Avainsana-arkisto: uas

Millaisiin tarkkuuksiin UAV-laserkeilauksella voidaan päästä?

Helsingin Kalasatamassa tehty kaupunkimallinnuskokeilu on valmis ja loppuraportti on ilmestynyt. Sen voi lukea linkistä.

Hankkeessa on muun muassa testattu monenmoisia ohjelmistoja eri tarkoituksiin ja ainakin tiedonsiirrot ja koordinaatisto-ongelmat näyttävät vaivaavat toimintaa edelleenkin – ihan kuin ne ovat vaivanneet alalla jo vuosikymmeniä.

Hankkeessa on on myös kokeiltu UAV-kuvausta ja UAV-laserskannausta kaupunkien täydennysmittauksiin, kun koko alueen ilmakuvausta tai ilmalaserskannausta ei koeta tarpeelliseksi joka vuonna.

Tässä vaiheessa lukija saattaa järkyttyä – ainakin me järkytyimme vuoden 2018 kokeen lopputuloksesta (s.59):

”Molempia pistepilviä vertailtiin kesällä 2017 mallinnettuun koko kaupungin kattavaan pistepilviaineistoon ja huomattiin, että laserkeilauspistepilvi sisältää virheitä korkeuksissa, kun taas kuvapistepilvi on hyvin täsmällinen aiemmin teetetyn aineiston korkeusarvojen kanssa. Aineistosta tuli kuitenkin käyttökelpoinen, kun pistepilvi korjattiin rekisteröimällä uudelleen käyttäen kuvapistepilveä referenssinä.”

Ottaen huomioon, että ilmalaserkeilaus alkoi syrjäyttää ilmakuvauksen 1990-luvulta alkaen tällaisessa kartoitustoiminnassa juuri paremman tarkkuutensa takia, niin aika mielenkiintoisesti ovat maailmankirjat taas kääntyneet.

Oikeasti myös UAV-laserskannauksella pystytään parempaan ja hyvän aineiston tarkkuus on selkeästi parempi kuin ilmakuvauksen, varsinkin peitteisellä alueella. Tästä löytyy myös ihan oikeaa tieteellistä tutkimusta, jollei myyjää halua uskoa.

Tervetuloa juttelemaan kanssamme aihepiiristä, jos sinulla on tarpeita tarkemman mittauksen suhteen. Toimitamme laitteistoja, mutta koulutamme sinut myös käyttämään laitteita ja saavuttamaan niillä vaadittuja mittaustuloksia.

Alla olevassa videossa esitellään Riegl miniVUX-1UAV integroituna DJI M600-droneen. Se kelpaa moneen tehtävään, mutta tarkkuudessa kuninkuusluokan skannereita ovat hiukan isommat ja painavammat VUX-sarjan skannerit, joiden alle vaaditaan myös isompi drone. VUX-skannerit sallivat myös isomman lentonopeuden, jos aika ja pinta-ala ovat rahaa.

Topconin lennokkijärjestelmät ja ContextCapture-ohjelmisto

Miehittämättömät lennokit (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) ja lennokkijärjestelmät (UAS) ovat kovassa huudossa eri sovellusalueilla, myös kartoitustyössä. Topconin Falcon 8 -oktokopterilla sekä kiinteäsiipisellä Sirius Pro -lennokilla saa halutun kohteen valokuvattua tarkasti ja kattavasti.

  

Lennokin lisäksi tarvitaan kuitenkin myös edistynyt ohjelmisto, jotta kuvattu aineisto saadaan kolmioitua fotogrammetrisesti ja siitä muodostettua vaikkapa tiheä luokiteltu pistepilvi, tarkka digitaalinen korkeus- (DEM) tai pintamalli (DTM), muu 3D-malli tai georeferoitu ortomosaiikki. Mallilta voidaan mitata niin koordinaatteja, etäisyyksiä, pinta-aloja kuin tilavuuksiakin, ottaa poikkileikkauksia ja tehdä analyysejä päätöksenteon pohjaksi.

