Рабочий процесс осмотра крыши с помощью Mavic 3E
С ростом числа крупных коммерческих зданий по всей территории США значительно увеличивается потребность в безопасном и эффективном осмотре крыш.
Каждая крыша уникальна, и каждая крыша нуждается в проверке. Протечки и дыры могут стоить тысячи и вызывать другие проблемы в здании, а в больших коммерческих зданиях могут быть установлены системы ОВКВ и солнечные панели, которые нуждаются в плановом осмотре.
Развитие беспилотных летательных аппаратов за последнее десятилетие изменило подход к осмотру крыш. Больше нет необходимости доставать лестницы и спускаться на землю. Простой полет беспилотника позволяет собрать ценную информацию, которую можно легко передать заинтересованным сторонам и лицам, принимающим решения.
В этой статье мы подробно рассмотрим шаги, которые необходимо предпринять при использовании дронов для обследования крыши.
Оглавление
Сбор данных
- Понимание объекта
- Определение цели миссии
- Проверка настроек датчиков
- Планирование полета
- Сбор данных
- Ручной осмотр
Обработка данных
- Тепловые и визуальные наборы данных
- Наземные контрольные точки/контрольные пункты
- Настройки DJI Terra
Отображение данных
- Сторонние поставщики аналитических услуг
Сбор данных
Понимание объекта
Крыши бывают разных форм и размеров. Некоторые инспекции проводятся для жилых крыш, а многие – для коммерческих. Чтобы понять, как лучше поступить с объектом, важно взглянуть на масштаб проекта.
Размер крыши – один из факторов, который необходимо учитывать. Если речь идет о небольшой крыше, дополнительные детали можно снять за несколько минут (или даже секунд). Большие коммерческие крыши могут потребовать длительного полета, поэтому планируйте соответствующим образом.
Высота здания – важный фактор при планировании миссии. Быстрый полет на вершину здания может дать вам представление о его высоте, чтобы вы могли лучше спланировать задание.
Еще один важный фактор – понимание окружения здания. В Mavic 3 Enterprise используется технология O3 Enterprise Transmission, обеспечивающая стабильную связь с дроном, а также системы всенаправленного предупреждения столкновений и APAS 5.0, которые помогают обеспечить безопасность дрона при полетах в сложных условиях и безопасное возвращение домой по завершении миссии. Мы всегда хотим летать безопасно, поэтому, если речь идет об осмотре крыши здания, рядом с которым находится парковка, убедитесь, что вы следуете рекомендациям FAA по работе над людьми. При планировании миссии убедитесь, что зеленая линия полета не выходит слишком далеко за периметр здания, если это имеет значение.
Определение цели миссии
На крыше может находиться множество различных объектов, поэтому важно понять цель проекта. Для разных целей могут потребоваться разные источники данных (визуальные, тепловые и т. д.) или разные требования к точности/разрешению.
К числу основных целей обследования крыш относятся:
- обнаружение трещин/протечек
- проверки систем отопления, вентиляции и кондиционирования
- Инспекция солнечных батарей
- Инспекция выхлопных газов
- Потребности в измерениях
Если рассматривать сценарии использования, в которых требуется тепловой датчик (проверка солнечных батарей, обнаружение утечек, проверка систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и т. д.), то часто полет следует проводить сразу после захода солнца. Это гарантирует отсутствие тепловой нагрузки от прямых солнечных лучей, но крыша/солнечные панели все еще будут теплыми в течение дня. Очевидно, что найти трещины в крыше с помощью визуального датчика в сумерках будет практически невозможно, поэтому иногда требуется облететь одну и ту же крышу дважды (до и после захода солнца).
Для обнаружения протечек старайтесь не летать сразу после дождя. Лучше всего подождать хотя бы 24 часа после дождя (до недели), чтобы понять, как происходит дренаж/протечка. Термический анализ также будет затруднен, если полет пройдет слишком близко к дождю, если стоячая вода скрывает проблему.
