Avainsana-arkisto: uav

Hongkongin lentokentän digikaksonen ja skannerivertailu

Intergeossa nähtiin muutama esitys maailmalta projekteista, joissa lähtöaineisto on hankittu Rieglin laserskannereilla. Molemmissa projekteissa on kysymys ilmasta tehtävästä mittauksesta. Nyt videoidut esitykset ovat kaikkien nähtävillä.

Ensimmäiseksi Geo1-yhtiön perustaja kertoo projektistaan tuottaa lähtöaineistoa Honkongin lentokentän digitaalista kaksosta varten. Alunperin konesuunnittelun maailmasta lähteneet digitaaliset kaksoset ovat nyt suuressa huudossa kiinteistömaailmassa, joten malleja tuotetaan ympäri maailmaa Suomea myöten.

Honkongin lentokentän tapauksessa kenttä laserskannattiin helikopterista tuhannen jalan eli noin 300 m lentokorkeudesta. Alue oli skannattu myös muutama vuosi aikaisemmin, mutta mittaus on tehty korkeammalta ja sen resoluutio ei riittänyt mallintajien tarpeeseen. Mittaukset olivat myös vanhentuneet muutosten takia. Esittelyvideossa käydään läpi projektin mittaustapa ja kerrotaan lopputulokseksi saadun 400 pistettä/m2. Mittaus tehtiin Riegl VQ-480II skannerilla. Lentokentän rajoitteiden takia työtä saatiin tehtyä 1 tunti päivässä.

USAn Oklahomassa on puolestaan tehty mielenkiintoinen skannerivertailu tiealueen mittauksessa. Yhteistyössä paikallisen liikenneviraston kanssa muutaman kilometrin pituinen tiealue on skannattu kolmella eri laitteistolla – kahdesti helikopterilla ja kerran dronella. Skanneri olivat Riegl VQ-480i, kahden VUX-1LR skannerin yhdistelmä sekä VUX-1UAV. Skannaustyön suorittaja Quantum Spatial on muuten USAn suurin kartoitusyhtiö.

Esitys kestää 40 minuuttia, mutta kannattaa katsoa monestakin syystä. Esimerkiksi on hienoa nähdä, miten huolellisesti tarkkuustarkasteluun tehdyt kontrollimittaukset on tehdy ihan korkeuden vaaitusta myöten. Lopussa esitellään laitteiden tarkkuustarkastelu, mutta itse esityksen aikana nähdään miten erilainen suorituskyky laitteistoilla on mittauksen keston suhteen. Jos projektialueen koko tästä kasvaa, niin on helppoa laskea ajallisesti miten mittauslaitteen valinta vaikuttaa kenttätyön pituuteen. Hyviä katseluhetkiä!

Hyvän laserpistepilven tuottaminen

On lohdullista lukea muiden pitkän linjan mobiilin lasermittaustekniikaan ammattilaisten kirjoituksia, koska mielipiteemme ovat niin yhteneviä. Kun käytännön ja teorian osaaminen jalostuu tietotaidoksi, projekteja saadaan käytännössä tehtyä loppuun hyvin lopputuloksin. Kuten Suomisen Tauno on todennut, niin ammattilaisten tietotaito jalostuu vasta satojen onnistuneiden projektien kautta.

Pitkän linjan tekijä Lewis Graham on siis jälleen kirjoittanut osuvan kirjoituksen mobiililasermittauksen tarkkuusanalyysistä. Hän jakaa tarkastelun kolmeen osaan:

  • lento/ajoratojen linjaus
  • paikallinen tarkkuus
  • verkkotasontarkkuus

Lentoradan linjauksen virheitä täytyy raakadatasta tarkastella sekä vertikaalisesti että horisontaalisesti. Suurimmat ongelmat aiheuttavat huonolaatuinen inertianavigointijärjestelmä (IMU) sekä laitteiston huono fyysinen kokoonpano (integrointi). Kuten Graham toteaa, niin säästämällä rahaa IMUn hankinnassa aiheuttaa itselleen paljon työtä ja tuskaa koko laitteiston käyttöiän. Ihan yksinkertaisesti aineiston tarkkuutta ei voi koskaan saada paremmaksi kuin sen komponentit sallivat.