Topcon julkaisi yhteistyösopimuksen ohjelmistotalo Bentleyn kanssa viime lokakuussa, ja nyt se tarjoaa em. lennokkijärjestelmiensä tuottaman aineiston käsittelyyn Bentleyn ContextCapture -ohjelmistoa. Sillä yksityiskohtaisten pistepilvien, 3D-mallien ja ortokuvien muodostaminen valokuva-aineistosta onnistuu käden käänteessä. ContextCapture on myös integroitavissa esimerkiksi CAD-suunnittelun, paikkatiedon, rakennustekniikan ja maanmittauksen työnkulkuihin ja se tukee yleisimpiä tiedostoformaatteja.

Alla esimerkkivideo ContextCapturella muodostetusta 3D-mallista…

…ja tässä Bentleyn ContextCapture-sivulta toinen esimerkkiaineisto selaimessa tarkasteltavaksi. Navigointi aineistossa onnistuu hiirellä, kokeile myös vaihto- tai ctrl-näppäin pohjassa ja hiiren rullalla. Oikean yläkulman valikosta löytyy myös yksinkertainen mittaustyökalu – monipuolisemmat sitten ContextCapturessa tai käyttämässäsi 3D-työasemaohjelmistossa.

Toinen edustuksessamme oleva ohjelmisto kuvausaineiston käsittelyyn on Agisoft Photogrammetric Kit for Topcon, joka tunnetaan maailmalla laajasti myös Agisoft Photoscan Professional:ina.

Lisätietoa niin lennokkijärjestelmistä kuin ohjelmistoistakin saat meiltä geocenterläisiltä.

Sirius-lennokkijärjestelmän uudet ominaisuudet

Topcon julkaisi aiemmin huhtikuussa 5.0 -version miehittämättömästä Sirius Pro -lennokkijärjestelmästään (UAS) . Suomessa Siriuksen edustaja on Nordic Geo Center.

Uutuutena Sirius Pro 5.0:ssa on mm.

  • Täysin kolmiulotteinen lennonsuunnittelu (Full 3D flight planning). Monet lennonsuunnitteluohjelmistot eivät huomioi maaston korkeuden muutoksia, vaan suunniteltu lentoreitti kulkee samassa tasossa. Tällöin etäisyys maanpintaan ja sitä kautta näytetiheys maastossa (GSD, Ground Sample Distance) vaihtelee. Tasalaatuinen lopputulos edellyttää samaa GSD:tä koko kohdealueella, ja Siriuksen 3D-lennonsuunnittelu huolehtii tästä automaattisesti.

Sirius 5.0 3D flight planning

3D-lennonsuunnittelua MAVinci Desktop 5.0:ssa

  • pystysuorien pintojen tallentaminen (Vertical facade capture). Moni UAS-järjestelmä kuvaa pääasiassa ortogonaalisesti suoraan ylhäältä alaspäin. Pystysuorat pinnat, kuten rakennusten seinät tallentuvat valokuviin joko heikosti tai pahimmassa tapauksessa eivät juuri lainkaan, ja kuvilta tuotetussa 3D-mallissa pystytekstuurit näyttävät venytetyiltä pikseleiltä. Sirius-järjestelmän lennonsuunnittelua, toiminnallisuutta ja jälkikäsittelyä on 5.0-versiossa entisestään kehitetty vastaamaan tähän haasteeseen. Kuten oheisesta esimerkkikuvasta näkyy, myös rakennusten seinien tekstuurit saa toistumaan 3D-mallissa todenmukaisina.

Julkisivujen tekstuurit näyttävät erittäin hyviltä

Julkisivujen tekstuurit näyttävät erittäin hyviltä

  • Pitkien, kapeiden kohteiden kartoitus (Corridor mapping). Pitkien, mutta kapeiden kohteiden kuten tie- tai voimalinjojen kartoitus on nyt entistä helpompaa. Klikkaat vain hiirellä linjan taitepisteet ja syötät leveyden ja muut tarvittavat parametrit, niin Siriuksen lennonsuunnitteluohjelmisto hoitaa loput.

