Si bien el lidar de UAV es definitivamente un gran avance tanto para los proveedores como para los usuarios, ¿es suficiente? ¿Puede la fotogrametría UAV ofrecer lo que realmente necesitan el topógrafo y el ingeniero?
De hecho, puede, pero sólo en parte. Si el área de mapeo es únicamente superficies duras (tierra y pavimento), entonces la fotogrametría es una solución viable.
Por supuesto, la mayor parte del mundo está cubierta por vegetación, que va desde pastos cortos hasta arbustos y grandes bosques. En estas áreas, la solución de fotogrametría automática de formato pequeño no puede penetrar hasta una superficie de terreno aproximada que se necesita para fines de ingeniería. Aquí entra lidar.
A fines de la década de 1990, lidar fue ampliamente adoptado por casi todas las empresas de fotogrametría más grandes. Era (y sigue siendo) bastante caro (a menudo más de un millón de dólares), pero permitía recopilar grandes áreas con mucha más rapidez y precisión que con la fotogrametría convencional y un equipo de estereocompiladores.
Con sistemas tan caros, ¿dónde nos deja eso con los UAV? ¿Se puede usar lidar en un UAV al igual que se usa la fotogrametría? Mucha literatura promueve la idea de que los UAV y el lidar simplemente no se mezclan o que el lidar es demasiado caro, demasiado pesado, etc.
Si bien el lidar de UAV es más costoso que la mayoría de los sistemas de fotogrametría de UAV, los UAV son una buena plataforma desde la cual puede implementar un sistema lidar liviano, pero altamente funcional y asequible. Lo cierto es que hasta hace poco el mapeo de UAV, tanto con imágenes como con LIDAR, no era práctico en gran parte debido a las restricciones de la FAA. Afortunadamente, las regulaciones 107 han mitigado este problema.
RANGO
¿Qué es necesario para que UAV lidar sea práctico? Primero, un escáner láser liviano con suficiente alcance para que sea utilizable. Como mínimo, esto se traduce en una altura de vuelo de unos 45 a 50 metros.
Idealmente, nos gustaría alcanzar el techo de 400 pies para maximizar nuestros esfuerzos. Esto se traduce en un rango de láser de al menos 150 metros. La elección del sensor en este caso está dictada por el modelo de negocio del usuario, ya que una gama más grande suele ser más cara.
EN S
El INS (sistema de navegación inercial) es como el sistema nervioso central del sistema lidar. El INS tiene que ser lo suficientemente bueno, o no importa lo bueno que sea el láser. Esto significa que la orientación debe poder proporcionar un resultado angular suficiente (como un teodolito o una estación total para topografía), o la solución es de poco valor.
Por supuesto, el receptor GNSS también debe poder proporcionar suficiente precisión de posicionamiento. Por lo general, esto significa una solución L1L2 PPK. El INS también debe ser pequeño, compacto, liviano y asequible.
Hay varios sistemas que actualmente cumplen con estos requisitos, y prácticamente todos ellos están basados en MEMS. Los sistemas FOG generalmente brindan más rendimiento pero a un costo y aumento de peso significativos. Además, con el techo de 400 pies ofrecen pocas mejoras al producto final.
EXTRAS
El escáner y el INS son los dos componentes principales, pero a esto hay que agregarle electrónica adicional, mucha I+D y una dosis de software súper saludable, tanto para la solución PPK como para la generación de nubes de puntos. Con la receta adecuada, podemos encontrar sistemas lidar que pesan de 1 a 6 kg. En general, cuanto más pesado es el sistema, más largo es el alcance, más grande es el UAV requerido y más caro es el sistema.
COSTO Y PESO
El costo y el peso del sistema lidar impulsan la siguiente decisión: ¿Qué UAV usa? ¿Un multicóptero con tres, cuatro, seis, ocho o más motores? ¿Ala fija? ¿Helicóptero? ¿Gas o eléctrico?
¿Qué hay de la portabilidad: tamaño y potencia? ¿Importa un estuche grande o es necesaria una mochila? ¿Siempre conduce a sus trabajos? Si es así, entonces el tamaño de la batería y el tamaño de la caja rara vez importan.
Si vuela al sitio en aerolíneas comerciales, entonces el tamaño y las baterías deben ser considerados cuidadosamente. Los sistemas más pesados definitivamente requerirán el envío del UAV y las baterías con anticipación, generalmente por transporte terrestre o marítimo. Eso por sí solo puede ser costoso (en tiempo perdido para el tránsito).
¿QUÉ SISTEMA ES EL CORRECTO?
El diseño de un UAV lidar para topógrafos e ingenieros requiere tener en cuenta todas estas consideraciones. Construir un sistema lidar UAV no es tarea fácil, pero no se equivoque al respecto: estos sistemas existen y funcionan arduamente todos los días, brindando lo que el topógrafo y el ingeniero necesitan para realizar el trabajo.
Estos sistemas varían en precio desde alrededor de $40,000 hasta más de $400,000. El sistema adecuado para usted depende de su clientela, entorno y recursos. Un sistema de $40k puede hacer mucho trabajo, pero no lo haga competir contra un sistema de $400k. Del mismo modo, un sistema de $ 400k puede hacer mucho, pero a veces el sistema de $ 40k es, con mucho, la mejor opción para el trabajo.
Si su empresa realiza una gran cantidad de trabajos topográficos utilizando instrumentación topográfica tradicional en extensiones de 10 a 1000 acres, entonces un sistema lidar de $ 40k a $ 120k puede ser la solución perfecta. La diferencia estaría entonces en el UAV.
Un UAV de $10k o menos puede ser perfecto para el negocio que escanea solo de 5 a 10 vuelos por semana, pero alguien que escanea con más frecuencia o en condiciones más duras puede necesitar un UAV de $40+k construido para uso industrial.
Una vez más, el lidar y el UAV deben adaptarse al negocio. No hay una opción única para todos.
ESCANEAR A ENTREGABLE
Los siguientes son detalles de una empresa que utiliza lidar con su UAS para la topografía. Establecida en 1950, CH Fenstermaker & Associates es una firma de consultoría multidisciplinaria con sede en Luisiana que se especializa en ingeniería, topografía y mapeo, consultoría ambiental y tecnologías avanzadas. Fenstermaker utiliza vehículos aéreos no tripulados con sensores fotográficos y lidar; sin embargo, dado el entorno a lo largo de la Costa del Golfo, LIDAR tiene ventajas allí.