Kuvassa näkyy valmiiksi laskettu ajorata (trajectory) valmiina laskettavaksi yhteen laserpisteiden kanssa.

Samaan huonoon lopputulokseen päästään myös laitteiston huonolla fyysisellä integroinnilla. Sinänsä on jännittävää, että IMU-tekniikassa tämän totesivat jo aikaisemmat sukupolvet 1970-luvulle tultaessa, mutta uudet sukupolvet opettelevat nyt samaan asiaa taas uudestaan.

”In a fully integrated system, separate instruments would not be needed for any one function; every subsystem could have access to, or benefit from, all sensor system.” (1)

Kuten Graham, mekin näemme omatekoisissa ja jopa useiden ammattimaisten laiteintegraattorien ratkaisussa IMUn ja laserien keskinäisen integroinnin olevan niin huonon, että hyvistäkin komponenteista huolimatta aineiston laatu ei vastaa siihen sijoitettua rahamäärää. Modernit data-analyytikot kyllä prosessoivat näitä aineistoja mielellään, sillä ne työllistävät heitä mukavasti.

Me teemme aineistolle ensimmäisen laaduntarkastuksen heti laskettuamme lento/ajoradan (trajectory) ensimmäisen kerran. Mittauksen aikana nähtävä navigointiratkaisu ei näet paljasta koko totuutta. Jos tämä skannauslinjojen alustava tarkastelu kertoo, että meillä on mahdollisia ongelmia pyydetyn tarkkuuden suhteen, niin prosessointitaktiikka on hiottava sen mukaan. Pahimmillaan näemme, ettei aineisto kelpaa vaan se on käytävä mittaamassa uudestaan. Näin toimimme myös koulutuksissamme sillä kantapään kautta oppiminen vaan näyttää olevan se tehokkain oppimistekniikka. Lukuisatkaan kontrollipisteet eivät paranna huonoa aineistoa. Ajan ja kokemuksen myötä tekijät oppivat suunnittelemaan ja toteuttamaan projektit niin, että aineisto on varsin takuuvarmasti käyttökelpoista.

Samat rakenneongelmat sekä laitteiston huono järjestelmäkalibrointi aiheuttavat myös virheitä XY-tasossa. Koska skannereita on useamman sorttisia, niin pahimmillaan jopa kymmeniä tai satoja erillisiä lasereita sisältä laite joudutaan kalibroimaan jokainen laserlähde erikseen. Järjestelmätasolla pahimpia ovat laitteistot, joita joudutaan kalibroimaan joka projektin alussa ja lopussa tai pahimmillaan jopa useamman kerran päivän aikana. 15 vuotta sitten tällainen oli arkea, mutta laadukkaissa hyvin toteuteissa laitteistoissa näin ei ole ollut enää vuosiin.

Laserskannausainesoissa esiintyy harvemmin mittakaavavirheitä (SLAM tekniikoilla toteutetuissa esiintyy), vaan ne ovat tyypillisempia fotogrammetrissa projekteissa. Erikseen mitattuja pakkopisteitä joudutaan myös käyttämään paljon, jos järjestelmä on altis tällaisille virheille. Erillisten tukipisteiden mittaus voi helposti viedä ison osan budjetista.

Verkkotason tarkkuudella Graham tarkoittaa, miten hyvin aineisto istuu paikalliseen datumiin ja siten koordinaatistojärjestelmään. Se tarkastetaan itsenäisesti lasermittauksesta tehdyillä kontrollimittauksilla. Jos tarkkuudesta ei ole niin väliä, niin RTK-GNSS riittää, mutta meidänkin tarkemmissa aineistoissamme tarvitaan staattisen GNSS-mittauksen tai takymetrin antamaa millimetrien tarkkuutta. Liian usein meille toimitetaan RTK-mittauksia, joiden riitelyn aineiston kanssa voi todeta helposti, erityisesti korkeusarvoissa.

Laserpistepilvessä näkyy mittauksen aikana samanaikaisesti GNSS-havaintoja keräävä tukiasema.

