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Droni Sapr

Droni professionali: tutte le soluzioni di MicroGeo

Droni professionali - Aeromax (UAV) solution

Microgeo propone diverse soluzioni nel settore dei Droni Professionali per il Rilievo ed è in grado di integrare sui propri Droni o SAPR, sistemi Termografici, Fotogrammetrici, Multi - Iperspettrali e Laser scanner, installando gli opportuni sensori a bordo. Ciascuna soluzione di drone professionale è corredata di software per missioni di volo e per la successiva elaborazione dati (Termomosaici radiometrici, Ortofoto, volumi, sezioni e curve di livello), usando software esclusivi sviluppati ad hoc in Italia.

L'Azienda si pone come obiettivo principale non solo la vendita del drone, ma soprattutto la fornitura di sistemi UAV completi di sensori, specifici per le applicazioni di interesse del cliente. L’elevata professionalità del personale di cui si avvale è la base di una ricerca continua di soluzioni innovative nel settore e permette di creare sistemi integrati customizzati sulle richieste del cliente.

Le principali soluzioni di droni professionali riguardanti i multirotori sono:

  • AEROMAX4
    AeromaX4 è il nuovo drone multisensore per rilievi fotogrammetrici, termografici e multispettrali. La sua gimbal intercambiabile permette infatti di montare diversi sensori a bordo e fornire una moltitudine di dati per le diverse esigenze del rilievo. Questo drone raggiunge i 25 minuti di volo continuo ed è possibile farlo volare in autonomia grazie al software di mission planner dedicato. Inoltre sono stati aggiunti dei sensori di profondità per una maggiore sicurezza. Le sue applicazioni sono molteplici: aerofotogrammetria territoriale, urban mapping, reti elettriche, gis e cartografia, agricoltura di precisione, manutenzione di campi fotovoltaici, dispersioni termiche di edifici e molto altro.
  • BEECOPTER 250g
    BeeCopter non ha bisogno di un corso di pilotaggio ed è abilitato a volare anche nelle aree urbane. Monta una fotocamera da 12 megapixel con ottica modificata per evitare la distorsione delle immagini e, nonostante le piccole dimensioni, ha un'autonomia di 10 minuti di volo. Questo piccolo drone ha le stesse funzionalità dei droni professionali più "grandi": è possibile impostare un piano di volo con l'ausilio di un pc e gestirne il posizionamento tramite GPS + Glonass; inoltre, in caso di basso voltaggio, rientra automaticamente al punto di decollo. Se dovesse iniziare una leggera pioggia durante il volo non dovete preoccuparvi: l'elettronica di BeeCopter è totalmente impermeabilizzata.
  • AEROMAX CAMERA SYSTEM
    Sistema con camera (reflex o compatta) integrata a bordo del drone UAV per rilievi fotogrammetrici, ortofoto, volumi in cave, catasto e topografia, rilievi architettonici di precisione.
    Può essere montato sul già citato AeromaX4.
  • AEREOMAX INFRARED SYSTEM
    Sistema con termo sensore integrato a bordo del drone UAV per rilevare stress idrico nelle culture, controllare discariche abusive, frane, degrado architettonico e panneli solari.
    Per effettuare un rilevamento termografico da drone o da aeromobili a pilotaggio remoto (APR) abbiamo un sistema composto dalle ultime termocamere arrivate in casa Optris®, interfacciate ad un Computer-On-Module (COM), che può essere montato su tutti i multirotori Aeromax. Queste termocamere permettono di misurare temperature da -20 °C a 900 °C acquisendo immagini radiometriche con una risoluzione di 388x288 pixels ad una velocità (frame rate) di 80 Hz.
  • AEREOMAX LIDAR SYSTEM
    Sistema Laser Scanner (LIDAR) integrato a bordo del drone UAV.
    Microgeo propone un sistema laser scanner (LIDAR) con sistema integrato a bordo del drone e software per la gestione e il processamento dei dati. Il sistema permette di eseguire un rilievo da drone garantendo un elevato livello di accuratezza metrica. Si tratta di un multirotore ad otto braccia con un payload di 10 kg ed un peso massimo al decollo di 23 kg. Può rimanere in volo per 45 minuti con una velocità massima di 10 m/s. Per quanto riguarda il piano di volo abbiamo un intuitivo ed efficace software con tool ottimizzati per aero-fotogrammetria.
  • AEROMAX HYPERSPECTRAL SYSTEM
    Sistema con camera iperspettrale RIKOLA integrato a bordo del drone UAV.
    I sistemi di ripresa e analisi iperspettrali rappresentano una tecnica dalle grandi potenzialità nel campo delle analisi ambientali. Dai dati raccolti dal sensore iperspettrale si possono elaborare immagini in falsi colori rappresentative delle caratteristiche delle superfici indagate.
  • AEROMAX MULTISPECTRAL SYSTEM
    Sistema con camera multispettrale MICASENSE SEQUOIA integrato a bordo del drone UAV.
    Il sensore multispettrale restituisce un'immagine multibanda e consente di estrarre utili informazioni sulla terra, sulle colture e sulla vegetazione in generale.

