Czy Matrice 300 to najlepszy dron do geodezji?

Na targach Intergeo 2020 (największe wydarzenie w branży geodezyjnej i geoinformatycznej w Europie) które odbyły się w zeszłym tygodniu, firma DJI pokazała dwa nowe systemy do drona DJI Matrice 300 – kamerę P1 oraz skaner LiDAR L1. Czy dzięki temu branże geodezyjną czeka mała rewolucja? Sprawdzamy jak Matrice 300 sprawdzi się jako dron w geodezji.

Matrice 300 w skrócie

DJI Matrice 300 RTK to między innymi profesjonalny dron geodezyjny, którą znajduje wiele zastosowań. Najlepsze cechy tego drona to: omijanie przeszkód, ponad 30 minutowy czas lotu z kamerą, zasięg do 8km, funkcja RTK i GPS wraz z technologią Airsense ADS-B i wieloma inteligentnymi narzędziami zapewniają najlepszą możliwą dokładność i bezpieczeństwo dla potrzeb inspekcji. Na przykład dzięki Waypoints 2.0 można zarządzać maksymalnie 65 535 punktami, więc można wstępnie zaprogramować bardzo długą misję. M300 w dniu premiery został zaprezentowany z dwoma kamerami: H20 lub H20T, które mieściły w sobie kamery z wielokrotnym zoomem, dalmierz oraz termowizję w modelu H20T. Teraz pojawiły się nowe modele (P1 oraz L1), które przeznaczone są głównie z myślą o branży geodezyjnej. Przedstawiamy dlaczego dron i geodezja to dobre połączenie w tym wypadku. 

Nowe kamery do DJI Matrice 300 RTK

Zenmuse P1 to kamera przeznaczona do fotogrametrii niskiego pułapu. Kamera DJI P1 to pełnoklatkowa kamera o rozdzielczości 45 megapikseli z możliwością wymiany obiektywów (ten sam zestaw obiektywów co do kamery Zenmuse X7) o stałej ogniskowej, który umieszczony jest oczywiście na 3-osiowym stabilizowanym gimbalu. Po raz pierwszy DJI używa pełnoklatkowego sensora z większą ilością mikronów w każdym pikselu aby zapewnić wyższą jakość obrazu na każdym zdjęciu. Niski interwał z jakim możemy wykonywać zdjęcia pozwala na mapowanie dużego obszaru w bardzo krótkim czasie.

Rewolucyjnie niski czas na pobranie danych

Zaledwie 4 loty – czyli około 140 minut w powietrzu wystarczy aby zebrać dane z 10 kilometrów kwadratowych terenu, potrzebnych do stworzenia ortomozaiki 2D. Oznacza to, że możemy zmapować obszar o wielkości 2,3km x 4,5km w mniej niż 2,5 godziny.

Oczywiście sama kamera w wysokiej rozdzielczości nie wystarczy aby pozyskać odpowiednie dane. To co wyróżnia cały system M300 z P1 to automatyczna synchronizacja danych o położeniu i miejscu wykonania zdjęć. Gimbal, kamera, kontroler lotu oraz moduł RTK łączy i kalibruje ze sobą wszystkie dane, dostarczając centymetrowej dokładności informacje.

Właściwości kamery DJI Zenmuse P1

Kamera P1 posiada global shutter, a czas otwarcia migawki wynosi 1/2000 sekundy co zapobiega powstawaniu efektu jello. Parametry te pozwalają na otrzymywanie ostrego obrazu nawet przy szybkim locie i wykonywaniu zdjęć z dużą częstotliwością.

Zenmuse P1 pozwala również na tworzenie modeli 3D na dużych obszarach. Ukośne zdjęcia wykonane zostaną automatycznie po wybraniu funkcji Smart Oblique Capture. W tym trybie kamera wykonuje zdjęcia pod różnymi kątami zmieniając poziom nachylenia co pozwala na szybkie gromadzenie danych potrzebnych do stworzenia modeli 3D. Funkcja ta zmienia sposób w jakich do tej pory były pozyskiwane dane i maksymalnie upraszcza całą procedurę.