Также важно оценить размеры здания. Не пытайтесь в первый раз пролететь на высоте 20 футов от крыши очень большого коммерческого здания. Это не только займет слишком много времени, но и может оказаться опасным для неопытного пилота. Благодаря 42 минутам полета Mavic 3 Enterprise с подключенным модулем RTK, большие миссии вполне возможны – просто планируйте их соответствующим образом.
Требования к точности данных при осмотре крыши – еще один аспект, который необходимо учитывать. Часто измерение целей с помощью базовой станции на вершине крыши может быть затруднено, но с помощью Mavic 3 Enterprise и модуля RTK можно получить сантиметровую точность без использования наземных контрольных точек (контрольные точки все же необходимы для подтверждения точности). Зачастую точность данных не имеет первостепенного значения, так как в большинстве случаев она ориентирована на инспекции, но если данные необходимо согласовать с другими данными на стройплощадке, RTK – отличный вариант. Технологии RTK, PPK и Cloud PPK помогут вам добиться высокого уровня точности для вашего проекта.
Проверка настроек датчика
При выборе настроек камеры/датчика необходимо учитывать несколько факторов. Автоматических настроек обычно достаточно для сбора хороших данных, но если вам нужны рекомендации по настройке визуального датчика, вот наши рекомендации:
- Выдержка 1/1000 или выше во время дневного полета. При ночных полетах размытость движения будет основным фактором, поэтому постарайтесь установить максимально возможную выдержку, чтобы при этом хорошо видеть крышу.
- Используйте ISO, чтобы сбалансировать выдержку. Днем лучше всего держать ISO в режиме “Авто”, но во время ночных полетов вы можете использовать его, чтобы “осветлить” изображение, если вам нужно использовать более короткие выдержки.
- Формат изображения: JPG
- Соотношение сторон изображения: 4:3
- Механический затвор: ON
- Датчики для захвата (при тепловой съемке): ВСЕ
- Если речь идет о тепловизионном обследовании, мы обычно рекомендуем установить палитру цветов на IronRed, поскольку в поле зрения камеры имеется большая разница в цветах при разных температурах.
В самом начале мы также рекомендуем потратить время на быстрый облет крыши. Это поможет вам подобрать оптимальные настройки камеры перед полетом. Крыша может быть гораздо ярче, чем вы предполагаете, и если вы зафиксируете настройки камеры вручную в первой путевой точке, то часто изображения будут “передуты”.
Планирование полета
Самый распространенный метод обследования крыши – это сбор достаточного количества перекрывающихся фотографий для создания карты высокого разрешения и 3D-модели крыши. Это можно сделать с помощью приложения DJI Pilot 2, если вы используете дрон Mavic 3 Enterprise Series.
При планировании миссии лучше всего выбрать опцию Mapping Mission. Вот руководство, которое поможет вам начать работу с картографическими миссиями.
А вот некоторые настройки, которые мы рекомендуем специально для инспекции крыш:
- Используйте настройки перекрытия по умолчанию: 70 % frontlap и 80 % frontlap. Этого должно быть достаточно для качественного воссоздания 3D-модели для визуального датчика.
- Если требуется тепловое излучение, мы рекомендуем использовать 80 % бокового и фронтального перекрытия.
- При выборе высоты необходимо использовать ползунки ” Высота маршрута полета ” и ” Целевая поверхность – точка взлета “. Оптимальная высота полета над крышей для жилых зданий составляет 25-50 футов над крышей. Для больших коммерческих зданий такое разрешение может оказаться недостижимым, поэтому достаточно планировать высоту 50-100 футов над крышей. Используя быстрый полет для проверки высоты здания, вы можете установить соответствующую высоту полета. Например, если вы проверяете высоту крыши жилого дома и крыша составляет 25 футов, установите значение Target Surface to Takeoff Point равным 25 футам, а высоту полета – 50-75 футов. Для коммерческого самолета, если вы проверяете высоту крыши 50 футов, запланируйте целевую поверхность для взлета на 50 футов, а высоту маршрута полета – на 100-150 футов.
- Используя ползунок Target Surface to Takeoff Point, вы сможете добиться правильных настроек перекрытия, даже если дрон был запущен с земли. Благодаря матрице 4/3″ Mavic 3 Enterprise вы сможете снимать невероятно детализированные кадры с большим динамическим диапазоном.