 Droni professionali UAV: come funzionano?

Negli ultimi anni, la rapida evoluzione nel campo dei microprocessori e dei sensori unita alle elevate prestazioni per batterie e motori, ha permesso lo sviluppo di una nuova classe di velivoli, dimostratasi insostituibile in una vasta serie di applicazioni.

Questa famiglia di piccoli velivoli, più comunemente identificata con il termine drone, è denominata UAV (Unmanned Aerial Vehicle), APR (Aeromobile a Pilotaggio Remoto), VTOL (Vertical Take-Off and Landing) oppure multirotori, dato che la propulsione è garantita da più gruppi di motore-elica.

I droni professionali della serie Aeromax, proposti sono Esacotteri ed Ottocotteri per impieghi professionali in cui è richiesto un  payload ( peso dei sensori da alzare ) che può variare a seconda dell'applicazione. Il sistema Aeromax  è progettato con criteri di semplicitá, compattezza e maneggevolezza, per rispondere meglio alle esigenze di professionisti che devono apprendere le tecniche del volo.

Il sistema è compatto e maneggevole. All'interno di uno chassis sono alloggiati tutti i componenti del drone UAV: motori, batteria, cablaggi ed elettronica di controllo.
Il software, che acquisisce i dati dai sensori di bordo e li processa in tempo reale, stabilisce e trasmette ai motori il corretto valore di potenza e quindi velocità di rotazione/spinta, permettendo così al velivolo di mantenersi livellato e di effettuare tutte le manovre necessarie per lo svolgimento delle operazioni richieste. Una delle peculiarità di questi droni professionali multirotori è la riduzione drastica dei componenti meccanici, basando il proprio funzionamento quasi completamente sull'elettronica e sul software di gestione. Questo permette flessibilità, facilità di gestione e manutenzione, e abbattimento generale dei costi.

L'elettronica di bordo dialoga con la stazione a terra per mezzo di un radio-modem bidirezionale. Questo permette di visualizzare la posizione del drone sulla mappa della zona interessata dalle operazioni e l'orientamento della prua. Permette inoltre l'invio del piano di volo al velivolo, dei waypoint, dei dati di direzione della prua, altitudine, eventuali POI (point of interest), ecc.

Le immagini riprese e registrate dai sensori (ottici, IR, lidar) a bordo di un drone UAV possono anche essere registrate e visualizzate dalla stazione a terra, grazie ad una trasmittente video analogica o digitale, che in caso di applicazioni critiche può anche essere criptata.
Il raggio di azione di questi velivoli multirotori può essere considerato pari ad un chilometro, mentre l'altitudine massima di esercizio si può considerare intorno ai 300m dal suolo. L'autonomia del di questo drone professionale varia dai 15 ai 30 minuti. Il payload varia tra i 300 grammi ed i 6 chilogrammi.

Perché scegliere un drone professionale?

Un drone professionale offre numerosi vantaggi rispetto ai cosiddetti “droni giocattolo”, che molto spesso utilizzati anche per uso professionale, senza avere gli stessi risultati che un apparecchio professionale può garantire.