Korkeuden suhteen paras kontrolli onkin tarkkavaaitettu korkeuspisteisen verkko, jota käytämme aina kuin se on mahdollista. Satelliittimittauksista saatava korko ei näet vastaa tarkkavaaitettua korkeutta ja tilanne toistuu projektista toiseen. Suurimmat erot tulevat näkyviin esimerkiksi malmioiden kohdalla, jossa painovoiman muutoksesta johtuen tarkkavaaitettu korko käyttäytyy eri tavoin paljastaen veden oikean valumissuunnan kyseisessä paikassa. Satelliittimittauksista saatava korko on riippuvainen muun muassa geoidimallin tarkkuudessa ja siinä esiintyy pienempiä ja suurempia virheitä ihan pelkästä mittausajankohdasta riippuen.

Hyvällä suunnittelulla, laitteistoilla, ohjelmistoilla ja oikeaoppisella tekotavalla mobiililasermittauksella tai vastaavasti UAV-skannauksella voidaan päästä erinomaiseen mittaustarkkuuteen. Ota meihin yhteyttä jos haluat tietää lisää tai haluat koulutusta aihepiiristä.

Tällä hetkellä edistyksellisintä mobiililasermittaustekniikkaa edustava Riegl VMX-2HA -mittausjärjestelmä.

(1) Farrell, James L.: Integrated aircraft navigation. Academic Press, 1976

Rieglin virtuaalinen konferenssi

Tiistaina 24.3.2020 Riegl Laser Measurements Systems järjesti maratoonivirtuaalikonferenssin – kestoltaan 8 tuntia. Tällä he korvasivat omalta osaltaan peruutettua International Lidar Mapping Forum -tapahtumaa, joka olisi järjestetty 23-25.3. Washingtonissa.

Virtuaalitapahtuma oli hop on, hop off -tyylinen, joten kuulijat saattoivat kuunnella haluamansa aihepiirit päivän mittaan. Rieglin laaja valikoima erilaisia laserskannereita (lidar) on varsin hengästyttävä ja laitteilla on hyvinkin erilaisia käyttöympäristöjä, joten koko repertuaaria on vaikea hallita.

Päivän ohjelmassa käytiin läpi maalaserskannerit ohjelmistoineen, UAV/drone-skannerit, mobiiliskannerit ja ilmalaserskannerit ohjelmistoineen. Suuria tuotejulkaisuja ei tehty, koska Riegl on yleensä keskittänyt nämä uutiset syksyyn. Ohjelmistoissa esiteltiin pienia uutuuksia.

Tämän lisäksi esiteltiin Riegl USAn uuden Floridan huoltokeskuksen/pääkonttorin rakennusprojektin edistymistä ja yhtiön henkilökuntaa Pohjois- ja Etelä-Amerikassa. Uusin aluekonttori on juuri perustettu Kaliforniaan, josta tuetaan länsirannikon jälleenmyyjiä ja asiakkaita. Kun arvata sopii, niin Floridan pääkonttorin rakennustöitä skannataan taajaan sekä Rieglin että rakennusyhtiön taholta. Muun muassa valutöiden toteumaa verrataan jatkuvasti toteutunutta suunnitelmaan ja muutama virhe olikin jo havaittu. Kun poikkeamat havaitaan nopeasti, niin korjausten tekeminen on vielä edullista työn jatkuessa jouhevasti. Samalla kaikki rakennusprosessin vaiheet saadaan dokumentoitua tarkkaan.

Päivän kohokohta oli esitelmä, jonka Rieglin tekninen johtaja Andreas Ullrich oli aikonut pitää ILMFissä. Se käsitteli UAV-skannerien tuottamaa pistejakaumaa ja on siinä mielessä jatkoa Ullrichin vastaaville esityksille ilmalaserskannereista. Esitys on nimeltään ”Unique Scanning Scheme for High-Precision UAV LiDAR Acquisition”.

Teknisesti erilaisia skannausmekanismeja on olemassa useita ja jokainen niistä tuottaa kyseiselle tekniikalle tyypillisen mittauspisteiden verkoston kohteessa. Kuviot esitetään yleensä tasaisilla pinnoilla, jotta niitä on helpompi ymmärtää. Käytönnössä pisteet jakautuvat kohteen pinnalle sen muodon mukaan ja lopputulos riippuu myös lentolinjoista. Kyseessä on siis kunnon ongelmakenttä!

