پهپاد مولتی روتر عمود پرواز Photros X850
طراحی و ساخت توسط تیم فنی شرکت ایران توتال – گیتی رایان نگار
◊ حداکثر سرعت افقی : ۸M/S
◊ نوع سنسور : ۳۲ بیتی
◊ نوع پایه ها : جمع شونده اتوماتیک
◊ جنس پایه ها : فیبر کربن
◊ وزن دوربین : ۵۰۰ گرم
◊ اتوپایلوت : دارای GPS , IMU
◊ رادیو کنترلر : ۱۶ کاناله
◊ شارژر : ۱۰۰۰ وات
◊ گیمبال : دو محوره با موتورهای براشلس
◊ وزن پرنده : ۶۰۰ گرم
◊ باطری گیمبال : ۱۳۰۰ میلی آمپر
◊ مقدار بار قابل حمل : ۱٫۵ کیلوگرم
◊ جنس بازو و بدنه : فیبر کربن
◊ نوع بازو ها : تا شونده جهت حمل راحتتر
◊ طول بازوها : فاصله محور و موتور ۹۰CM
مقاله تخصصی معرفی و آموزش نحوه عملکرد پهپاد نقشه برداری
تهیه و تنظیم مقاله : شرکت ایران توتال – شرکت گیتی رایان نگار
مفاهیم و تعاریف
♦ پهپاد : پرنده هدایت پذیر از دور (Unmanned Aerial Vehicle (UAV
♦ سنجنده : وسیله برداشت داده شامل: دوربین تصویر برداری، سنجنده مادون قرمز، لایدار و …
♦ پهپاد فتوگرامتری : هدایت پرنده بدون سرنشین برای مقاصد نقشه برداری هدف تهیه نقشه سه بعدی
♦ مدل رقومی ارتفاعی : DTM) Digital Train Model)، هر پیکسل از تصویر نمایش دهنده ارتفاع متناظر زمینی
♦ مدل رقومی سطحی زمین : DSM) Digital Surface Model)، شامل عوارض دست ساز بشر، هر پیکسل نمایش دهنده ارتفاع متناظر سطح مصنوعی زمین است.
سیستم های معمول پهباد
.
پهپاد بال ثابت
♦ نیاز به باند فرود برای نشست و برخاست
♦ سرعت بالاتر تا ۴ برابر پرنده عمود پرواز ( ۴۰-۹۰ کیلومتر بر ساعت)
♦ ارتفاع بالاتر (۱۰۰- ۵۰۰ متر)
♦ تهیه نقشه از مناطق وسیعتر ( روزانه ۱۰۰ -۴۰۰ هکتار)
♦ مداومت پروازی بیشتر ( ۲۰-۶۰ دقیقه)
♦ دوران پرنده های افق پرواز حول محور حرکتی ایجاد خطا میکند
♦ معمولا محل دوربین در درون بدنه هواپیماهای افق پرواز ثابت است
مولتی روتر عمود پرواز
♦ عدم نیاز به باند نشست و برخواست
♦ قابلیت پرواز ایستا با هدف فیلمبرداری و عکسبرداری
♦ ارتفاع پایین (۵۰ – ۱۵۰ متر)
♦ سرعت کمتر و وزن بالاتر
♦ قابلیت حمل دوربین سنگین تر
♦ امکان دوران و تغییر حالت دوربین در حین پرواز
♦ مداومت پروازی کم
♦ حفظ ارتفاع پروازی و عدم خروج از مسیر مورد نظر در مقابل باد
قسمت های مختلف یک پهپاد مولتی رتور:
♦ بدنه
♦ موتور
♦ ملخ
♦ گیمبال
♦ رادیو کنترل
♦ کامپیوتر پرواز
♦ تجهیزات مخابراتی و تله متری
♦ منبع تغدیه (الکتریک – بنزینی)
♦ تجهیزات ایستگاه زمینی و نرم افزارها
♦ دوربینهای عکاسی – طیفی – حرارتی – لیدار