I droni professionali, infatti, permettono di montare a bordo macchine fotografiche performanti con ottiche di alta qualità e sensori di dimensioni notevoli che permettono di scattare foto ad alta definizione e di diminuire il campo di vista per ogni scatto. Questo permette di scattare meno foto in totale e, quindi, di diminuire il tempo di acquisizione e di elaborazione.

Un altro componente importante è senz’altro il sistema di stabilizzazione della camera (Gimbal) che permette di compensare le oscillazioni del drone durante il volo e, quindi, di scattare foto nitide e di qualità.

Anche la durata delle batterie non è un fatto da sottovalutare: con i nostri droni professionali è possibile, infatti, arrivare fino a 25-30 minuti di volo continuo.

Infine, con i nostri droni professionali, abbiamo la possibilità di programmare una missione tramite il software Mission Planner che guiderà il multirotore durante l’acquisizione in maniera completamente automatica.

Rilievo topografico con drone professionale

Ogni rilievo effettuato con drone professionale e fotocamera permette di restituire un modello 3D che rappresenta fedelmente l’oggetto rilevato nelle proporzioni tra le parti.

Per rendere metriche le distanze, e quindi scalare il nostro modello 3D, è necessario effettuare misurazioni in campo o aggiungere punti derivanti da stazione totale.

Tutte queste informazioni sono facilmente importabili nel nostro software di fotogrammetria 3DF Zephyr Aerial. Per una maggiore precisione, inoltre, è possibile selezionare i punti di controllo (a cui verranno poi associati i punti derivanti dalla stazione totale) direttamente dalle immagini, i quali verranno riproiettati automaticamente sulla nuvola di punti 3D e serviranno per scalare metricamente l’oggetto. Un altro modo è quello di aggiungere una o più distanze note tra due punti di controllo.

Infine, cosa presente unicamente in 3DF Zephyr Aerial, è possibile importare scansioni provenienti da laser scanner e scalare il progetto fotogrammetrico allineandolo al rilievo laser.

Una volta scalato il modello acquisito con il drone professionale, è possibile effettuare misurazioni di ogni genere, generare sezioni e curve di livello, creare ortofoto ed esportare ogni elemento in ambiente CAD.

 Come pianificare una missione di volo con un drone professionale

Tutti i nostri droni professionali sono controllabili da remoto in maniera completamente automatica.
Questo vuol dire che l’utente non ha bisogno di pilotare direttamente il multirotore, così da avere una maggiore salvaguardia del mezzo e una pianificazione a tavolino dell’area da rilevare.

 

Grazie al software Mission Planner è possibile disegnare un poligono che corrisponde all’area di manovra del drone e impostare l’altezza di acquisizione. Dopodichéil drone decollerà in maniera automatica e scatterà le foto in autonomia. Una volta completata la missione il drone atterrerà nel punto di partenza. Durante il volo è possibile, se si desidera, interrompere immediatamente la missione con il tasto RTH (Return To Home) e far tornare il drone nel punto in cui era decollato.

È di vitale importanza quindi, da parte dell’utente, controllare che l’area sia priva di ingombri o costruzioni che impediscano il passaggio del drone. Se si riscontrano queste problematiche è possibile aumentare l’altezza di acquisizione o modificare l’area.

Durante il volo un drone professionale scatta foto con una sovrapposizione del 60-70% (modificabile dall’utente), dando modo al software di generare poi il modello 3D.
L’utente può impostare anche la velocità del drone stesso e visualizzare, in anteprima su Mission Planner, quante foto verranno scattate e la risoluzione del pixel a terra.

 La fotogrammetria da drone professionale (Aerofotogrammetria)

Con la loro diffusione i droni professionali hanno spinto lo sviluppo di software applicativi per la fotogrammetria a livelli straordinari in termini di risoluzione e precisione planimetrica e altimetrica. In particolare: portando in volo fotocamere ad alta risoluzione e potendo scattare immagini geolocalizzate (GPS a bordo) riusciamo ad avere una mappatura del terreno sottostante con una precisione centimetrica. Le ortofoto che otteniamo sono strumenti importantissimi di lavoro per coloro i quali si occupano di territorio. Sono vere e proprie mappe misurabili su cui progettare  lavori di messa in sicurezza dopo eventi  franosi o di altro genere oppure per la regolare manutenzione. 

