo fai tu, la tua testa, la tua professionalità, non l’attrezzatura che utilizzi.

GPS = Ala fissa - Stazione Totale = Multirotore Quando leggerai la pagina seguente illustrerò i motivi di questa similitudine.

ALA FISSA CONTRO

PRO

Copertura di grandi estensioni La modalità di volo, la velocità raggiungibile e la propulsione con un solo motore da alimentare fanno si che con una sola missione si possano sorvolare estensioni di diversi ettari Autonomia di volo superiore ai multirotori La forma planante, la necessità che le batterie Decollo e atterraggio in orizzontale Come gli aerei, hanno necessità di uno spazio (come alimentino un solo motore, il modesto peso del mezzo e del carico che porta, concorrono a far sì una pista) per decollare e prendere quota e per che il tempo della missione sia di gran lunga atterrare. L’atterraggio avviene sulla pancia del superiore a quella di un multirotore. veicolo stesso che non ha carrello con ruote Ottimi risultati per applicazioni fotogrammetriche Impossibilità di stazionare in overing Di fatto, come già scritto, si tratta di un piccolo Essendo di fatto un piccolo aereo durante il volo aeroplano, che più si somiglia come struttura e volo deve mantenere una certa velocità per non agli aeromobili impiegati per la fotogrammetria cadere, quindi sorvola la zona decisa, magari con classica e quindi più votato ad essa. grandi virate, ma non si può fermare per scattare Ridotta manutenzione una foto o girare un video in una zona precisa in Solo un motore, poco peso, poca meccanica nelle ali, cui vogliamo porre la nostra attenzione. quindi pochi interventi di manutenzione ordinaria. Ridotta capacità di carico Praticamente è un piccolo aereo in polipropilene espanso quindi molto leggero e di conseguenza riesce a portare in aria fotocamere non pesanti e quindi con produzione di immagini non ad altissima definizione.

MULTIROTORE CONTRO

PRO

Autonomia di volo limitata Tanti motori… tanto consumo di batterie. Penso che la proporzione sia logica ma a questo si deve anche aggiungere la potenza erogata da ciascun motore per portare in volo il proprio peso che il carico accessorio della fotocamera e del gimbal che permette di orientare e stabilizzare la stessa.

Maggiore capacità di carico Tanti motori… Più peso supportato! La conformazione della macchina con più eliche permette di sollevare pesi notevoli e con molta stabilità Decollo e Atterraggio verticale Può partire anche dal terrazzo di casa tua perché ha bisogno di pochi metri quadri per decollo e atterraggio e atterra sui i suoi piedi e non sulla pancia Possibile overing Come un elicottero lo puoi fare stazionare in un punto preciso in aria, scattare foto e video di punti specifici Possibilità d’impego variegate Poco spazio per descriverle… Leggi la pagina seguente dedicata all’argomento

Maggiore manutenzione Tanti motori… Tanta meccanica, quindi un po’ di manutenzione in più rispetto ad un ala fissa che utilizza come propulsione un solo motore.

Ora è più chiara l’analogia con Stazione Totale e GPS?

Secondo me, il multirotore è più duttile, si può utilizzare per diversi tipi di lavoro, praticamente lo uso per il piccolo lavoro e per il grande lavoro, per fotogrammetria ma non solo, di fatto come la stazione totale che mi permette di fare dal catasto alla topografia di precisione, per piccoli e grossi rilievi, praticamente lo strumento di ogni giorno. Mentre l’Ala fissa è simile al GPS perché innanzitutto l’abbiamo acquistata dopo della stazione totale che non abbiamo abbandonato, è economicamente conveniente solo per realizzare determinati lavori di grandi dimensioni e dove il GPS non arriva o non lavora possiamo sempre utilizzare la stazione totale.

ALA FISSA O MULTIROTORE

Se mi permettete da “topografo” mi viene da rappresentare i diversi tipi di APR (Aeromobili a Pilotaggio analogia agli strumenti Remoto chiamanoil non DRONI ) con Secosìcisipensi deiunatuoi clienti ti dàchel’ oggi comunemente utilizziamo:

LE ATTIVITÀ POSSIBILI

Le attività che ci fanno guadagnare di più Bhe credetemi, quando io mi sono avvicinato all’argomento sapevo che l’utilizzo era davvero variegato, ma non potevo immaginare (ora cominci a capire perché il mio software si chiama IMMAGINA ? ) quanti ne avrei scoperti a mano a mano che utilizzavo il mezzo. Ma sai qual è il bello? Che me li suggerivano i possibili clienti, infatti quando vado per delle missioni si avvicinano i curiosi e mi chiedono ..”ma con quel coso si potrebbe ….?