- Вот некоторые оценки GSD с M3E: 25 футов 0,2 см/пиксель 50 футов 0,4 см/пиксель 75 футов 0,6 см/пиксель 100 футов 0,8 см/пиксель
- Вот некоторые оценки GSD с помощью M3T:
25 футов 0,26 см/пиксель визуальный, 1 см/пиксель тепловой 50 футов 0,53 см/пиксель визуальный, 1,98 см/пиксель тепловой 75 футов 0,78 см/пиксель визуальный, 2,97 см/пиксель тепловой 100 футов 1,05 см/пиксель визуальный, 3,96 см/пиксель тепловой
- Если ваша цель – 3D-реконструкция, в серии Mavic 3 Enterprise можно использовать функцию Smart Oblique. Это поможет взять под контроль кардан во время полета, чтобы автоматически снимать косые изображения, а не только NADIR.
- ВАЖНО: если целью является проверка солнечных батарей на крыше с использованием теплового излучения, функция Smart Oblique НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ для получения точных показаний температуры.
- Направление и скорость полета – другие аспекты, которые необходимо учитывать. В Mavic 3 Enterprise используется механический затвор 4/3″, который обеспечивает быструю съемку при сохранении точности изображения и минимизации его искажений. Время съемки 0,7 секунды позволяет дрону вести съемку гораздо быстрее, чем предыдущие версии. Скорость полета не так важна для Mavic 3 Enterprise, но если целью является тепловизионная съемка с помощью M3T, постарайтесь ограничить максимальную скорость ниже 10 миль/ч (~4,4 м/с), чтобы минимизировать размытость изображения и неправильные показания термодатчика.
- При планировании направления полета и получении только визуальных изображений рекомендуется лететь в наиболее эффективном направлении. При осмотре солнечных панелей на крышах рекомендуется лететь параллельно панелям для получения наилучших результатов при обработке данных.
Сбор данных
После изучения здания, определения масштаба проекта и подготовки картографической миссии вы должны быть готовы к съемке объекта.
Убедитесь, что вы можете поддерживать визуальную прямую видимость с дроном, что может быть затруднительно при съемке крыш зданий. Внимательно следите за планом полета дрона и камерой FPV, чтобы убедиться, что вы не работаете над людьми. После завершения миссии дрон либо вернется домой, либо сядет и будет бездействовать (в зависимости от настроек завершения миссии).
Ручная проверка
После завершения автоматической миссии вы можете (по желанию) получить дополнительные данные об объекте. Экран ручного захвата, показанный ниже, имеет множество функций, которые помогут вам получить максимальную отдачу от ручного осмотра. В Mavic 3 Enterprise и Mavic 3 Thermal используется гибридный телезум с 56-кратным увеличением, и с помощью правого колеса прокрутки вы можете регулировать степень увеличения датчика.
Чтобы лучше понять цель при ручном осмотре с помощью Mavic 3T, DJI предлагает функцию Side by Side view, которая показывает зум- и тепловизионную камеры рядом друг с другом. Нажав на кнопку SBS на экране, вы можете выбрать оба вида одновременно.
Если вы используете датчик зума с M3T, мы также рекомендуем воспользоваться функцией Link Zoom, чтобы сохранить одинаковый уровень зума и тепловизионных датчиков.
Данные процесса
Тепловые и визуальные наборы данных
После того как объект был отснят, пришло время превратить данные в высококачественную 2D-ортомозаику и 3D-модель. Используя DJI Terra, можно легко получить отличные наборы данных. Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о шагах по обработке данных в DJI Terra.
Быстрые шаги по обработке данных с помощью DJI Terra следующие:
- Импортируйте фотографии/папки в DJI Terra.
- Если обрабатываются как визуальные, так и тепловые наборы данных, мы рекомендуем обрабатывать их по отдельности
- Выберите типы выходных данных (2D карта, 3D модель) и расширения файлов (Tiff, Obj и т.д.), а также определите систему координат (если используется сервис NTRIP).
