La tecnologia LiDAR è da tempo utilizzata per attività di rilievo tridimensionale del territorio. Un sensore LiDAR si basa sull’emissione di raggi laser che consentono di rilevare centinaia di migliaia di punti al secondo, anche permettendo di discernere tra diverse caratteristiche del suolo. La vera novità che si è affacciata solo negli ultimissimi anni e che rappresenta una importante innovazione di processo risiede nell’utilizzo di sensori LiDAR a bordo di droni. In questo modo si mantiene possibile il rilievo tridimensionale del territorio dall’alto, a costi più contenuti rispetto all’utilizzo di aerei, mantenendo alte le caratteristiche di completezza, precisione e rapidità, tipiche della tecnologia stessa.
CAMPI DI APPLICAZIONE DEL LiDAR
Rilievi topografici tramite lidar: aree non rilevabili con tecniche aerofotogrammetriche
La principale caratteristica dei rilievi Lidar consiste nella capacità degli impulsi laser di “penetrare” nella vegetazione, rilevando effettivamente il suolo.
Parlando di tecniche di telerilevamento in senso molto ampio, possiamo affermare che il Lidar consenta di effettuare DTM anche di aree boschive, ove l’approccio aerofotogrammetrico risulterebbe scarsamente efficace.
Rilievi Lidar per modellazione accurata di strade, fiumi, montagne e infrastrutture
Nel rilievo di infrastrutture fisiche, garantire la maggiore precisione possibile assume un’importanza di livello strategico.
La modellazione dei manufatti, anche in prospettiva BIM, può essere operativamente molto complessa, dispendiosa e relatiamente lenta.
La versatilità dei droni equipaggiati con sistemi Lidar consente attività di telerilevamento di prossimità anche in infrastrutture difficili da raggiungere.
Lidar nell’ingegneria progettuale
La mappatura 3D LiDAR è diventata molto importante perché offre una ricchezza di dati e allo stesso tempo riduce i costi. Che si tratti di creare un modello digitale del terreno (DTM), un modello digitale della superficie (DSM) o un modello digitale dell’elevazione (DEM), le imprese di costruzione e gli ingegneri civili stanno utilizzando gli UAV LiDAR per diversi progetti.
MATRICE 350 RTK
Come piattaforma aggiornata, Matrice 350 RTK stabilisce un nuovo punto di riferimento per il settore. Questo drone di nuova generazione presenta un sistema di trasmissione video completamente nuovo e offre un’esperienza di controllo, un sistema di batterie più efficiente e funzionalità di sicurezza più complete, oltre a robuste capacità di carico e di espansione. È specificatamente progettato per portare innovazione in qualsiasi operazione.
- Autonomia di volo massima 55 minuti
- Grado di protezione IP55
- Carico utile massimo 2,7 kg
- Altitudine di volo massima 7000 m
- Massima resistenza alla velocità del vento 12 m/s
- Temperatura operativa tra -20°C e 50°C
Stabilità continua con il nuovo sistema di trasmissione – Trasmissione O3 Enterprise
Matrice 350 RTK adotta la Trasmissione DJI O3 Enterprise, che supporta feed live in HD 1080p a 3 canali con una distanza di trasmissione massima di 20 km. Sia il velivolo che il dispositivo di controllo remoto dispongono di un sistema ricetrasmittente a 4 antenne, che può selezionare in modo intelligente le 2 antenne ottimali per trasmettere i segnali, mentre le 4 antenne ricevono i segnali contemporaneamente. In questo modo, le capacità anti-interferenza sono notevolmente migliorate e la stabilità della trasmissione è ottimizzata.
Trasmissione ottimizzata 4G
Il segnale video della trasmissione O3 funziona anche in tandem con le reti 4G. In presenza di interferenze del segnale O3, Matrice 350 RTK può comunque mantenere una connessione stabile appoggiandosi alla rete 4G, per gestire facilmente le ostruzioni di segnale negli ambienti complessi e nei centri urbani.
ZENMUSE L2
Zenmuse L2 integra un LiDAR basato sull’inquadratura, un sistema IMU ad alta precisione sviluppato autonomamente e una fotocamera per mappatura RGB con CMOS da 4/3, che permette alle piattaforme di volo DJI di acquisire dati geospaziali più precisi, efficienti e affidabili. Se utilizzata con DJI Terra, offre una soluzione definitiva per la raccolta di dati 3D e una post-elaborazione ad alta precisione.