”E la mia risposta sapete qual è?

si

Topografia - Fotogrammetria Perizie - Frane - Verifica avanzamento lavori - Ispezioni fotovoltaici Gestione cantieri - Archeologia Video - Foto - Progettazione stradale - Monitoraggio viabilità Soccorso - Misure incidenti stradali - Edilizia - Cave e discariche

Incendi - Ricerca dispersi - Operazioni di polizia Rilievo statue e monumenti - Inquinamento Ispezioni - Riconfinamenti - Abusivismo edilizio Monitoraggio dell’agricoltura - Verifica tetti Costruzione e monitoraggio linee elettriche - Trasporto di medicinali - Investigazioni - Agricoltura di precisione - Video e spot dei propri lavori eseguiti - Monitoraggio erosione coste discariche e scarichi abusivi - Termografia - Valutazione dissesto idrogeologico - Perizie assicurative e per quello che stai pensando proprio adesso la risposta è

si

Negli ultimi anni, come molti di voi sanno, mi sono dedicato molto a questa innovativa attività per la professione di noi topografi. Come spesso succede all’inizio, e direi ancora oggi, c’è molta confusione, si sente dire di tutto, spesso la fanno da padrone i venditori a cui noi ci rivolgiamo per conoscere e poter valutare i nostri acquisti. Tra le tante cose ascoltate l’imprecisione maggiore a me è sembrata quella relativa alla fotocamera che si utilizzerà. Infatti quando un tecnico si avvicina a questo mondo per prima cosa valuta, o gli viene fatto valutare, le qualità dell’APR, le sue performance, il tipo, ecc.

ERRORE!

Prima va valutata la FOTOCAMERA Il risultato del nostro rilievo, l’accuratezza, la precisione in planimetria e quota, la definizione del modello, il numero di punti su cui possiamo tener conto secondo le tolleranze necessarie ed insomma la bontà di tutti gli elaborati finali dipende quasi esclusivamente dalle foto scattate quindi dalla fotocamera e dall’obbiettivo che utilizzeremo. Molti di voi sanno che io sono uno sfegatato appassionato fotoamatore (vedi foto presenti nei software topoprogram ) e quindi potrei esagerare l’affermazione precedente per la mia passione, invece vi dico che proprio perché conoscitore della fotografia mi sento di riaffermare con forza che il risultato del

lavoro dipende molto dalla qualità delle foto e quindi dalla fotocamera ed obbiettivo utilizzato.

A cosa dobbiamo stare attenti? Deformazione obiettivo Avere delle foto deformate ai bordi è come se noi in campo avessimo il miglior GPS o Stazione Totale, ma al momento di battere il punto non terremmo l’asta in bolla, quindi il punto acquisito è preciso ma il riferimento a terra è da un’altra parte

meditate topografi …. Risoluzione in pixel Potremmo dire, per semplificare, che ogni pixel della foto si trasforma in un punto battuto a terra. Quindi meno pixel più punti diradati o necessità di volare basso per avere più definizione. Una fotocamera molto definita ci permette di avere buone precisioni anche se voliamo alti in modo da coprire con unico volo grandi estensioni.

Indicazioni per la scelta ACTIONCAM piccolo peso con qualità scarsa

La loro scelta è dettata del peso esiguo e quindi hanno necessità di un piccolo APR per il loro trasporto. Queste macchine sono nate per fare video e non foto! E la qualità degli obbiettivi è davvero scadente tanto che deformano enormemente le foto ai bordi fino ad arrivare a delle foto quasi fisheye (occhio di pesce).

COMPATTE qualità media e peso accettabile

Molto utilizzate soprattutto negli APR ad ALA FISSA. Negli ultimi anni hanno raggiunto definizione in pixel e qualità elevate tali da garantire dei discreti risultati. Il loro punto debole è l’obiettivo spesso di scarsa qualità per contenere i costi e retrattile allo spegnimento. Questo provoca una mai esatta distanza focale dal sensore che influisce in fase di calcolo fotogrammetrico.

MIRRORLESS ottimo compromesso tra qualità e peso

Praticamente hanno le caratteristiche hardware e software di una REFLEX ma non hanno specchio per l’inquadratura e utilizzano il display posteriore e/o un telemetro laterale. Conservano delle reflex la possibilità di cambiare obiettivo e solitamente montano obbiettivi di grande qualità zoom o fissi.

INTEGRATE NELL’APR a mio avviso il miglior compromesso

È il modo più semplice di operare. Infatti non è necessario conoscere e saper usare una fotocamera particolare, ma di solito le APP che controllano l’APR impostano automaticamente il tutto secondo l’uso e quello che si vuole ottenere.

REFLEX la migliore qualità ma peso eccessivo

Quelle che utilizzano i professionisti ed i fotoamatori. Anche qui la scelta e la qualità sono variegate. La loro qualità eccellente è garantita più dagli obbiettivi intercambiabili che possono montare piuttosto che dal numero di pixel. Certo la migliore scelta per fotogrammetria da APR ma hanno bisogno di mezzo molto potente e costoso per portarle su

OBBIETTIVI zoom e fissi

Per fotogrammetria da APR sono consigliabili dei grandangolari che da una parte coprono più territorio ma dall’altra potrebbero deformare l’immagine. Le ale fisse o gli auto costruiti montano di solito fotocamere con degli zoom non di grande qualità. Per questi motivi è meglio avere una fotocamera e obbiettivo di qualità dedicateall’APR.

