Salut
Je suis un géomètre, des collègues du CROC m'ont demandé de raconter comment nous remodelons des drones, comment programmer un vol et comment tout traiter plus tard, transformant des images prises à partir d'un drone en orthophotomapsules détaillées, des modèles de terrain tridimensionnels de haute précision et des plans topographiques à une échelle de 1: 500-1 : 10 000.
Mon équipe et moi avons essayé plusieurs drones différents et nous nous sommes finalement installés sur le "bourreau de travail" DJI Phantom 4 PRO avec plusieurs modifications. La première chose et la plus importante que nous ayons faite avec lui a été de l'équiper d'un récepteur GNSS géodésique, ce qui nous permet de déterminer les centres de photographie avec une précision centimétrique.
Son GPS standard offrait une précision de l'ordre de 15 à 20 mètres. Pour résoudre des problèmes géodésiques avec une telle précision, vous avez besoin soit de croix spéciales au sol, soit d'un autre type de perversion, comme disposer des assiettes en papier en coordonnées connues.
Nous le rendons plus simple et plus compliqué: nous mettons une station de base au sol avec des coordonnées exactement connues, et intégrons un récepteur GNSS supplémentaire dans le drone et installons une antenne externe. Par exemple, nous avons commencé avec MATRICE 600 avec le système DJI installé à bord du D-RTK, qui était très encombrant, coûteux et peu pratique pour résoudre des tâches géodésiques.
Ensuite, nous avons refait le DJI PHANTOM 4 PRO plus compact: nous avons pu intégrer des équipements GNSS supplémentaires dans un package standard. La masse totale du drone a augmenté d'environ 100 grammes. Le temps de vol a été légèrement endommagé, mais pas critique: un ensemble de quatre batteries est suffisant pour compléter un relevé de 200 à 300 ha.
Le fantôme a donné une occasion importante - l'ensemble principal a commencé à tenir dans le bagage à main d'un avion de passagers. Autrement dit, nous pouvons désormais emporter avec nous l'ensemble de l'équipement partout, très, très simplement.
L'ensemble minimum est un drone modifié (son ensemble complet), un récepteur géodésique GNSS comme station de base au sol, un ordinateur portable avec un programme de planification de vol, une carte téléchargée (pour travailler sans Internet) et un plan de vol écrit pour le point, s'il y avait une telle opportunité à l'avance. Encore besoin de batteries supplémentaires, d'un chargeur (ou de plusieurs) et d'un générateur. Nous prenons un générateur d'essence, qui se présente sous la forme d'un étui, il est très pratique pour nos besoins. Ou un onduleur alimenté par un moteur de voiture. Pour certaines régions, vous devez prendre plus de chaleur (en particulier pour les piles et les mains).
À partir d'une seule batterie, vous pouvez photographier 50 hectares avec une résolution de 2 à 5 centimètres par pixel.
On travaille comme ça: on arrive sur les lieux avec la tâche du drone détaillée à l'avance (au bureau). Nous utilisons UgCS (c'est un logiciel de planification de vol de drone professionnel assez cher qui vend et conseille l'intégration et les améliorations CROC en Russie. Bien sûr, ce logiciel est applicable non seulement en géodésie, il peut être utilisé par les sauveteurs, les agronomes, les constructeurs, etc., mais dans ces domaines, je ne suis pas fort, donc toutes les questions s'adressent aux collègues du CROC). Nous y indiquons les limites de la zone de travail, le chevauchement transversal, la hauteur de la photographie, puis le logiciel lui-même calculera l'itinéraire de vol du drone, en tenant compte des caractéristiques du terrain. Autrement dit, UgCS coupe tout comme il se doit: avec des atterrissages intermédiaires pour remplacer les batteries et le reste.
Nous cherchons à voir s'il y a des obstacles non comptabilisés, puis nous configurons la station de base GNSS. Les coordonnées des points au sol sont spécifiées par le récepteur Topcon GR-5.