♦ سیستمهای ناوبری (GPS – کمپاس – بارومتر- IMU
نرم افزار
♦ طراحی پرواز و تنظیمات ناوبری
♦ کنترل ناوبری
♦ آماده سازی و پردازش تصاویر
♦ تهیه نقشه، DEM ، ارتوموزائیک
اجزای پهپاد فوتوگرامتری
سخت افزار
♦ ناوبری
♦ مخابرات
♦ برداشت داده
♦ ایستگاه زمینی
مراحل اجرایی فتوگرامتری با پهپاد
◊ قبل از پرواز
♦ تعریف پروژه و پارامترهای آن توسط کارفرما
♦ شناسایی منطقه
♦ برنامه ریزی پرواز (Flight Planning(FP
♦ اخذ مجوزهای لازم جهت پرواز و عکسبرداری
♦ طراحی نقاط کنترل زمینی و نشانه گذاری (GCP)
پارامترهای لازم جهت طراحی پرواز
توصیف | پارامتر |
موقعیت منطقه | P,X,Y |
ارتفاع متوسط منطقه | HT |
دقت مسطحاتی و ارتفاعی | Sx , Sy |
دقت اندازه گیری (پیکسل) | (Sx(mes |
سرعت حرکت پرنده | Vs |
کشیدگی تصویر | W |
سرعت شاتر | T |
میدان دید | FOV |
زمان بین دو نقطه معادل | dT |
نقاط کنترل زمینی | (P,x,y,z) |
توصیف | پارامتر |
مقیاس عکسبرداری | M |
فاصله کانونی | F |
ارتفاع پرواز | H |
ابعاد سنسور تصویر برداری | (S(x,y |
ابعاد زمینی سنسور تصویر | (S(X,Y |
ابعاد پیکسلی سنسور تصویر برداری | Px , Py |
ابعاد پیکسلی سنسور تصویر روی زمین | GSD |
پوشش طولی و عرضی | P , Q |
اسکیل بار در تصویر و زمین | B , b |
فاصله بین خطوط پرواز | A |
طول و عرض منطقه تحت پوشش | Lp , Lq |
مساحت مدل ( پوشش استریو) | Fm |
طراحی پرواز و نقاط کنترل زمینی
◊ ابعاد سنسور سایز زمینی (GSD) مورد نیاز طبق استاندارد سازمان نقشه برداری
مقیاس نقشه | مقیاس عکس | منحنی تراز (متر) | حداقل اندازه پیکسل زمینی (GSD) (سانتیمتر) | حداکثر اندازه پیکسل زمینی (GSD) (سانتیمتر) |
1/500 | 1/3000 | 0/5 | 3 | 4 |
1/500 | 1/4000 | 0/5 | 4 | 5 |
1/1000 | 1/3000 | 0/5 | 5 | 7 |
1/1000 | 1/4000 | 0/5 | 6 | 8 |
1/1000 | 1/5000 | 0/5 | 7 | 10 |
1/2000 | 1/4000 | 1 | 10 | 14 |
1/2000 | 1/5000 | 1 | 12 | 16 |
1/2000 | 1/8000 | 1 | 14 | 18 |
1/2000 | 1/10000 | 1 | 15 | 20 |
◊ عملیات پرواز
♦ پرواز و عکسبرداری مطابق برنامه کاری
♦ کنترل تصاویر اخذ شده و مطابقت با نقشه پروازی
♦ پوشش طولی بالای ۶۰ % و پوشش عرضی ۶۰% باعث افزایش استحکام هندسی در شبکه و جلوگیری از پدیده لولا شدن
♦ انتخاب نقاط کنترل سه بعدی به صورت یک گرید. به ازای هر ران پرواز حداقل سه نقطه کنترل مورد نیاز است.
♦ فواصل نقاط کنترل در گرید بستگی به ابعاد پیکسل، ارتفاع پرواز، کیفیت تصاویر و پوشش ها دارد.