Pitkien, kapeiden kohteiden reitinsuunnittelu onnistuu helposti ja nopeasti

Pitkien, kapeiden kohteiden reitinsuunnittelu onnistuu helposti ja nopeasti

  • Spiraalireitti (Spiral flight planning) – Aina ei lentoreitin tarvitse koostua keskenään kohtisuorista lentolinjoista. Mikäli kuvattavan alueen leveys on lähellä sen pituutta, voi spiraalinmuotoinen lentoreitti hyvinkin olla paras toteutustapa. Tämä onkin Sirius Pro 5.0:n yksi uusista ominaisuuksista: osoita lähtöpiste ja syötä alueen säde sekä muutama muu parametri – lennonsuunnitteluohjelma huolehtii lopusta.

Spiraalinmuotoisen lentoreitin suunnittelu

Spiraalinmuotoisen lentoreitin suunnittelu

  • Täysautomaattinen laskeutuminen (Fully automatic landing). Arvokkaan kaluston palaaminen haluttuun paikkaan on ensiarvoisen tärkeää. Uutuutena voit nyt osoittaa laskeutumispisteen kartalta, ja Sirius-lennokki laskeutuu siihen muutaman metrin tarkkuudella.

full-automatic-landing-1 full-automatic-landing-2

  • Kaupunkikartoitus (City mapping). 3D-lentosuunnitelman laatiminen onnistuu nyt kädenkäänteessä. Osoita kartalta kartoitettavan alueen taitepisteet ja syötä muutama parametri. Lennonsuunnitteluohjelmisto laatii tämän perusteella tarkan lentoreitin. Oheinen demoaineisto syntyi alle viiden minuutin suunnittelutyöllä, itse lento kesti 45 minuuttia ja kuvia otettiin 2900. 3D-mallin laskenta kesti päivän, ja tuloksena oli 130 miljoon 3D-pistettä ja 3 cm resoluutio, myös pystypinnoilla. Demoaineistoa pääset katselemaan oheisen videon lisäksi omin käsin osoitteessa http://www.mavinci.de/demoWebsite/2016_02_11_KlosterLorsch/poTree.html

Muita uusia ominaisuuksia ovat mm. täysi tuki Agisoft Photogrammetric Kit for Topcon -ohjelmistolle, jarrulaippa-laskeutuminen (spoileron landing), automaattinen kuvalogin lataaminen, moottorinopeuden säätö lentoonlähtökorkeuden perusteella sekä korkean erotuskyvyn 27mm-linssi.

Katso myös oheinen koostevideo uusista ominaisuuksista, ja kysy lisätietoja meiltä nordicgeocenterläisiltä.

Falcon 8:lla menestykseen

Talousalan vaikuttajiin kuuluva Bloomberg on valinnut Sky Futures -yhtiön Iso-Britannian innovatiivisimpien yritysten joukkoon vuonna 2016.

Mitä vuonna 2009 perustettu Sky Futures tekee? Sen asiakkaisiin kuuluu 36 öljy- ja energia-alan yhtiötä, joille Sky Futures monitoroi ja raportoi öljy- ja kaasuporauslauttojen kuntoa. Yhtiö toimii globaalisti kaikkialla maailmassa.

Ja monitorointiin käytetty kalusto on? Topcon Falcon 8 kuvauskopteri – luonnollisesti. Sky Futures oli muuten ensimmäisiä yhtiöitä, jotka saivat luvan toimia kaupallisesti Yhdysvaltain tiukasti rajoitetuilla lennokkimarkkoinoilla.

Falcon 8:aa voi operoida turvallisesti vaativissa olosuhteissa – moniko kopteri pystyy samaan?falcon_8_hero_v2

Topcon Falcon 8 on täällä!

Topcon on lisännyt valikoimaansa uuden UAS-järjestelmän nimellä Topcon Falcon 8, jota Suomessa myy yksinoikeudella Nordic Geo Center Oy. Kyseessä on saksalaisvalmisteinen Ascending Technologies GmbH:n suunnittelema ja valmistama V-mallinen oktokopteri, joka soveltuu monentyyppiseen mittaus- ja kuvaustyöhön. Yksi toimiala on siis perinteinen kartoitus, mutta kohteiden tarkastus- ja monitorointi – myös sisätiloissa – ovat helppoa pässinlihaa tälle laitteistolle.