W obszarach gdzie ukształtowanie terenu jest nierówne, można wykorzystać funkcję Terrain-follow, w której dron Matrice 300 RTK dostosuje swoją wysokość lotu do terenu, poprawiając dokładność danych wyjściowych.

Gdzie jeszcze można użyć drona Matrice 300?

Dron geodezyjny M300 z kamerą P1 można wykorzystać również w takich gałęziach jak architektura, inżynieria i budownictwo (AEC). W jaki sposób? Dron pozyskuje dane 2D oraz 3D, które można wykorzystać do oceny ryzyka, inspekcji, postępów prac budowlanych czy zadań związanych z konserwacją budynków.

To jednak nie wszystkie miejsca gdzie można z powodzeniem wykorzystać dane z Matrice 300 RTK. W sytuacjach kryzysowych, natychmiastowy dostęp do najnowszych danych terenowych może mieć kluczowe znaczenie w sposobie radzenia sobie ze skutkami kataklizmów oraz ratowaniem życia. W połączeniu z oprogramowaniem DJI Terra, możemy otrzymywać mapę 2D w rzeczywistym czasie lotu drona. Oznacza to, że w momencie gdy dron wykonuje lot – dane te mogą być przekazywane niemal natychmiastowo na przykład do centrum zarządzania kryzysowego, które to podejmie odpowiednie decyzje otrzymując dokładne dane z bardzo dużego obszaru.

Dron DJI Matrice 300 RTK z kamerą P1 – podsumowanie

Wszystkie cechy Matrice 300 oraz kamery Zenmuse P1 sprawiają, że jest to wysokowydajne rozwiązanie, które nie było do tej pory dostępne dla czterowirnikowca. M300 jako nowe narzędzie do pomiarów lotniczych jest dokładnym, inteligentnym i bezpiecznym rozwiązaniem dla wielu branż, nie tylko tu wymienionych. Dron w praktyce geodezyjnej jest dobrym rozwiązaniem ale gdy jest nim Matrice 300 z Zenmuse P1. Naszym zdaniem Matrice 300 to najlepszy dron do pomiarów geodezyjnych na rynku.

LiDAR wkracza do gry

Drugim systemem, który został stworzony do M300 jest LiDAR DJI Zenmuse L1. Jest to wysokowydajne urządzenie, które wykorzystuje do swojego działania wiązkę lasera (światło) oraz teleskop mapując teren i dostarczając bardzo dokładnych danych o zeskanowanych obiektach. Dane pozyskanie z L1 cechują się wysoką dokładnością i szczegółowością ale również dużą objętością pozyskanych danych. LiDAR wykorzystywany jest w systemach rozpoznawania obiektów, autonomicznych samochodach, jak również w najnowszym modelu iPhone 12. LiDAR wykorzystuje się również w meteorologii – wysyłając wiązkę w przestrzeń można badać składniki chmur, gęstość i wilgotność powietrza, a nawet zanieczyszczenia w atmosferze.

W czym w takim razie można wykorzystać LiDAR w połączeniu z bezzałogowcami? Na ten moment jest to jedno z najnowocześniejszych technik pozyskiwania danych potrzebnych do stworzenia numerycznego modelu terenu, co pozwala na tworzenie między innymi: map, inspekcji linii wysokiego napięcia, pomiarów trudnodostępnych terenów, mas ziemnych, badanie roślinności czy przeszukiwania stanowisk archeologicznych. Jak widać zastosowań jest sporo, a wymieniliśmy tylko kilka z nich.