[aparat id=”rU0n4″]
♦ پردازش:
♦ خودکالیبراسیون و مثلث بندی هوایی
♦ تولید مدل سه بعدی
♦ تولید ابر نقاط متراکم
♦ تولید DTM
♦ تولید DSM
♦ تولید منحنی میزان
♦ تولید ارتوفتوموزائیک
♦ تولید مدل سه بعدی بافت دار
♦ تولید تصاویر بدون اعوجاج برای تبدیل دستی
♦ پیش پردازش :
♦ حذف مشاهدات اضافی
♦ تنظیم داده های GPS/IMU
♦ خروجی های سیستم
♦ تصاویر موزائیک شده
♦ ابر نقاط
♦ مدل سه بعدی
♦ تصویر ارتوفتوموزائیک
♦ مدل رقومی ارتفاعی
♦ مدل ارتفاعی سطح
خروجی ابرنقاط و مدل ارتفاعی پهپاد Photros X850
[aparat id=”5WMgi”]
مقایسه نقشه برداری پهپاد با نقشه برداری زمینی
♦ در مناطق بالای ۱۰۰ هکتار
♦ سرعت بالای تهیه داده
♦ دسترسی به تمامی جزئیات منطقه
♦ افزونی داده ها با دقت بالا و کیفیت بالا
♦ ابر نقاط متراکم، مدل سه بعدی و ارتوفتوموزائیک
♦ قابلیت اندازه گیری و محاسبه احجام به طور دقیق
♦ منحنی میزان دارای صحت و جزئیات بالاتر
♦ حضور آسان در مناطق صعب العبور و خطرناک (مناطق مین گذاری و…)
♦ تهیه نقشه های طیفی و حرارتی در صورت استفاده از سنجنده های مناسب
◊ مزایا
♦ هدایت پرنده در اختیار کاربر
♦ امکان استفاده از دوربین غیر متریک بجای دوربین متریک
♦ ارتفاع پرواز محدود و تاثیر جو در تصاویر ناچیز
♦ تعداد تصاویر زیاد و تاثیر کرویت زمین در تصاویربسیار ناچیز
♦ هزینه های پرواز جزئی و نگهداری وتعمیر پرنده ارزان
♦ در محدوده های کم وسعت توجیه اقتصادی پهپاد بالا
♦ ثبت تصاویر دربازه زمانی دلخواه امکان پذیر است
♦ تکرار پذیری پرواز در همان روز
♦ باند پروازی محدود جهت نشست و برخاست پرنده
♦ تهیه نقشه با مقیاس های ۱/۲۰۰- ۱/۲۰۰۰
◊ امکان پرواز فقط در شرایط زیر
♦ پوشش گیاهی مانع از رویت زمین نشود
♦ منطقه دارای موانع مخابراتی طبیعی و غیر طبیعی نباشد.
♦ منطقه دارای محدودیتهای پروازی نباشد. (نظامی ، اطلاعاتی و …)
♦ پرواز بر فراز مناطق مسکونی تنها با امنیت پروازی بالا امکان پذیر است. (الزام استفاده از چتر نجات)
♦ پرواز در مناطق بادخیز امکان پذیر نمی باشد. (بادهای داینامیک خطر ناک است)
◊ معایب
♦ زمان محدود پرواز
♦ تعداد نقاط کنترل بالا
♦ محدودیت ارتفاع پرواز
♦ تعداد زیاد تصاویر و پوشش بالای آنها
کاربرد های پیشنهادی برای فتوگرامتری پهپاد
♦ مطالعات شناخت، متره و براورد هزینه، زمان عملیات عمرانی
♦ طراحی و اجرای سایت های صنعتی و مسکونی
♦ تسریع در تهیه نقشه های کاداستر به منظور مدیریت تملک اراضی
♦ تهیه نقشه و مانیتورینگ دوره ای سایت ها و بناهای میراث فرهنگی
♦ مطالعات پروژه های مختلف شبکه راه، راه آهن، آب و فاضلاب، خطوط انتقال نیرو، مخابرات، خطوط لوله نفت و گاز
♦ تصویر برداری دوره ای جهت نگهداری و حفاظت از اراضی مسکونی و منابع طبیعی
♦ مطالعات منطقه ای، ژئومورفولوژی، محیط زیست
♦ مطالعات جنگل ها و مراتع و اراضی کشاورزی
♦ مطالعات حریم بستر، مهندسی رودخانه و نواحی ساحلی دریاها
آینده سیستم
♦ افزایش مدت زمان پروازی و ایمنی پرواز
♦ فراگیر شدن سیستم در بین کاربران و قانون مند شدن استفاده از آن
♦ مجهز شدن به کیتهای RTK
♦ استفاده از سنسورهای حرارتی – طیفی – لیدار
تست پهپاد Photros X850 در حضور دکتر اردلان ریاست محترم سازمان شرکت ایران توتال – گیتی رایان نگار ( تولید کننده پهپاد نقشه برداری)
[aparat id=”UdX6I”]
نمونه ای از پروژه انجام شده
♦ مدل ارتو فتو
♦ مدل رقومی