Η τεχνολογία των μη επανδρωμένων οχημάτων αεροφωτογράφισης Ανδρέας Γεωργόπουλος Καθηγητής ΕΜΠ Εργαστήριο Φωτογραμμετρίας drag@central.ntua.gr
Ορισμοί Unmanned aerial vehicles (UAV), are to be understood as uninhabited and reusable aerial vehicles (Blyenburgh, 1999) Με τον όρο «Μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα» νοούνται εναέρια οχήματα που δεν απαιτούν πλήρωμα και είναι επαναχρησιμοποιήσιμα Συνώνυμα Drone (= κηφήνας!!) UAS (Unmanned Aerial/Aircraft System) RPAS (Remotely Piloted Aircraft System) RPV (Remotely Piloted Vehicle) ROA (Remotely Operated Aircraft) ΣμηΕΑ (Συστήματα μη Επανδρωμένων Αεροσκαφών)
Γιατί μη επανδρωμένα οχήματα? Πρόσβαση σε δυσπρόσιτες ή επικίνδυνες περιοχές Μολυσμένες περιοχές Μικτές περιοχές (π.χ. νερό ξηρά) Οικονομική συλλογή δεδομένων Ταχύτητα Ακρίβεια Χρήση πολλών διαφορετικών αισθητήρων Νέοι αισθητήρες (π.χ. Θερμικές μηχανές, SONAR) Νέα περιβάλλοντα εργασίας (επίγεια, υποβρύχια) Εκμετάλλευση τεχνολογικών εξελίξεων Αυτοματισμοί Όραση Υπολογιστών Σμίκρυνση αισθητήρων
Μη επανδρωμένα οχήματα Πού? Εναέρια Επίγεια Επιφανειακά Υποβρύχια
1978 UAV για Χαρτογράφηση με φωτογραμμετρικές μεθόδους 1977 1860 ElectricFlights Hawkeye Μπαλόνια & Αερόπλοια Αετοί Αερομοντέλα Μοντέλα ελικοπτέρων Paraglider RC airplanes & RC helicopters 1980
Δομή των UAV Τα UAV δομούνται σε τρία βασικά τμήματα: Το όχημα Το φορτίο Τον επίγειο σταθμό ελέγχου
Το όχημα Σταθερών πτερυγίων (fixed wing) Πολλαπλών στροφείων (multirotor) Κλινομένων στροφείων (tiltrotor)
Το όχημα Μικρά Μεγάλα Φτηνά Ακριβά
Σταθερών πτερυγίων Μεγαλύτερα ύψη πτήσης Μεγαλύτερο βεληνεκές Μικρότερες κλίμακες φωτογράφισης Μεγαλύτερη διάρκεια πτήσης, κάλυψη μεγαλύτερων εκτάσεων Μεγαλύτερη αντίσταση στον άνεμο Μεγαλύτερη ταχύτητα πτήσης Λιγότεροι κραδασμοί Απαίτηση διαδρόμου απογείωσης Bormatec MAJA flying wing
Πολλαπλών στροφείων Μικρό βεληνεκές Χαμηλότερα ύψη πτήσης Μεγαλύτερες κλίμακες φωτογράφισης Σταθερότητα Ελαφρύτερα συστήματα Κατακόρυφη απογείωση Μεγαλύτερη ικανότητα ανύψωσης (payload) Ακριβής τοποθέτηση Μικρότερη ταχύτητα πτήσης
Κλινομένων στροφείων
Πολλαπλών στροφείων VS Σταθερών πτερυγίων Ομοιότητες Συστήματα πλοήγησης Αυτόνομη προσγείωση Αντίσταση σε περιβαλλοντικές συνθήκες Δυνατότητα προγραμματισμού πτήσης Διαφορές Μέγεθος Διάρκεια πτήσης Ύψος πτήσης Κλίμακα Βεληνεκές Ταχύτητα Χώρος προσγείωσης Αριθμός ελίκων Σταθερότητα
Φορτίο (Payload) Αισθητήρες απεικόνισης Οπτικές φωτογραφικές μηχανές Θερμικές ή πολυφασματικές GNSS & INS Πλοήγηση και εντοπισμός Άμεση γεωαναφορά LiDAR
Οπτικές φωτογραφικές μηχανές Βαθμονόμηση!! Megapixel ή pixel pitch?? Μέγεθος αισθητήρα Μέγεθος εδαφοψηφίδας κλίμακα εικόνας Λογισμικά αυτόματης φωτογραμμετρικής επεξεργασίας: δεν τα κάνουν όλα και δεν συμφέρουν πάντα!!