Zenmuse L1 – LiDAR i kamera RGB

L1 wyposażony jest w LiDAR od firmy Livox (Model Mid70), 20-megapikselową kamerę RGB identyczną z tą z drona Phantom 4 RTK, a całość kontroluje niesamowicie dokładne IMU. Identycznie jak w P1, cały sensor jest umieszczony na 3-osiowym gimbalu redukującym drgania. Połączenie tych sensorów pozwala na wierne odwzorowanie otoczenia w 3D.

Zasięg skanowania L1 wynosi 450 metrów przy 80% odbiciu. Gdy połączymy dane z LiDARu z obrazami z kamery RGB otrzymamy efektowne, rzeczywiste kolorowe chmury punktów o wysokiej gęstości o centymetrowej dokładności.

Dzięki Zenmuse L1 możliwe jest dokładne skanowanie na przykład: mostów, linii energetycznych czy wież telekomunikacyjnych w celach utrzymania i konserwacji.

Za pomocą L1 można dokładnie obliczyć np. wysokość roślinności i ich odległość od kluczowych elementów infrastruktury co pozwala na precyzyjne wskazanie gdzie należy wyciąć ich część.

Na gęsto zalesionych terenach wiązka wysyłana przez Zenmuse L1 może przeniknąć przez korony roślinności i przekazywać dane o ukształtowaniu terenu i obiektach naziemnych. Oprócz tego można otrzymać informacje takie jak szerokość i wysokość korony drzew. Pozostałe dane powierzchni ziemi mogą służyć do generowanie bardzo dokładnych cyfrowych modeli wysokościowych dla map topograficznych. Również w tym przypadku działa funkcja terrain-follow, w której dron M300 dostosowuje swoją wysokość do wysokości terenu aby zbierane dane do chmury punktów były ze sobą spójne.

Wykorzystanie LiDAR w akcjach ratowniczych

Mapowanie terenu w akcjach ratunkowych nie jest możliwe w nocy za pomocą zwykłej kamery. Z pomocą L1 sytuacja ta się zmienia. Zenmuse L1 pozwala zobaczyć modele chmury punktów w czasie rzeczywistym dzięki funkcji Point Cloud Liveview. Co to oznacza dla operatora drona M300?

Po wykonaniu nalotu nad wskazanym terenem, na kontrolerze pilota drona pojawi się automatycznie wykonany model 3D, który można mierzyć (na przykład odległości) oraz dodawać adnotacje, które mogą być przekazywane w czasie rzeczywistym do innego użytkownika z kontrolerem. Takie rozwiązanie pozwala na niemal natychmiastowe otrzymanie informacji o interesującym nas terenie i podejmowanie kluczowych decyzji na miejscu akcji ratunkowych.

Zenmuse L1 – podsumowanie

Podobnie jak w P1, dane z L1 mogą być analizowane i obrabiane za pomocą oprogramowania DJI Terra. Oba ładunki są kompatybilne wyłącznie z dronem DJI Matrice 300.

LiDAR L1 pozwala na bardzo dokładne zdigitalizowanie otaczającego nas świata oraz wykorzystanie go w automatyzacji pewnych procesów. W połączeniu z dronem DJI Matrice 300 RTK jest to nowoczesne narzędzie, które w rękach profesjonalistów może dostarczać dane o niedostępnej wcześniej precyzji.

Zenmuse P1 i Zenmuse L1 – cena i dostępność

Dokładna cena obu urządzeń nie jest jeszcze znana. Oba sensory będą dostępne w pierwszym kwartale 2021 roku i wtedy też znana będzie ich cena. 

Jesteśmy oficjalnym dystrybutorem DJI Enterprise w Polsce – zapraszamy do kontaktu oraz po więcej informacji oraz inne drony w geodezji. 

Poniżej znajduje się komplet informacji oraz szczegółowa specyfikacja techniczna na temat opisanego sprzętu:

* Dron DJI Matrice 300 RTK
* Kamera DJI Zenmuse P1
* LiDAR DJI Zenmuse L1