Quindi scegli prima la fotocamera e poi l’APR che la trasporta

LA

Tantissimo

FOTOCAMERA

Ma la fotocamera quanto è importante?

Spunti per un acquisto oculato Spesso amici, topografi, colleghi, frequentatori del mio blog www.pinomangione.info/blog , partner (come piace definirli e trattarli) mi rivolgono la fatidica domanda:

Secondo te quale strumento topografico dovrei acquistare? • Da un venditore simpatico e disponibile • Che abbia un centro assistenza più vicino possibile a te • Con una qualità di poco superiore alle tue esigenze attuali • E solo come ultima condizione il costo che sia adeguato alla tua organizzazione ma che sia anche un piccolo rischio che ti invogli a cercare sempre nuovo lavoro e nuovi clienti.

Potrei adesso rispondere la stessa cosa anche per l’acquisto di un SAPR (Sistema Aeromobile a Pilotaggio Remoto), ma trattandosi di una cosa nuova cerco di specificare meglio alcune qualità a mio avviso, e per la mia esperienza, sicuramente necessarie. Trattandosi di un sistema completo di hardware, software di pilotaggio e controllo remoto, software di restituzione, ecc. nella pagina seguente illustrerò i miei spunti. Desidero in ogni caso che sarai sempre tu a decidere e la tua testa e la tua professionalità contano sicuramente più di qualsiasi consiglio, quindi …

Leggi, rifletti, ripensa e poi agisci secondo il tuo istinto senza incertezze

HARDWARE

SOFTWARE

Sulla parte dura, i pezzi di ferro o simili è molto importante indagare sul centro di manutenzione e assistenza. Come tutte le cose meccaniche anche gli APR hanno necessità di manutenzione, o, speriamo mai, in caso di incidenti un cambio di pezzi e ricollaudo del tutto.

QUINDI SCEGLI QUESTI SERVIZI e dopo la macchina! Importante è anche la durata del volo che, in combinazione dell’obiettivo utilizzato dalla fotocamera può dare indicazione di quanto territorio si possa rilevare con un unico volo. Abbinato alla durata sono anche necessarie delle batterie di ricambio che possano permettere più voli senza necessità di ricarica. Gli APR per volare di più sono costruiti con materiale molto leggero e di conseguenza alcuni pezzi sono molto sensibili agli urti, vibrazioni ecc. Questi pezzi potrebbero rompersi o stararsi e compromettere le missioni successive. Per evitare ciò è indispensabile che il mezzo abbia un’ottima cassa di trasporto che lo preservi da urti, umidità ecc. Risparmiare su questo è un vero errore. Ed infine, ma molto importante, ha i sistemi di sicurezza previsti dalla normativa ENAC e quindi può essere oggetto di autorizzazione al volo!

Due tipi di applicazioni per scopi diversi: Pianificazione di volo, Restituzione. Per entrambi a mio avviso è importante che siano in una lingua a noi familiare e che godano di una assistenza e consulenza attiva e disponibile. Pianificazione: in combinazione con l’hardware devono permettere molti o meglio infiniti wypoint (punti in cui si accettano comandi come cambia rotta, scatta foto, ritorna alla base ecc.) e con precisione devono determinare il tempo della missione e la precisione a terra che si può ottenere. Restituzione: semplice da utilizzare e con guida in lingua conosciuta. Che possa dare spazio alla propria professionalità ottenendo quanto desiderato. Che non si limiti a restituire ortomosaico e nuvola di punti ma che crei gli elaborati che sono utili, leggibili ed interpretabili ai committenti dei topografi.

ACQUISTO OCULATO

La mia risposta, da qualche anno a questa parte è la seguente:

Regole per essere in regola In un primo momento, gli avventurieri, gli sperimentatori, quelli del “lo voglio ad ogni costo”, quelli de “ma che vuoi che succeda?”, quelli che “sono tutti abusivi”, ecc... hanno iniziato questa avventura poco curanti delle regole che ENAC (Ente Nazionale per l’Aviazione Civile) ha emanato a riguardo dei SAPR (Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto). A mio avviso le regole vanno rispettate! Si è creata una leggenda intorno dicendo che sono molto rigide e che difficilmente si possa produrre la documentazione richiesta. Tutto ingigantito! Stare nelle regole si può ed a mio avviso si DEVE, anche perché il rischio che si corre e le sanzioni previste sono davvero onerose.

E poi, da topografo a topografo, correresti il rischio di fare un investimento e poi essere escluso da una gara pubblica, da un grosso lavoro, ecc. solo perché qualcun altro segnala che tu non sei in regola e lui si?