falcon8_2

V-malli on patentoitu tiukasti ja mahdollistaa kuvauksen niin ettei kuvissa näy itse laitteen osia. Kameravaihtoehtoja on muutamia erilaisia alkaen täyden kennon Sony Alpha 7R -järjestelmäkamerasta, videokamerasta sekä Lumix-kameran ja Flir-lämpökameran yhdistelmästä. Itse lennokki on hyvin kevyt (1 kg, täydellä kuormalla kokonaispaino 2,3 kg), joten sen kantokyky suhteessa kokoon on melkoinen. Täysikennoisen kameran kuvat antavat uskomattoman kuvanlaadun kohteista!

falcon8_6

Multiroottori mahdollistaa nousun ja laskeutumisen hyvin pienessä tilassa ja laite voidaan lähettää ilmaan myös kädestä. Laitteen initialisointi onnistuu myös liikkeessä, joten veneestä käynnistäminen onnistuu myös helposti.

falcon8_5

Kuljetuslaatikon lisäksi mukana tulee kuljetukseen soveltuva reppu, jonka avulla lennokki voidaan kuljettaa hankalassakin maastossa lähemmäs kuvauspaikkaa, jos se sijaitsee kauempana teistä.

falcon8_3

Yllä olevassa kuvassa Ascending Technologies GmbH:n perustaja esittelee laitteen ohjausta sen ohjauslaitteella. Nykyinen laite perustuu 6 vuoden tutkimukseen, jossa käytettävyyteen ja turvallisuuteen on panostettu erityisesti. Lennokissa on varmistettu moninkertaisesti, että pilotin yhteys säilyy siihen koko ajan ja että laite ei tuhoudu muuten kuin tarkoituksella. Edistyksellinen teknologia on herättänyt laajalti huomiota ja tänä vuonna Intel sijoitti myös yhtiöön.

falcon8

 

Linkkejä:

Laitteen esittely Topconin sivuilla https://www.topconpositioning.com/mass-data-and-volume-collection/aerial-mapping/falcon-8-draft#panel-product-specifications

Video Intelin esityksestä tammikuussa http://www.cnet.com/videos/intel-shows-drones-that-sense-and-avoid-obstacles/

Lennokit Intergeossa

Miehittämättömien lennokkien buumi jatkuu ja se näkyy myös voimakkaasti Intergeo-messuilla. Tänä vuonna lennokeille on omistettu sessionsa ”interaerial SOLUTIONS”, joka koostuu näyttelyhalli 8:n messualueesta, interaktiivisesta forumista samassa hallissa sekä hallin vieressä olevasta ulkolennätysalueesta. Lennokkitoimintaa harjoittavat yritykset voivat rekisteröityä tähän tapahtumaan erikseen ja messujen kävijät voivat tietysti tutustua lennokeihin muiden mittausvälineiden lisäksi.

Vuoden 2015 messut järjestetään muuten normaalia aikaisemmin jo syyskuun puolivälissä, mikä taannee hyvät kelit lennokkien esittelyyn ulkonäyttelyalueella.

Tavataan Stuttgartissa!

Kuvassa RIEGL RiCOPTER ja VUX1-UAV-skanneri vuoden 2014 Intergeossa. Tänä vuonna messuilla nähdään myös VUX-skannerin uutuusmallit.

Kuvassa RIEGL RiCOPTER ja VUX1-UAV-skanneri vuoden 2014 Intergeossa. Tänä vuonna messuilla nähdään myös VUX-skannerin toukokuussa esitellyt uutuusmallit.

RIEGL helipod VP-1

Uusia videoita pukkaa! Nyt on vuorossa RIEGL VP-1 helipodin ensiesittely – eli miten VUX-1 lennokkiskanneria käytetään helikopteriasennuksissa.

Videossa skanneri asennetaan Zürichin poliisin helikopteriin ja mittauskohteena on täten Zürich lähiympäristöineen. Aineistossa on kaupunki, metsää ja muutakin vaihtelevaan maastoa ja siihen pääsee tutustumaan lähemmin ottamalle meihin yhteyttä.