- Запустите аэротриангуляцию
- По желанию вы можете изменить границы реконструкции на этом этапе, это поможет ускорить время обработки и размер выходных данных, если сосредоточиться только на активе для сшивания
- Дополнительный шаг: Импортируйте данные наземных контрольных точек и выберите правильный код EPSG для региона. Чтобы узнать больше, воспользуйтесь этим руководством по наземным контрольным точкам.
- Выполните шаги по восстановлению 2D-карты и 3D-модели
Обратите внимание, что DJI Terra не гарантирует радиометрическую сшивку, а только необработанные снимки.
После завершения вы можете просмотреть отчет о точности, чтобы понять точность карты. Теперь ваши данные готовы к просмотру и экспорту.
Мы предлагаем вам попробовать Terra в пробном режиме в течение 1 месяца, который доступен в нижней части веб-страницы DJI Terra.
Отображение данных
В DJI Terra есть несколько функций, которые помогут вам просмотреть и проанализировать данные. Вы можете измерять трещины и утечки с помощью наших инструментов аннотации, а с помощью мыши можно перемещаться по 3D-модели. При длительном отображении в DJI Terra есть инструмент для вывода 3D-модели на орбиту на неопределенный срок.
Давайте рассмотрим типичные результаты обследований крыш.
Обычно при поиске протечек, трещин и тепловых неровностей анализируется 2D-ортомозаика, а не 3D-модель. 3D-модель помогает оценить перспективу объекта, но часто сторонние инструменты анализа для тепловизионных обследований анализируют необработанные снимки, а не 3D-модель. Если клиент просит предоставить ему набор данных, вот некоторые поддерживаемые DJI Terra выходные данные. Все экспортируемые данные имеют географическую привязку и могут быть импортированы в сторонний инструмент анализа по выбору (DroneDeploy, Raptor Maps и т. д.).
У DJI также есть инструмент теплового анализа. В этом приложении вы можете анализировать необработанные изображения и обработанные наборы данных, чтобы полностью понять показания температуры. Также существует общедоступный инструмент Эрика Олсена для преобразования тепловых данных в RJPG, который можно импортировать в инструменты теплового анализа Flir.
Сторонние поставщики аналитических услуг
Существует множество специализированных решений для автоматизации анализа инспекций. Если вы хотите автоматизировать обнаружение трещин, утечек, солнечных батарей и т. д., обратите внимание на этих поставщиков решений, которые помогут автоматизировать рабочий процесс.
DroneDeploy – поставщик облачных технологий, который нанес на карту и обработал более 500 миллионов акров по всему миру. Их инструменты охватывают множество различных отраслей (строительство, сельское хозяйство, нефтегазовая промышленность, солнечная энергетика и т. д.). У DroneDeploy есть несколько специализированных инструментов и отчетов, предназначенных специально для инспекции крыш.
Отчет о крыше от DroneDeploy помогает получить размеры крыш из обработанной 3D-модели. Этот инструмент больше подходит для планирования установки солнечных крыш и понимания размеров крыши, но не имеет функции автоматического обнаружения повреждений.
DroneDeploy также имеет инструмент радиометрического теплового анализа, который может помочь определить проблемы на тепловой карте. Просто используйте гистограмму слева, чтобы изменить диапазон температур. У них также есть инструмент “бок о бок”, который поможет понять разницу между несколькими датами полетов.
Если целью является обнаружение повреждений, Loveland Innovations и Eagleview – два отличных варианта для автоматического обнаружения повреждений. У них есть ряд инструментов, способных обнаружить не только волосяные трещины, но и небольшие отверстия/пустоты от града и повреждений от деревьев. Посмотрите ниже на веб-инструмент IMGING от LoveLand Innovation для анализа данных, а также на пример страницы отчета от Eagleview:
Если же в качестве сценария использования используется тепловое излучение, то Raptor Maps хорошо известен в области анализа тепловых изображений. К настоящему времени проанализировано более 50 ГВт солнечных панелей, поэтому их инструменты являются ведущими для анализа солнечных панелей. Ниже приведен скриншот из их инструмента, чтобы понять, как они проверяют солнечные панели.
Спасибо
Спасибо, что прочитали этот рабочий процесс.