Operazioni specializzate in Zone non critiche

Operazioni specializzate in Zone critiche

• Tutte quelle non critiche • Aree rurali • In assenza di assembramenti di persone Si può operare solo dopo la dichiarazione dell’operatore con attestazione dell’osservanza e rispondenza al regolamento e successiva pubblicazione nell’elenco degli operatori autorizzati sul sito dell’ENAC. www.enac.gov.it

• Aree congestionate • Assembramenti di persone • Agglomerati urbani • Infrastrutture sensibili Necessitano di una specifica domanda per ogni operazione e si può operare solo dopo autorizzazione ENAC.

SAPR - Sistema a Pilotaggio Remoto • L’APR e il suo radiocomando devono avere una targhetta con codice univoco • Il sistema Avionico del mezzo e il software di pilotaggio remoto devono avere dei sistemi affidabili di verifica quota di volo e rispetto regole dell’aria • Deve essere coperto di assicurazione • Per gli scenari critici alcune osservazioni dipendenti dall’operazione e dal peso del mezzo.

Operazioni con APR di massa massima < 300 g • Tutte le aree vengono considerate non critiche • Proibito sorvolo assembramenti persone, cortei, manifestazioni sportive, forme di spettacolo, ecc.

PILOTA

Organizzazione (studio tecnico, società, ecc..)

• Deve aver frequentato scuola di volo teorica e pratica con ente autorizzato ENAC e aver superato l’esame finale • Certificato medico LAPL presso i medici autorizzati a questo scopo • L’attestazione di pilota si deve rinnovare ogni 5 anni • Durante le operazioni deve essere riconoscibile tramite giubbetto • Deve segnalare a ENAC eventuali incidenti (speriamo mai )

• I proprietari del SAPR devono avere un’organizzazione tecnica ed operativa adeguata • Ogni organizzazione può avere più piloti muniti della documentazione elencata a sinistra • Deve possedere e comprendere un manuale di volo del mezzo • Utilizzare manuali delle operazioni e procedure • Dichiarare la tipologia di operazioni • Documento con l’analisi del rischio

Requisiti del volo a vista

• Massimo 500 m raggio dal pilota • Ad una altezza massima dal suolo di 150 m • A non meno di 5 Km di raggio dagli aeroporti • Sempre di giorno con controllo e contatto visivo da parte del pilota • Ad almeno 50 m da persone

Al di fuori di questi requisiti è necessaria specifica autorizzazione ENAC

Documentazione da presentare ad ENAC per le zone NON CRITICHE • Programma dell’attività sperimentale • Schede programma attività sperimentale • Dichiarazione Riconoscimento SAPR, Consuntivo prove Attività Sperimentale, Dichiarazione di Rispondenza alle Procedure • Redazione Manuali (Volo, Operazioni, Criteri per la determinazione Analisi del Rischio, Programma di Manutenzione, Configurazione SAPR) • Registri (Pilot Log Book, Registro delle Operazioni, APR Technical Log Book, gestione batterie) • Attestato scuola teorica e pratica per ciascun pilota • Certificato medico LAPL per ciascun pilota

NORMATIVA ENAC

Per non spaventarti adesso elencherò, in sintesi, quanto previsto dalla normativa e cosa devi fare per essere in regola. Illustrerò solo quanto previsto per gli APR con peso al decollo inferiore a 25 Kg che sono quelli che ci interessano per le possibili applicazioni citate prima in questo manuale.

Il successo di una missione dipende da come l’hai programmata TU! Per missione, io intendo, un volo completamente programmato dal decollo all’atterraggio, con il percorso e la quota da mantenere, dove e quando scattare le foto ecc. Il tutto eseguito in loco in automatico ma con tutti i criteri di sicurezza e di controllo necessari. Alcuni dei software “autopilota” per PC e TABLET e SMARTPHONE più utilizzati per programmare una missione sono:

DJI Ground Station QGround Control App per smartphone

Software open source per il pilotaggio automatico di elicotteri multi-elica, elicotteri tradizionali, aeromobili ad ala fissa e rover basati su piattaforma hardware Arduino. Supporta i seguenti controller di volo Pixhawk, PX4 FMU, Arsov AUAV - X2, APM2. Il codice sorgente è sviluppato da una vasta comunità di esperti appassionati. Software che supporta i seguenti controller di volo A2, ACE ONE, ACE WAYPOINT, WKM, NAZA-M, NAZA-M V2, Phantom Software open source basato su PIXHAWK’s Groundstation ed è sviluppato da una community l’home page ufficiale è http://qgroundcontrol.org/. Mole sono le APP che oggi si usano per gli APR più diffusi e utilizzate. Alcune sono prodotte dalle case costruttrici stesse, altre da terze parti. Mi sembra superfluo citarne alcune in quanto in continua evoluzione e basta cercare nel proprio store.