L’area da coprire nella rilevazione viene elaborata da un computer il quale crea un piano di volo automatico che viene poi eseguito dal drone. Il volo e gli scatti fotografici sono totalmente automatici garantendo una copertura perfetta dell’area d’interesse. Le immagini scattate si sovrappongono una con l’altra del 60-70% dando così al software la possibilità di sviluppare gli algoritmi necessari per creare i modelli 3D del terreno (nuvola di punti) con relativi DTM e curve di livello. 

Piano di volo

Elaborazione dati

Ortofoto

 Modelli 3D generati con un drone professionale

Grazie all’acquisizione di immagini di alta qualità da parte dei nostri droni professionali e la successiva eleborazione nel software di fotogrammetria 3DF Zephyr Aerial è possibile generare modelli 3D ad alta definizione.

La possibilità di rilevare oggetti dall’alto diventa una necessità se si vuole avere un’informazione completa di ciò che stiamo esaminando.
Al tempo stesso è possibile unire modelli 3D creati con altri strumenti (laser scanner, stazioni totali, ecc…) all’elaborato 3D eseguito da drone ed avere, appunto, questa completezza e varietà di dati utili per tutti gli scopi del rilievo.

Con le nostre soluzioni è possibile, inoltre, coprire tutte le aree potenzialmente rilevabili: con i nostri droni Aeromax si possono rilevare terreni agricoli, cave e territori extra-urbani; mentre con BeeCopter è permesso volare anche in città e nei centri abitati.
Di conseguenza anche le applicazioni risultano molteplici: monitoraggio del territorio, rilievi ambientali e architettonici, salvaguardia dei beni culturali, ecc…
Il modello 3D generato, qualsiasi esso sia, può essere inserito nel contesto BIM che manterrà tutte le informazioni necessarie per eseguire rilievi futuri.

Se si desidera una precisione maggiore durante la nostra ricostruzione digitale 3D i nostri droni lidar sono la migliore soluzione. Grazie a questi multirotori professionali è possibile raggiungere l’accuratezza millimetrica del dato.

 Agricoltura di precisione con il drone professionale

L’agricoltura di precisione (precision farming) può essere definita come un sistema integrato di informazione e produzione che ha come obiettivi di lungo termine l’aumento della produttività sito-specifica, dell’efficienza produttiva ed della redditività aziendale, riducendo al minimo l’impatto ambientale.

Il concetto di Precision farming indica in dettaglio una serie di tecnologie, quali il telerilevamento (a mezzo satellitare o aereo), il posizionamento satellitare (GPS) e i sistemi informativi geografici (GIS), che vengono utilizzate, anche integrate tra loro, per l’acquisizione ed elaborazione di dati riguardanti un determinato territorio oggetto di indagine. 

Il telerilevamento, o remote sensing, si fonda sul nesso che esiste tra una serie di parametri relativi alla cortina fogliare in grado di esprimere le risposte vegeto-produttive delle piante e valutare la variabilità nel vigneto. Si tratta di un’acquisizione a distanza di immagini ad alta risoluzione in grado di descrivere la variabilità del vigneto in funzione del diverso comportamento delle superfici e dei corpi ai fenomeni di assorbimento o riflessione della luce nel visibile e nell’infrarosso. 

 

È proprio nel telerilevamento che i droni professionali APR svolgono la loro importante funzione all’interno dell’agricoltura di precisione, raccogliendo con diversi tipi di sensori su di essi installati, le informazioni georeferenziate che saranno utilizzate per l’elaborazione delle mappe di prescrizione.

Nello specifico è possibile combinare con successo una piattaforma senza pilota ad ala rotante con una camera multispettrale e sensori termici al fine di individuare e monitorare le aree in stress idrico di frutteti, vigneti e oliveti.