Ilmasta mitattaessa kohde on tyypillisesti maasto ja rakennettu ympäristö. Rakennetussa ympäristössä rakennukset ja esimerkiksi voimalinjat ovat mittauskohteina kooltaan ja muodoltaan varsina erilaisia, joten lopputulokset erilaisilla skannereilla skannattuna saattavat helposti olla varsin erinäköisiä. Onko tällä merkitystä? Pistepilven mallintamisessa kyllä kuten näkyy alla olevasta olevasta Ullrichin esittelemästä kuvasta vuodelta 2013. UAV-skannerien esitystä ei ole vielä julkaistu, joten näytämme niiden eroja myöhemmin.

Autoon kehitettävien lidarien puolella skannerien keskinäinen vertailu on tässä vaiheessa vielä vaikeampaa kuin perinteisten laitevamistajien osalta, kuten Paul McManahon selittää tuoreessa SPIEn artikkelissa:

”It’s a wild west right now,” says McManamon. ”You can’t compare between one [lidar] and the other. And no one tells you the performance. They won’t tell you how it works, and they won’t tell you the performance.”

Tietoa ei anneta kilpailullisista syistä. Suomesta käsin saattaa tosin olla vaikea ymmärtää, kuinka kova yritysten välinen kilpailu alalla on ja miksi teknisiä tietoja ei jaella avoimesti. Tyydytään tässä kertomaan miten kävi Google Waymon entiselle insinöörille, jota syytettiin teknisen tiedon varastamisesta uuden yhtiön piikkiin. Hän on nyt konkurssissa. Rieglin tuotteista tiedämme kopioidun ainakin maalaserkeilaimen ja RiCopter -dronen.

Skanneri aallonpituuden mukaan

Laserskannerin valitsemisessa voi olla erilaisia valintaperusteita ja yksi niistä on laserin aallonpituus. Tällainen kysymys on erityisen tärkeä jos mittauskohteena on luonto kuten metsät ja viljelysmaat. Saadaanko kohde siis mitattua optimaalisen hyvin kyseisellä aallonpituudella.

Itävaltalainen RIEGL Laser Measurements Systems esitteli viime syksynä kaksi noin kymmenen kiloa painavaa laserskanneria, VQ-480 II ja VQ-580 II. Näiden ulkomuodoltaan lähes identtisten skannerien suurin ero on juuri tuo edella mainittu aallonpituus, ensimmäisellä 1550 nm ja jälkimmäisellä 1064 nm.

RIEGL kertoo VQ-580 II:n mittaavan paremmin lunta ja jäätä ja näin ollen se on optimaalinen niiden mittaukseen. Jäätikköjä ja lumen paksuuttaa mitataan nykyään kovasti ilmastontutkimukseen liittyvissä tutkimuksissa ja seurannassa.

Käytännön valinnan kannalta suurin merkittävä tekijä lienee kuitenkin silmäturvallisuus, joka on helpompi saavuttaa VQ-480 II:n aallonpituudella. Jos mitattavat kohteet ovat siis lähinnä metsää ja harvemmin asuttuja seutuja, niin VQ-580 II on hyvä valinta mittauslaitteeksi. 1064 nm aallonpituudella skanneri mittaa itse asiassa hiukan pidemmälle kuin 1550 nm. Jos mittauskohteet ovat pääosin kaupunkimaisia kohteita tai tiheästi asuttuja, niin käytännön työn suunnittelu on helpompaa silmäturvallisella VQ-480II -skannerilla.

Lisää tietoa skannerien toiminnasta saat katsomalla uuden esittelyvideon alla.

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.

Uusi VUX-240 UAV/helikopteriskanneri

Rieglin juhlavuoden laiteuutuuksista mielenkiintoisin on uusi miehittämättömiin ja miehitettyihin ilma-aluksiin soveltuva VUX-240 skanneri. Kaikki edelliset VUX-sarjan skannerit säilyvät edelleen tuotannossa, mutta niiden rinnalla VUX-240 julkaistu uutuus on suunnattu erityisesti linjamaisiin mittauksiin kuten sähkölinjoihin. Nopeana skannerina se soveltuu myös eri tyyppisiin topografisiin mittauksiin tai vaikkapa metsien kartoitukseen.