Scopi di una missione automatica Innanzitutto quello di riportare a terra il mezzo in piena sicurezza e tutto intero . Le missioni automatiche sono sicuramente valide e necessarie per un ottimo lavoro di fotogrammetria è il loro scopo principale e portare a terra delle foto ben fatte ed idonee alla restituzione. Nei modelli più evoluti, registrare anche, in un file di LOG o nelle informazioni delle foto (EXIF), le coordinate di dove è avvenuto lo scatto. Per ottenere tutto ciò è necessario che il mezzo realizzi un percorso ben definito, che non sia influenzato dal vento, e che abbia gli spazi di manovra per decollo, rotta, virate ed atterraggio.

Le prime cose da settare saranno… • Il tipo di fotocamera utilizzata, ma soprattutto la lunghezza focale dell’obbiettivo. • La sovrapposizione tra le foto della stessa strisciata (foto durante un’unica direzione) e tra le strisciate, per ottenere la restituzione fotogrammetrica queste devono essere minimo il 60% e il 30% ma per un rilievo da APR è consigliabile aumentare queste percentuali anche fino all’80%. Da queste impostazioni dipenderanno il numero di strisciate necessarie e la quantità di foto da scattare.

I primi passi generali per progettare un’ottima missione sono: Stabilire HOME e area da rilevare Nel software di autopilota è possibile visualizzare le mappe in rete, o precedentemente scaricate, della zona in cui vogliamo effettuare il nostro rilievo e quindi la missione. E’ necessario verificare con sufficiente precisione la HOME (punto in cui si è deciso che si decollerà) e l’area di intervento. Per quest’ultima sarà necessario indicare una zona un po’ più ampia per non rischiare di eseguire la missione e poi avere delle parti mancanti. Altezza di volo e Strisciate Deve essere chiaro che l’altezza di volo impostata (che quota non è) è riferita al punto di decollo, quindi se si imposta 70 metri il mezzo volerà ad una altezza di 70 m rispetto a dove decollerà. Per questo motivo è indispensabile verificare bene i dislivelli dell’area da sorvolare, che se molto ripida potrebbe avere più di 70 metri dal punto di decollo. La quota impostata determinerà anche il numero di strisciate necessarie per coprire (con l’obbiettivo montato e per la sovrapposizione decisa) la zona precedentemente indicata. Verifica tempo di volo, sovrapposizione foto Definita la quota il software calcolerà il percorso che dovrà effettuare ed indicherà il tempo di volo a cui bisognerà eventualmente aggiungere i tempi di decollo ed atterraggio. ATTENZIONE! state sempre almeno 5 minuti sotto al tempo di volo dichiarato dal costruttore, la prudenza non è mai troppa. Allo stesso tempo sarà possibile verificare se con il percorso calcolato venga rispettatala la sovrapposizione decisa e la copertura di tutta l’area necessaria. Verifica puntuale e ritorno al punto di decollo Tutte le operazioni precedenti vengono realizzate dai software in automatico, ma un occhio da parte del pilota è sempre necessario. Io suggerisco di guardare le impostazioni della fotocamera, lo spazio sulla scheda di memorizzazione delle foto e se il punto di partenza e ritorno sono abbastanza liberi e senza presenza di sabbia che potrebbe andare nei motori. Esecuzione missione A verifiche effettuate e deciso il decollo, la missione sarà trasferita sull’APR e lo stesso decollerà. Durante il volo non guardare solo il mezzo ma controllare spesso sul display: • Se il percorso impostato è rispettato • La carica delle batterie • L’effettivo scatto delle foto con la sovrapposizione prevista. Cosa ho sbagliato? Infine fatti sempre questa domanda “cosa ho sbagliato?”. Un errore in questa fase ci potrebbe portare a risultati inaspettati o peggio a dover richiamare l’APR con comandi manuali durante il volo. LA PRUDENZA NON E’ MAI TROPPA.

PIANIFICARE LA MISSIONE

ArduPilot APM Planner

Gli elaborati necessari sono riferiti al terreno, quindi non trascuriamo quanto necessario per non dover rifare il volo E si topografi, qualcosina ancora sul terreno sarà necessario farla se vogliamo ottenere le precisioni e le certezze a cui siamo abituati. Tutti noi, il cliente, ma alcune volte anche il collaudatore abbiamo necessità di elementi per verificare il nostro lavoro per avere certezze e non cadere in errori che magari ci possono costare caro.

Check list dell’attrezzatura minima da portare in campo Tutti i set di batterie per APR possedute e Caricabatteria da auto

Portatile o tablet su cui gestire la missione e collegare la telemetria Collegamento portatile ad Internet con cavo o batteria di alimentazione

Radiocomando con batterie ben cariche

Giubbetto per riconoscimento pilota

APR ben protetto con la sua valigia

Telo o base per il decollo Piccolo anemometro per misurare la velocità del vento

Piastre fotogrammetriche e relativi chiodi di fissaggio Strumento topografico o GPS per il rilievo dei punti a terra completo dell’occorrente (treppiedi, asta, mappa, eidotipo, ecc.)

