Budowa, użytkowanie i wykorzystanie aparatu latającego typu multiwirnikowiec do nadziemnego pomiaru objętości

• Autorzy: Kosecki R. , Bakuła M. , Przestrzelski P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2015.6.8

Warianty tytułu

EN

The design, operation and use of a UAV multicopter for volume measurements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Specyfika mierzonego obiektu lub materiału sprawia, że najzwyklejszy pomiar sytuacyjno-wysokościowy staje się bardzo niebezpieczny lub utrudniony. Odnosi się to do sytuacji, gdzie geodeta mierzy obsypujące i zmarznięte pryzmy. Pomiar bezpośredni jest bardzo ryzykowny i zmusza do wykorzystania np. tachimetru z pomiarem bezlustrowym. To z kolei znacznie wydłuża czas potrzebny to rzetelnego obmiaru. Do tego celu można wykorzystać skaning laserowy, ale to rozwiązanie jest bardzo drogie i rzadko spotykane. Z pomocą przychodzą nowoczesne technologie, w tym zyskujące na coraz większej popularności bezzałogowe statki latające UAV (ang. Unmanned Aerial Vehicle), zwyczajowo zwane dronami (ang. drones). Liczba aplikacji, w których znajdują one kolejne zastosowania, ciągle narasta. Warto jednak przypatrzeć się bliżej jednej z nich, jaką jest fotogrametria cyfrowa. Współczesne oprogramowania, przetwarzające pozyskane dane, zostały w znacznym stopniu zautomatyzowane, a fotogrametria nie stanowi już tylko domeny wyspecjalizowanych firm. Połączenie obu tych technologii pozwoliłoby na stworzenie względnie niedrogiego i łatwego w użyciu systemu, pozwalającego na przeprowadzanie bezpiecznych, szybkich i rzetelnych pomiarów objętości oraz sporządzanie dokumentacji w postaci map cyfrowych. W niniejszej pracy omówiona została budowa aparatu latającego typu multiwirnikowiec (ang. multicopter) oraz analiza dokładności przy praktycznym wykorzystaniu do pomiaru objętości mas ziemi. UAV złożony został z ogólnodostępnych części oraz oprogramowania typu open-source. Do pozyskania zdjęć zastosowano aparat fotograficzny Canon SX230HS, a do opracowania danych oprogramowanie Agisoft PhotoscanPro. Zaprezentowane rozwiązanie poprawia efektywność pracy oraz pozwala uzyskać wiarygodne wyniki i dokładność porównywalną do klasycznych technik lepiej modelując kształt wyznaczanego obiektu.

EN

The specificity of the measured object or material makes that the most ordinary tasks becomes very dangerous or difficult. This refers to the situation where a surveyor measures crumbled or frozen heaps. It is very risky and forces to use a reflectorless tacheometer. This in turn greatly extends the time of work. For this purpose, laser scanning can be used, but this solution is very expensive. Modern technologies, like unmanned aerial vehicles (UAV), are coming with help. The number of their applications is still growing, so it is worth to take a closer look to one of them - the digital photogrammetry. Nowadays software processing images has been largely automated. Thanks to this the use of photogrammetry in a daily work is no longer the domain of specialized companies. The combination of these two technologies allows to create relatively inexpensive and easy to use system which allows to conduct safe, fast and reliable measurements of volume and digital maps of surveyed objects. In this paper we discussed the construction of a flying machine of a multicopter type and presented analysis accuracy of volume measurements. The UAV was made of widely available parts and open-source software. Images were recorded using the Canon SX230HS camera and elaborated with the Agisoft PhotoscanPro software. The proposed solution improves efficiency, and allows to get reliable results and accuracy comparable to the conventional techniques. It is very important that UAV properly models the shape of measured object.

Słowa kluczowe

PL

bezzałogowy statek powietrzny; UAV; GNSS; aerotriangulacja; NMT; model 3D

EN

unmanned aerial vehicle (UAV); GNSS; aerotriangulation; DTM; 3D model

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 56, nr 6
• Strony: 33--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il.

Twórcy

autor

Kosecki R.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Katedra Geodezji Satelitarnej i Nawigacji

autor

Bakuła M.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Katedra Geodezji Satelitarnej i Nawigacji

autor

Przestrzelski P.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Katedra Geodezji Satelitarnej i Nawigacji

Bibliografia

• [1] Aber J.S., Marzolff I., Goethe J.W., Ries J.B. (2010) ”Small-format aerial photography. Principles, techniques and geoscience applications” Elsevier.
• [2] Bakuła M., Przestrzelski P., Kaźmierczak R. (2015) ”Reliable Technology of Centimeter GPS/GLONASS Surveying in Forest Environments” IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 53(2), str. 1029–1038.
• [3] Ciećko A., Oszczak B., Oszczak S. (2006) ”Efficient and Cost-Effective Generation of Precise Digital Terrain Model (DTM) with the Use of GPS and GSM/GPRS Technology” Materiały pokonferencyjne ION 2006, str. 490–496.
• [4] Eisenbeiβ H. (2009) ”UAV Photogrammetry” Rozprawa doktorska, ETH Zurich.
• [5] Kędzierski M., Wierzbicki D., Fryśkowska A., Wojtkowska M., Deliś P. (2015) „Opracowanie ortofotomapy terenów wiejskich na podstawie wysokorozdzielczych zdjęć, pozyskanych z niskiego pułapu” Przegląd Geodezyjny, 4, str. 3–6.
• [6] Przestrzelski i Bakuła (2014) „Performance of real-time network code DGPS services of ASG-EUPOS in north-eastern Poland” Technical Sciences, 17(3), str. 191–207.
• [7] Szczechowski B. (2008) „Wykorzystanie bezzałogowych aparatów latających (mini śmigłowców) do wykonywania fotogrametrycznych zdjęć lotniczych z niskich pułapów” Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 18b, str. 569–579.
• [8] Turner D., Lucieer A., Watson C. (2012) „An automated technique for generating georectified mosaics from ultra-high resolution unmanned aerial vehicle (UAV) imagery, based on structure from motion (SfM) point clouds” Remote Sensing, 4, str. 1392–1410.
• [9] van Blyenburgh P. (1999) „UAVs: an Overview” Air & Space Europe, 1(5/6), str. 43–47.