Puiden skannaus lennokista

RIEGLin lennokkiskanneri VUX-1:llä tehdyistä projekteista alkaa hiljalleen tihkua kivoja kuvia nettiin. Puuston kohdalta täytyy vaan ihmetellä, miten yksityiskohtaista aineistoa lennokista on mahdollista mitata – aineisto vaikuttaa osin kuin se olisi mitattu maalaserskannerilla. Nämä upeat yksityiskohdat mahdollistaa tietysti VUX-1:n laaja näkökenttä (FOV). Kyseinen projekti on muuten tehty yhteistyössä Wienin teknillisen korkeakoulun kanssa ja siitä on jo julkaistu ensimmäiset tutkimusartikkelit.

Klikkaa kuvaa katsoaksesi tuore esitys VUX-1-skannerista (Slideshare).
VUX-1_metsa

 

 

Ilmalaserskannaus, lennokit & huono sää

Heinäkuun 2014 alkupuolella järjestettiin jälleen kerran kansainvälinen poliisien fotogrammetrian ja laserkeilauksen työpaja Saksan Neussissa.

Tapaamisesta löytyy muutama paikallaolijoiden kuvaus netissä ja näissä huomio kiinnittyy luonnonvoimien vaikuttavuuteen. Neussin tapaamisessa on nimittäin jo perinteisesti lavastettu jonkintyyppinen onnettomuus ja sitten annettu laitevalmistajien ja softankehittäjien esittää parastaan tilanteen dokumentoimisessa poliisitutkinnan tarpeita varten. Menneinä vuosina esimerkiksi Rieglin skannerit ovat menestyneet erinomaisesti auto-onnettomuuksien ja räjähdysten sutjakassa jälkidokumentoinnissa.

Tänä vuonna poliisit lavastivat ajankohtaisesti maahan syöksyneen lentokoneen hajottamalla lentokoneen rungon ja sirottelemalla sen kappaleita sekä noin 30 nukkea yhden neliökilometrin alueelle vanhalla kaivosalueella.

Mitä sitten tapahtui? Suomen helteiden aikaan Saksassa satoi, joten suunniteltuna kenttätyöpäivänä suunnitelmat menivät uusiksi. Kuvauslennokit ja lentokoneet jäivät pääosin maahan, mutta maalaserskannereilla hommiin sentään päästiin.

Jälleen kerran siis tuli selvästi esille, miten vaikea meidän on toimia monissa todellisissa onnettomuustilanteissa, kun aurinko ei paistakaan ja tuuli puhisee navakasti. Yksi kysymys on jo onnettomuuspaikalle pääsy, jos tiet ovat poikki myrskyn takia. Jos onnettomuuspaikalle taas pääsee hyvin, niin sallivatko sääolosuhteet työvälineiden käytön, kuten Neussin tapauksessa jouduttiin toteamaan. Normaalissa kartoituksessakin on sään takia joskus varsin tiukkoja aikaikkunoita tai pitkiä odotusaikoja, mutta tilanteen aiheuttama stressi on luonnollisesti matalammalla tasolla.

Tilannekuvan luomiseen kehitetty pikkarainen Black Hornet Nano UAS

Tilannekuvan luomiseen kehitetty pikkarainen Black Hornet Nano UAS. Kuva Wikimedia.

Ei ole epäillystäkään siitä, etteivätkö nopeasti kehittyvä robotiikka ja automatiikka toimisi vaikeissa ympäristöissä vuosi vuodelta paremmin, mutta kaikkein toimivimmat ja luotettavimmat ratkaisut ovat tyypillisimmin ne kalleimmat. Tämä on selkeästi nähtävissä vaikkapa nyky-Ukrainassa, jonne OSCE on juuri pyytänyt tarjouksia lennon MH17 onnettomuuspaikan valvomiseksi lennokilla. Käytännössä työhön sotatoimialueella kelpaavat vain harvat ratkaisut kuten Schiebelin ja Saabin muutaman miljoonan maksavat UAS:ät. Näiden järjestelmien ominaisuuksia on vielä turha odottaa tuhansista kymmeniin tuhansiin maksavilta lennokeilta, joiden parissa valtaosa käyttäjistä puuhastelee.