Per ottenere delle misure metriche e precisioni topografiche è necessario sistemare e rilevare nell’aerea oggetto dell’intervento delle piastre fotogrammetriche. Il numero minimo di piastre suggerite è 5 così disposte: 4 ai bordi dell’intervento ed una verso il centro. Più piastre si collocano al posto giusto più aumenterà la precisione in quota, è quindi necessario scegliere la posizione delle stesse con l’esperienza e la maestria del topografo (visibili bene dall’alto, nei pressi di grandi dislivelli, ecc.). Il piano di volo dovrà essere progettato in modo che le piastre siano riprese da più foto (minimo 3) con possibile sovrapposizione verticale ed orizzontale per ottenere i risultati migliori. Il rilievo delle stesse potrà essere effettuato con qualsiasi strumento topografico e nel sistema di riferimento richiesto. Durante il calcolo per ottenere le coordinate e quote è necessario verificare la bontà delle misure da cui dipenderà l’intera restituzione. Questa operazione si può realizzare con il software TABULA t della TOPOPROGRAM & Service.

Siamo consapevoli che non tutto si vede dall’alto! Se non siamo nel deserto e vogliamo ottenere il dettaglio e la precisione a cui i topografi sono abituati, dobbiamo avere chiaro che, dove necessita, è consigliabile quanto ripreso con APR dall’alto con delle misure a terra di particolari nascosti all’obbiettivo della fotocamera quando scatta dall’alto verso il basso. D’altronde questo succede per ogni strumento topografico, col GPS non possiamo rilevare dentro una galleria, con la stazione totale non possiamo misurare se in mezzo c’è un muro, con il livello non possiamo avere planimetria e con un’unica battuta un dislivello più alto della stadia, ecc. ecc.

E’ importante scegliere bene il punto di decollo ed atterraggio

Quindi anche il rilievo fotogrammetrico ha necessità di una ricognizione per integrare quanto restituito dall’alto con misure (anche semplici allineamenti) che completano le parti “buie”. Un esempio classico è la sgrondatura dei fabbricati con tetti sporgenti. Assicurati in ogni caso di avere software che ti permettano di unire i due dati (rilievo APR e misure a terra). La HOME per il decollo ed atterraggio deve essere ben scelta per soddisfare i seguenti requisiti minimi: 1. Prossima all’aerea da rilevare in modo che l’APR faccia meno strada possibile per raggiungere il primo punto della missione considerando anche il ritorno; 2. Agibile facilmente ed idonea allo scopo sicuramente lontana almeno 50 metri da persone o strade di passaggio; 3. Che permetta sempre un contatto visivo con l’APR durante il volo e che non ci siano ostacoli che possano interrompere la trasmissione della telemetria da cielo a terra (Es. ripetitori, tralicci di alta tensione, barriere alte come alberi e muri, ecc.); 4. Magari all’ombra per garantire un’ottima visione del monitor, perché se è pur vero che il pilota deve seguire a vista l’APR un aiuto a mio avviso deve sempre seguire la telemetria con i pa rametri di volo (quota, velocità, rotta della missione, ecc.) e comunicare al pilota eventuali ano malie. Quindi tu naso SU, collega naso GIU’

… e quando tutto sembra finito

Non fate il mio stesso errore delle prime missioni: avevo fretta di smontare e tornare in ufficio per verificare quanto realizzato… con l’esperienza ho imparato che prima di smontare è necessario: • Verificare la carica delle batterie e appuntare nel registro di volo tutti i dati della missione eseguita (potete trovare un registro di volo standard sul mio blog www.pinomangione.blog) • Verificare che le foto siano state scattate, che siano nitide, non mosse e se esiste la sovrapposizione tra le stesse. • Verificare che siano state registrate le coordinate dello scatto fotografico.

Se qualcosa di quanto elencato è andata storta, eseguite un altro volo con un altro set di batterie.

OPERAZIONI A TERRA

Piastre fotogrammetriche

Spunti e caratteristiche per un software di restituzione fotogrammetrica Oggi senza software è impensabile sostituire una serie di foto fatte da SAPR. I vecchi restitutori analitici ed analogici non sono più usati per questi processi e per le piccole zone rilevabili con un APR.

Alcune cose che devi sapere subito … • Devi possedere un PC abbastanza potente. Direi che le configurazioni minime sono un multiprocessore (almeno 4 CPU) a 64 bit con minimo 8 Gb di RAM. • I tempi di elaborazione possono essere lunghi (anche diverse ore) e dipendono, oltre che dal software e dall’hardware utilizzati, dal numero di foto e dalla loro definizione in pixel.