Uutuusskannerin mittausala on 75° kohtisuoraan lentolinjaan nähden ja sen mittausnopeus on huikea 1,8 MHz eli 1 500 000 pistettä/s. Skannerin mittaustekniikka on Rieglin ainutlaatuinen pulssimittaus aallonmuodon reaaliaikaisella analyysilla ja monipistemittauksella. Profiileja eli keskinään yhdensuuntaisia linjoja saadaan mitattua 400 sekunnissa. Nopeus on siis tuplaantunut 1LR ja 1UAV -skannereihin nähden skannerin painon säilyessä lähes samana.

Huima nopeus sallii mittausalustan liikkuvan entistä nopeammin pistevälin säilyessa hyvänä.

Myös etäisyydenmittaus on kaksinkertaistunut 1LR-skanneriin nähden, mikä sallii korkeamman lentokorkeuden aina 1 400 m (AGL) asti. Esimerkiksi lennettäessä 250 m korkeudessa 60 solmun nopeudella saavutetaan 120 pistettä/m2 pistetiheys ja vastaavasti lennettäessä 610 metrin korkeudella 60 solmun nopeudella, niin pistetiheys on tyypillisesti 9 pistettä/m2. Lisää esimerkkeja lentokorkeuden ja nopeuden vaikutuksesta pistetiheyteen voi tutkia laitteen esitteestä.

Suosittelemme skannerin hankintaa valmiiksi integroituna pakettina (VUX-SYS) GNSS/IMU-järjestelmän kanssa, jolloin kokonaispaino on 4,5 kg. Samalla järjestelmään voidaan myös integroida max. 4 kappaletta kameroita samanaikaiseen valokuvaukseen. Mikään ei luonnollisestikaan estä esim. lämpökameran tai hyperspektraaliakameran integrointia skanneriin, kunhan valitut laitteet tukevat mittausnopeutta. Järjestelmän keräämät aineistot voi tallentaa laitteen sisäiselle 240 GBitin SSD-kiintolevylle.

Nyt kun UAS/RPAS-skannaus eli miehittämättömästä ilma-aluksesta tehtävä skannaus on lähtenyt maailmalla kunnolla liikkeelle, niin tuloksen näkee Rieglin kasvavassa laitevalikoimassa. Intergeo-messuilla esillä olleet lennokit olivat pääosin isoja laitteita, joilla on paljon kantokykyä. Silloin kun lastina oli skanneri, niin merkkinä oli pääosin Riegl. Sama lopputulos nähtiin jopa markkinajohtaja DJI:n osastolla. Muutos viime vuoteen oli merkittävä, sillä silloin kyydissä oli vielä paljon Velodynen skannereita. Kokeillut niillä on nyt selkeästi tehty ilman että mittauksellisesti olisi saatu aikaan merkittäviä tuloksia.

RIEGL miniVUX DJI:n osastolla. Kuvan näköistä integrointia emme suosittele – DJI:llakin on näköjään oppimista sensorien integroinnista.

Uusi VUX-240-skanneri tulee ulos tuotannosta Q2/2019.

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

Falcon 8 öljynporauslautoilla

Financial Timesissa julkaistiin hiljan artikkeli lennokkien käytöstä öljyteollisuuden kohteissa, erityisesti öljynporauslautoilla. Lennokeilla tehdään rakenteiden tarkistuskuvauksia kunnossapidon tarpeita varten. Perinteinen menetelmä tuntuu olevan henkilöstön kiipeileminen rakenteissa noin kahdeksan viikon ajan kun taas lennokeilla työ kestää 5 päivää. Työn hinta on haluttu alas, mutta turvallisuudesta ei haluta tinkiä, joten vain hyvällä ohjausjärjestelmällä varustettu kuvauslennokki kelpuutetaan työhän.

falcon8

Nämä vaatimukset huomioon ottaen on jälleen sääli, että toimittaja on napannut kuvapankista vauhdikkaan kuvan lennokista, jolla kyseistä vaativaa työtä ei saa tehdä. Sen sijaan artikkelissa viitataan kahteen nopeasti kasvavaan kuvausyritykseen, joilla molemmilla on käytössä tuttuja Falcon 8 –kuvauskoptereita. Falcon 8:aa ei siis turhaan mainosteta turvalliseksi järjestelmäksi – kaiken lisäksi se on kuvauskopterina todellinen työmyyrä!