PS. Googlen robottiautoakaan ei ole vielä testattu lumisilla teillä ja sadekin on sille vielä ongelma. Positiivisimpien robotti-ihmisten mielestä tämä on kuitenkin vain mitätön sivuseikka, eikä tällaisia asioita pidä nostaa keskusteluun. Kehittäjät kuten Sebastian Thrun käsittelevät ongelmakohtiakin aika avoimesti, joten keskustelu on kyllä sallittua.

Lennokkiskanneri Riegl VUX-1:n aineistoja

Vuoden alussa esitelty Riegl Laser Scanning Systemsin pieni lennokkiskanneri VUX-1 on lentänyt koelentonsa keväällä erilaisilla ilma-aluksilla ja ensimmäiset skanneritkin on jo toimitettu asiakkaille. Saimme myös laitevalmistajan koeaineistoja arvioitaviksi ja esiteltäviksi kuten alla oleva kuva osoittaa. Jos haluat nähdä aineistoja niin ota yhteyttä!

VUX-1:n aineistoa

Taivahalla syttyi juuri

Miehittämättömien ilma-alusten (UAS) rintamalla vilkas globaali kehitys jatkuu ja uusia laitevalmistajia sekä mallijulkaisua tulee taajaan. Myös erityyppisiä käyttäjäryhmiä tupsahtaa joka puolelta, joten tässä ”taidepuolen” esimerkki. WWF:n alkuun panemaa Maan tunti-tapahtumaa vietettiin viime sunnuntaina ja valmisteilla olevan Star Trek -elokuvan tekijät käyttivät pimeää hetkeä hyväkseen mainostaakseen elokuvaa Lontoossa. Mainostemppu tehtiin led-valaistuin pienin kvadrokopterein (UAS), joilla luotiin Star Trek – logo Lontoon taivaalle. Taideteoksen suunnitteli ja toteutti itävaltalainen Ars Electronica Futurelab, joka on erikoistunut vastaavanlaisiin spektaakkeleihin. Tämän sivun alaosassa näkyvässä videossa näytetään ensin hieman käytännön järjestelyjä ja loppupuolella päästään itse asiaan.

New Yorkissa pormestari Michael Bloomberg on puolestaan radiohaastattelussa todennut erilaisten miehittämättömien lennokkien (UAS) olevan väistämätöntä tulevaisuutta – poliisit käyttävät niitä valvonnassa ja jokainen meistä kadottaa väistämättä osan yksityisyyttään. Yksityisyyden käsite muuttuu koko ajan varsinkin Yhdysvalloissa, jossa keskustellaan aktiivisesti aihepiirina yhtiöiden käytöstavat vs. kuluttajien painostus. Meillä Euroopassa on taas valtava lakijärjestelmä suojelemassa yksilöä koskevaa tietoa, mutta keksinnöt juoksevat aina lakien edellä. Tästä hyvänä esimerkkinä voidaan pitää Googlen and Applen suunnitelmia.

Huh, Bloombergin tulevaisuudenkuva on varsin lohduton tai anteeksi sehän jo nykypäivää. Oletko sinä muuten valmis kohtaamaan tämän tulevaisuuden jo tänään? Hyötyjen lisäksi se tarkoittaa esimerkiksi lisääntyvää julkkisajojahtia, josta esimakua saimme kun yläosatonta Englannin tulevaa kuningatarta valokuvattiin yksityiskodissa Ranskassa. Suomessakin mopo on joidenkin mielestä lähtenyt käsistä ja erilaisten miehittämättömien ilma-alusten määrä vain kasvaa. Tässä tilanteessa pitäisi sitten kehittää kartoituskoptereita viattomasti vaikkapa kaavoituksen tarpeisiin? Jo vain.

[embedplusvideo height=”379″ width=”625″ standard=”http://www.youtube.com/v/ajxClEq_vv8?fs=1&hd=1″ vars=”ytid=ajxClEq_vv8&width=625&height=379&start=&stop=&rs=w&hd=1&autoplay=0&react=1&chapters=&notes=” id=”ep7647″ /]

Taiteen, valvontayhteiskunnan ja kartoituksen yhdistymistä miettiessä onkin aika syventyä juhlan viettoon. Hyvää Pääsiäistä!