I passaggi principali da effettuare in detti software sono: Caricamento immagini e coordinate della posizione di scatto

a

Ricerca dei punti caratteristici per ogni immagine Calcolo dei punti omologhi che permettono l’orientamento delle coppie di foto

b c

Individuazione di tutte le foto che contengono i punti di coordinate note e inserimento delle stesse

d

Calcolo rigoroso tramite le coordinate inserite con restituzione dei risultati e SQM

e f

Generazione della nuvola di punti in tre dimensioni

g

Esportazioni e stampe

h

Ed adesso dovresti avere un software che ti permetta anche di fare topografia e non solo cartografia e modelli 2D e 3D , puoi provare IMMAGINA della TOPOPROGRAM (le caratteristiche su www.dronetopoprogram.it)

i

SOFTWARE

Calcolo dell’ortomosaico georeferito secondo le coordinate dei punti a terra

Alcuni spunti sui passaggi precedenti dettati dall’esperienza

Coordinate del centro di scatto delle foto Possederle è sempre meglio! Infatti: • I tempi di elaborazione della prima fase (collegamento delle immagini attraverso i punti caratteristici) si riducono sensibilmente • La prima restituzione è già metrica. Non possiamo sapere con quale precisione che dipende dal GPS utilizzato e da altri fattori, ma sicuramente molto vicino alla realtà. Questo farà si che anche con pochi punti a terra la qualità finale sarà ottima. Punti noti a terra Dando per scontato che le coordinate calcolate siano esatte è sempre consigliabile sistemarli ben distribuiti in tutta l’area e con attenzione ai dislivelli. Buona norma del topografo è anche rilevare dei punti spia (control point) che non si passeranno come noti al calcolo, ma si utilizzeranno come verifica dei risultati una volta restituito il tutto. Di fatto è necessario verificare coordinate e quota di questi punti sui modelli 2D e 3D e verificare che ritornino nei limiti delle tolleranze ammesse a quelle rilevate in campo. Zona dell’intervento Se possibile, delimitate la zona dell’intervento e fate in modo che il software restituisca solo quella zona. Avere dei luoghi non necessari al nostro lavoro appesantisce l’elaborazione e tutte le successive fasi di restituzione. Densità della nuvola di punti Presi dall’entusiasmo siamo tentati ad esagerare… Con buone fotocamere ed ottimi software riusciamo ad avere anche un punto ogni centimetro ma ci servono davvero? Se esageriamo con la densità della nuvola potremmo avere anche centinaia di milioni di punti da gestire per gli elaborati finali, questo non sempre è un bene e rallenta tutte le fasi successive e di visualizzazione. Tutti noi sappiamo che nel nostro lavoro il troppo è come il niente, e poi parliamoci chiaro, facendo un classico rilievo con stazione totale o GPS cureresti così tale dettaglio? Io penso che una discreta definizione, dipendente dall’estensione, sia il giusto compromesso per ottenere un lavoro di qualità e fruizione del dato in fase di elaborazione o esportazione per il cliente.

Infine, non dimenticare, che la tua scelta di topografo è migliore di qualsiasi automatismo.

Il prodotto finale, gli elaborati da consegnare al cliente Ma dimmi la verità ti è mai capitato un cliente che ti chiedesse “avrei necessità di una nuvola di punti tridimensionale e colorata con densità media 3 cm” ? a me NO! Spesso dimentichiamo, da bravi tecnici appassionati di topografia, che il risultato finale del nostro lavoro non sono gli elaborati precisi e ben fatti, ma l’incasso della fattura che produca utili. E per emettere la fattura (primo passo per poi farcela pagare ) normalmente il nostro cliente che sia un privato, un altro tecnico, una impresa o un ente, ci chiede degli elaborati e file che lui possa interpretare, lavorare e utilizzare per i propri scopi.

Un insieme di punti (quasi sempre diversi milioni di punti) che rappresentano il territorio rilevato. Per ciascuno di essi si conosce coordinate, quota e il colore corrispondente nell’ortomosaico. Praticamente un modello tridimensionale del terreno a punti che è possibile visionare da qualsiasi punto di vista e valutarne planimetria e altimetria. A dir poco suggestivo e molti clienti rimangono a bocca aperta quando lo vedono, ma appena la chiudono la prima domanda che ci fanno è: “ma io come posso utilizzare questi dati?” ELABORATI

Ortofotomosaico

Una immagine fotografica derivata dall’unione delle diverse foto scattate dall’alto che rappresenta la zona rilevata. Essa è georeferita secondo le coordinate inserite durante il calcolo ed in scala, ma sempre una foto in due dimensioni. Sicuramente elaborato d’effetto, bello da vedere ma poco utilizzabile se non come sfondo ad altri elaborati e per misure bidimensionali (si potrebbero ottenere anche le quote ma per fare questo si necessita di software specifici che normalmente il nostro cliente non possiede).