De plus, il y a déjà une mission de vol. Voici les limites de la zone de survol et le chevauchement longitudinal ou transversal pour le collage. Nous avons mis une paire de points de contraste de contrôle pour le contrôle:
Pour connecter un pilote automatique depuis GNSS, nous connectons le drone à la télécommande, la télécommande à une tablette avec un programme de contrôle DJI, puis la tablette à un ordinateur portable. Configurer ce bundle en déplacement n'est pas simple. Ici, mes collègues du CROC m'ont beaucoup aidé: installer, ajuster, tester avant le lancement.
Le point suivant est qu’environ un tiers des objets se trouvent là où il n’existe pas d’accès Internet stable. Le logiciel s'en sort. Mais il y a aussi des zones difficiles, par exemple les montagnes, où les problèmes de propagation du signal commencent déjà. C'est pourquoi nous utilisons des fantômes: ils ont de nombreux capteurs intégrés pour éviter les obstacles. Quand il perd le contact, il revient. Quand il ne peut pas rentrer, il commence à s’asseoir. Et ces capteurs vous aident à voler dans des conditions difficiles, comme les hauts plateaux ou en ville. Nous avons eu plusieurs cas où des capteurs d'obstacles ont permis d'éviter une urgence. Par exemple, dans les montagnes de l'émirat de Fujairah (EAU), nous avons perdu le contact avec le drone, et à cause du vent, le drone n'a pas pu retourner au point de décollage. Ensuite, le pilote automatique a pris la décision d'atterrir et, à l'aide de capteurs d'obstacles, a posé le drone dans la crevasse entre les deux pentes de la chaîne de montagnes sur une zone relativement plate.
Le résultat du vol du drone est des photographies à ces points (ce logiciel de traitement met déjà en évidence leurs centres):
Les mesures GNSS sont téléchargées séparément via Wi-Fi une fois le vol terminé, elles sont stockées sur le drone et ne sont pas diffusées au sol en temps réel.
Vous pouvez partir plus loin, car l'étape suivante est le traitement photogrammétrique des photographies aériennes. Les coordonnées des points de contrôle au sol sont utilisées uniquement pour le contrôle:
Voici un nuage de points après la classification. La couleur met en valeur la végétation, les supports, les fils des lignes électriques, les bâtiments et les structures:
Et c'est déjà un modèle 3D pour ce cloud:
Dans ce village de chalets, la tâche était simple: 5 cm par pixel, paysage simple, un minimum d'arbres, pas d'interférence. Nous avons reçu l'orthophotomap et l'avons combiné avec le plan cadastral:
Il peut être utilisé pour l'arpentage, l'inventaire et l'évaluation cadastrale des parcelles de terrain, l'évaluation de l'efficacité de l'utilisation des terres, la conception du développement des territoires, la conception et les travaux d'arpentage, la reconstruction et le développement des réseaux routiers, le suivi de l'état des communications souterraines et souterraines, des pipelines, des lignes électriques, etc., la surveillance des terres à des fins de protection, la surveillance environnementale des limites et des zones de terres susceptibles de changer, la création de modèles de terrain en trois dimensions pour les SIG
Pourquoi UgCS? Parce qu'il n'y a pas d'autres options sur le marché, tout le reste est un niveau amateur. Il est très pratique que n'importe quel drone puisse être mis en mission, et il ne fera que voler: toute la gamme DJI est prise en charge, y compris Maviki et une douzaine de drones supplémentaires populaires en géodésie. Il n'y a aucune liaison au fer. Très bonne planification - depuis le bureau. Contrôle normal à partir d'un ordinateur portable avec un joystick ou CLICK & GO, bon géocodage des images pour Photoscan ou Pix4D. Il existe des logiciels alternatifs sur le marché sans avoir à transporter un ordinateur portable, mais avec beaucoup moins de fonctionnalités. Un ordinateur portable est un énorme avantage, mais aussi une malédiction du système: il complique grandement les voyages d'affaires. En hiver, tout cela devient encore plus compliqué du fait que les batteries de l'ensemble du paquet gèlent, et il faut travailler avec des gants (ce qui n'est pas très précis). Mais il n'y a pas encore d'autres options: soit de tels inconvénients, soit des capacités limitées.
Voici un exemple du résultat d'un modèle de ville en trois dimensions:
Voici un autre objet - un modèle de carrière en trois dimensions:
Voici une histoire.
Les références