L’utilizzo di questa tecnica, a fronte di un'impostazione globale ed integrata del sistema informativo aziendale, permette di incrementare la capacità di gestire l'intero sistema di interventi da effettuare nell'azienda agricola; inoltre permette di gestire in modo automatico le singole operazioni colturali. 

 Ispezioni termografiche con il drone professionale

Nel caso delle applicazioni termografiche, dove servono competenze opportune per l'interpretazione del dato rilevato, Microgeo mette a disposizione dei propri clienti, un'esperienza maturata in oltre 15 anni di corsi termografici e di applicazioni  nei vari settori applicativi della termografia.

 

Per effettuare un rilevamento termografico da drone professionale o da aeromobili a pilotaggio remoto (APR) abbiamo un sistema composto dalle ultime termocamere arrivate in casa Optris®, interfacciate ad un Computer-On-Module (COM) montato a bordo velivolo, che permettono di misurare temperature da -20 °C a 900 °C acquisendo immagini radiometriche con una risoluzione di 388x288 pixels ad una velocità (frame rate) di 80 Hz. Le dimensioni compatte delle termocamere (46 x 56 x 90 mm) e del NetBox (111 x 55 x 45 mm) coniugate all'ottica grand'angolo e al peso complessivo di soli 350 g rendono questo sistema la soluzione ideale per moltissime applicazioni che richiedono l'utilizzo di sensori che operano nelle lunghezze d'onda della radiazione infrarossa (IR).

Nell'ambito dei processi di automazione, le termocamere OPTRIS PI sono un affidabile sistema di monitoraggio per l'osservazione di processi continui all'interno dell'industria di materie plastiche, produzione di vetro, trattamento dei metalli e delle superfici.

Per quanto riguarda le elaborazioni dei dati termici ripresi da drone abbiamo software che permettono di ottenere modelli digitali 3D del terreno correlati di temperature rilevate, termomosaici ed ortofoto radiometrici, mappe di temperatura georiferite nei vari sistemi di riferimento o semplici fotoraddrizzamenti termografici delle facciate, per misurare correttamente aree e perimetri correlati con le temperature relative.

 La Normativa EASA e l'avvento del BeeCopter

Dopo aver imposto il paraeliche ai mini droni professionali da 300g, mezzi che fino ad allora erano considerati intrinsecamente inoffensivi dal regolamento, è successo che nei giorni scorsi l’ EASA ha convalidato gran parte della bozza del prossimo regolamento Europeo ed ha indicato in 250 grammi la soglia massima per i droni considerati intrinsecamente inoffensivi basandosi sulle risultanze di studi danesi. In sostanza secondo l’ EASA il peso e le inevitabili piccole dimensioni  rendono inoffensivi questi mini apr. Sulla stessa linea la FAA (Amministrazione Aviazione Federale), che ha esentato dalla registrazione obbligatoria i droni da 250 grammi.

Spinti da queste nuove restrizioni normative, MicroGeo srl ha progettato e realizzato il primo drone di peso inferiore ai 250 gr per uso fotogrammetrico: il BeeCopter.

Questo mini drone non ha bisogno di un corso di pilotaggio ed è abilitato a volare anche nelle aree urbane. Esso monta una fotocamera da 12 megapixel con ottica modificata per evitare la distorsione delle immagini e, nonostante le piccole dimensioni, ha un'autonomia di 10 minuti di volo. Il BeeCopter ha le stesse funzionalità dei droni professionali più "grandi": è possibile impostare un piano di volo con l'ausilio di un pc e gestirne il posizionamento tramite GPS + Glonass; inoltre, in caso di basso voltaggio, rientra automaticamente al punto di decollo.

Se dovesse iniziare una leggera pioggia durante il volo non dovete preoccuparvi: l'elettronica del BeeCopter è totalmente impermeabilizzata.

 

 Galleria Immagini

 

 Video


Rilievo laser scanner mobile con drone Ricopter presso l’area archeologica di Roselle a Grosseto.


Rilievo drone Aeromax.