Nuvola di punti

Gli elaborati più frequentemente richiesti sono: • Punti di coordinate e quota nota • Particolari caratteristici del posto debitamente georeferiti e dimensionati come strade e loro particolari, pozzetti e caditoie, tralicci e pali, recinzioni, colture diverse, scarpate, ecc. • Curve di livello • Profili e sezioni • Calcolo di volumi

E allora cosa fare? Ancora una volta dobbiamo essere NOI a trasformare i dati ottenuti da aerofotogrammetria con SAPR in dati che il cliente possa utilizzare con i suoi mezzi consueti. Sicuramente è necessario essere consapevoli dei canoni classici della topografia Le quote devono essere riferite al terreno E’ il DTM (Modello digitale del terreno) che dobbiamo produrre non il DSM (Modello digitale della superficie). L’ortomosaico e la nuvola rappresentano quanto ripreso dall’alto, quindi i tetti delle case, la vegetazione a terra, ecc. Il tuo sistema deve darti la possibilità di ottenere le quote del terreno perché è quello che serve al nostro cliente. Necessità di linee di discontinuità Per realizzare in seguito perfettamente curve di livello, profili, sezioni e calcoli di volumi veritieri, è necessario individuare e indicare i cambi repentini di pendenza del terreno con delle linee di discontinuità che dovranno essere prese in considerazione al momento della costruzione del DTM. Rappresentazione dei particolari caratteristici E’ necessario individuare e rappresentare con perizia tutti i particolari presenti sul posto ed utili al nostro cliente. Non deve trovarli lui sulla nuvola o sull’ortomosaico, dobbiamo farlo NOI e rappresentarli con i simboli classici della cartografia in modo che siano facilmente individuabili e categorizzati. Quello che dall’alto non si vede Non tutto si potrà vedere dall’alto, allora è necessario incrementare con delle misure a terra, anche semplici allineamenti ed aggiungere quanto emerso a quanto presente già nel lavoro fotogrammetrico, georeferendo il tutto in planimetria e quota.

Ma soprattutto non devi dimenticare …

a b c d

Che sei TU il topografo, sei TU colui che conosce le vere esigenze del cliente, di TE si fida chi a TE si rivolge, che la tua testa non sarà MAI sostituibile da uno strumento topografico, da un mezzo, da un software, sono le tue emozioni, la passione che metti nel tuo lavoro, l’amore con cui realizzi gli elaborati che fanno si che quel determinato lavoro sia ben fatto o no. Sei TU il professionista, non dimenticarlo e vanne fiero!

Fai di ogni tuo lavoro il tuo capolavoro e la tua vita professionale sarà serena

Quanto entusiasmo stai mettendo nella tua professione? I risultati che otteniamo non sono dati esclusivamente dal modo in cui lavoriamo, dalla clientela che abbiamo, dal mercato in espansione o in crisi, da quanto siamo compresi, dal numero di concorrenti, dalla professionalità nostra ed altrui, ecc. I risultati che noi otteniamo sono dati essenzialmente dalla passione che mettiamo nel fare le cose. Si perché la passione è coinvolgente, è contagiosa, fa fare le scelte giuste, ci dà la forza di riprovare quando sbagliamo e di farci un regalo quando facciamo una cosa bella, insomma è il motore del nostro successo. Voglio dedicare questo volumetto della serie “Io me la cavo” ai miei validissimi collaboratori. Sono per me fonte inesauribile di idee, stimoli, incitamento al miglioramento, comprensione e voglia di fare. Certo capita anche qualche volta di mandarci a quel paese, ma poi tutto passa nel giro di pochi minuti e siamo pronti a vivere insieme la magnifica avventura chiamata TOPOPROGRAM. Spesso penso a loro e alle loro famiglie, penso che senza di loro molte cose realizzate non sarebbero state possibili e penso anche che saranno il futuro e che sapranno far vivere in eterno questo mio sogno realizzato. Grazie, vi voglio bene.

Design: www.studiorocca.it - Printed: Tipografia Mascherin - © Topoprogram

Se vuoi migliorare quello che sei … devi aumentare quello che sai …

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pinomangione - Giuseppe Mangione è nato, vive e lavora in Calabria, a Gioia Tauro. www.pinomangione.info/blog Si definisce “Geometra con gli stivali”. Sin da giovanissimo, prima ancora di terminare gli studi, si dedica alla pratica della professione, interessandosi da subito di topografia, cartografia, fotogrammetria e catasto, e con una certa predisposizione verso le apparecchiature elettroniche e la programmazione, questa passione è ora il suo lavoro essendo adesso amministratore della TOPOPROGRAM & Service e della TST s.r.l.. Curioso ed attento osservatore di tutto ciò che lo circonda, è particolarmente attento ai giovani ed alla loro formazione, alla quale ha contribuito, essendo istruttore e docente in diversi corsi tecnici e di management aziendale. Attualmente è presidente dell’AGIT (Associazione Geometri Italiani Topografi). Una delle sue passioni: la fotografia.