Οπτικές φωτογραφικές μηχανές Κατασκευαστής Μοντέλο Format Ανάλυση Βάρος Διαστάσεις Μέγεθος pixel Frame rate Ταχύτητα (MPx) (kg) (mm²) (μm) (fps) (s ¹) Canon EOS 5DS FF CMOS 50.6 0.930 36.0x24.0 4.1 5.0 8000 (fp) Canon EOS 7D Mark II SF CMOS 20.2 0.910 22.3x14.9 4.1 10.0 8000 (fp) Hasselblad H5D-60 MF CCD 60 1.800 53.7x40.2 6.0 1.1 800 (ls) Nikon D750 FF CMOS 24.0 0.750 36.9x24.0 6.0 6.5 4000 (fp) Panasonic Lumix DMC-GH4 SF MILC CMOS 16.1 0.560 17.3x13.0 3.8 12.0 8000 (fp) Pentax K-3 II SF CMOS 24.4 0.800 23.5x15.6 3.9 8.3 8000 (fp) Phase One ixa 180 MF CCD 80 1.750 53.7x40.4 5.2 0.7 1600 (ls) Ricoh GXR A16 SF CMOS 16.2 0.550 23.6x15.7 4.8 2.5 3200 (fp) Sony Alpha 7R II FF MILC CMOS 42.4 0.625 35.9x24.0 4.5-8000 (fp) Sony Alpha a6000 SF MILC CMOS 24.3 0.350 23.5x15.6 3.9 3.0 4000 (fp) Ευστ. Αδαμόπουλος, ΔΕ 2015
LiDAR Σμίκρυνση αισθητήρων ALS (Airborne laser scanners) GPS/INS Ανάγκες σάρωσης από μικρό ύψος περιορισμένων σε έκταση περιοχών Βαθυμετρία
Σχεδιασμός πτήσης Προγραμματισμός πορείας οχήματος Προγραμματισμός λήψεων Λογισμικά σχεδιασμού πτήσης (εμπορικά ή ελεύθερα)
Προβλήματα Νομοθεσία Δεν υφίσταται Ευρωπαϊκή Νομοθεσία ακόμα Νομοθεσία στην Ελλάδα?? (http://www.opengov.gr/yme/?p=3248) Μέγεθος? Φορτίο? Μεταβολές? Ιδιωτικότητα Ατυχήματα!! Βλάβη ή αστοχία εξοπλισμού Λάθη πιλότου Καιρικές συνθήκες Καταστροφές (μοιραίες??) Ασφάλιση
Συμπερασματικά σχόλια Ευέλικτη και οικονομική συλλογή δεδομένων Δυνατότητα κατακόρυφης, οριζόντιας και πλάγιας φωτογράφισης Διαθεσιμότητα διαφορετικών αισθητήρων και τεχνολογιών Αυτοματισμοί πτήσης και αποφυγή εμποδίων Χειριστής και φωτογράφος απαραίτητοι Περιορισμοί (φορτίο, βεληνεκές, ύψος πτήσης...) Εξάρτηση από καιρικές συνθήκες Αυτόματα λογισμικά σχεδιασμού και επεξεργασίας που απευθύνονται σε μη ειδικευμένους χρήστες Δυνατότητα χρήσης σε πληθώρα εφαρμογών
Εφαρμογές Χαρτογράφηση μικρών και μεσαίων περιοχών Γεωμετρική τεκμηρίωση πολιτιστικής κληρονομιάς Ογκομετρήσεις σε λατομεία, ανοικτά ορυχεία Κατασκευές τεχνικών έργων Γεωργία Τηλεπισκόπηση Διαχείριση φυσικών καταστροφών Παρακολούθηση δυναμικών φαινομένων
Σας ευχαριστώ για την υπομονή σας!!