Soluzione LiDAR integrata
Grazie al suo potente hardware, L2 garantisce una scansione accurata di oggetti complessi all’interno di un ampio raggio d’azione e un’acquisizione più rapida delle nuvole di punti. Durante le operazioni è possibile visualizzare in anteprima, riprodurre ed elaborare modelli di nuvole di punti in loco, sfruttando i report sulla qualità delle attività generati da DJI Terra. Tutto ciò offre una soluzione pratica e completa che migliora l’efficienza complessiva, permettendo agli utenti di ottenere risultati precisi dalle nuvole di punti con una singola operazione di post-elaborazione.
- Alti livelli di precisione
Combinando un GNSS e un modulo IMU ad alta precisione sviluppato autonomamente, questa soluzione garantisce una precisione verticale di 4 cm e una precisione orizzontale di 5 cm.
- Efficienza sublime
Pronta a operare non appena viene accesa, è in grado di raccogliere dati geospaziali e RGB da un’area di 2,5 km2 in un singolo volo.
- Operazioni intuitive
Insieme a Matrice 350 RTK e DJI Terra, L2 offre una soluzione definitiva, che riduce la soglia operativa.
- Distanza di rilevamento aumentata del 30%
L2 è in grado di eseguire il rilevamento da una distanza massima di 250 m con una riflettività del 10% e 100 klx, o di 450 m con una riflessività del 50% e 0 klx. Ora l’altitudine operativa tipica può arrivare a 120 m, migliorando decisamente la sicurezza e l’efficienza operativa.
- Punti laser più piccoli, nuvole di punti più dense
Grazie a una dimensione di un singolo punto di soli 4×12 cm a 100 m, pari a un quinto di quella della versione L1, e alla capacità di rilevare più dettagli in oggetti molto più piccoli, L2 è in grado di penetrare una vegetazione più densa, generando modelli di elevazione digitale (DEM) molto più precisi.
- Supporto per 5 ritorni
Nelle aree con vegetazione molto fitta, L2 è in grado di catturare più punti a terra anche sotto il fogliame.
- Velocità effettiva delle nuvole di punti: 240.000 pt/s
In tutte le modalità di ritorno, sia singole che multiple, L2 può arrivare a una velocità di generazione massima di 240.000 punti al secondo, consentendo l’acquisizione di una quantità di dati superiore nelle nuvole di punti in un determinato intervallo di tempo.
- Doppia modalità di scansione
L2 supporta due modalità di scansione, adattandosi in modo flessibile alle esigenze dell’utente. Con la modalità di scansione ripetitiva, il LiDAR di L2 è in grado di ottenere nuvole di punti più uniformi e accurate, soddisfando i requisiti della mappatura di alta precisione. La modalità di scansione non ripetitiva offre un livello di penetrazione superiore, che consente di ottenere informazioni più strutturali, pertanto è adatta all’ispezione delle reti elettriche, al rilevamento forestale e ad altri scenari.
- Design basato sull’inquadratura
Il design basato sull’inquadratura garantisce un tasso di dati delle nuvole di punti efficace fino al 100%. Se utilizzata insieme a uno stabilizzatore a tre assi, offre possibilità superiori negli scenari di rilevamento.
- Modulo IMU operativo senza riscaldamento
Le prestazioni del sistema IMU sono state notevolmente migliorate ed è pronta all’uso subito dopo l’accensione. Inoltre, il drone associato può iniziare ad operare immediatamente, quando l’RTK è in stato FIX, per offrire un’esperienza ottimale sul campo.
- Fotocamera RGB per la mappatura CMOS da 4/3 e otturatore meccanico
Le dimensioni dei pixel sono state aumentate a 3,3 μm e ora i pixel effettivi arrivano a 20 MP, garantendo un notevole miglioramento delle immagini complessive e aumentando il livello di dettaglio nelle nuvole di punti con colori reali. L’intervallo minimo per le foto è stato ridotto a 0,7 s. Il numero massimo di cicli dell’otturatore della fotocamera per la mappatura è stato aumentato a 200.000, per ridurre ulteriormente i costi di esercizio. Quando non è necessario raccogliere nuvole di punti, la fotocamera RGB può comunque scattare foto e registrare video o raccogliere immagini per la mappatura della luce visibile.
Andrea Bortuzzo 