Suomessa Nordic Geo Center Oy myy Topcon Falcon 8 kuvauskopteria yksinoikeudella. Lue lisää sivuiltamme.

Lisää öljyteollisuuden kuvaustarpeista (maksumuuri).

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

 

 

RiCOPTER & RIEGL VUX-1

Berliinissä järjestettävä Intergeo 2014 lähti käyntiin mielenkiintoisella tuoteuutuudella: RIEGL RiCOPTER miehittämätön lennokki. Tämä lennokki on suunniteltu RIEGL VUX-1 lennokkiskannerin alustaksi, jollion sen integrointi skanneriin on saumaton.

RiCOPTER nostetaan juuri ulos kuljetuslaatikostaan ja siivet käännetään lentoasentoon.

skanneri

RiCOPTER lento- ja kuvausvalmiudessa iltapäivän lentonäytöksessä.

Kopterin lisäksi VUX-1 skannerista julkaistiin täysin integroitu kameran ja INS-navigointijärjestelmän sisältävä järjestelmä, joka RiCOPTERin lisäksi voidaan asentaa monille muillekin lennokki- tai helikopterialustoille.

Lennokkiskannaus sopii rajoitetuille alueille, joista saadaan matalalta mitattuna suuri tarkkuus ja pistetiheys – pistepilvi on ennennäkemätön ja huomattavasti tarkempi verrattuna korkeakeilauksiiin. Alueen pinta-alan kasvaessa lentokone tai helikopteri alkaa olla jossain vaiheessa kokonaiskustannuksiltaan kustannustehokkaampi järjestelmä.

Lentonäytöksiä järjestetään lisää tänään ja huomenna, joten tervetuloa katsomaan!

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

RIEGL VUX-1

Jännistys tiivistyy! Lisää tietoa keväällä julkaistavasta RIEGLin UAV-skannausjärjestelmästä vuotaa julkisuuteen. Tämä skanneri tuo käyttäjille Rieglin pistepilvien laatua miniatyyrikoossa: 500 kHz, 200 profiilia/s ja 300° näkökenttä.

Katsotaan saammeko skannerin mukaan Seinajoen maanmittauspäiville maaliskuussa. Esitteillä on ainakin mobiiliskanneri VMX-450.

Alkuvuodesta julkaistava uusi UAV-skanneri Riegliltä.

Lisätietoja sivuillamme.

 

UAV & skannerit 2014

Joulukuun Geoinformatics-lehdessä 8/2013 on laaja artikkeli skannereiden käytöstä kevyissä miehittamattömissä lennokeissa (UAV). Jutun on kirjoittanut jo eläköitynyt professori Gordon Petrie, joka on aikaisemminkin kunnostautunut tällaisten kokooma-artikkeleiden tekemisessä.

Kirjoituksen alussa Petrie toteaa, etteivät tunnetut ilmalaserkeilainten valmistajat ole vielä julkaisseet kevyille UAV:lle tarkoitettuja laitteita, vaan tällä hetkellä integroidut laitteet ovat käytössä mobiiliskannauksessa, navigointijärjestelmissä tai törmäyksenestoantureina. Näinpä sekä laitteiden kirjo että niiden tuottaman aineiston laatu on varsin kirjava ja riippuu luonnollisesti paljon IMU/GNSS-järjestelmästä. Petrien luokittelu on näin ollen varsin ansiokas ja pitkään kaivattu.

Alkuvuodesta julkaistava uusi UAV-skanneri Riegliltä.

Alkuvuodesta julkaistava uusi UAV-skanneri Riegliltä.

Kauan odotettuna uutisena artikkelissa on myös kuva RIEGLin uudesta UAV-lennokeille suunnatusta skannerista, jolla voidaan tuottaa parempaan kartoitustarkoitukseen tarkkuudeltaan kelpaavaa aineistoa. Laite julkistetaan virallisesti alkuvuodesta 2014, mutta ennakkotietona kerrottakoon, että tämä laite integroi skannerin, IMUn, GPS:n ja muistin tiiviisti samaan pakettiin, johon voi liittää tarvittaessa kamerankin. Käyttövalmiin kokonaisuuden paino on ennakkotietojen mukaan nelisen kiloa. UAV:n lisäksi tämä laite on myös helposti asennettavissa helikopteriin.

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!