MapKITE un drone al guinzaglio (virtuale) per mappature in 3D

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Un drone  come un aquilone, che legato con un filo seppur virtuale, può eseguire mappature aeree e rilevi del terreno circostante. Seguendo i dettami di un progetto europeo, i  ricercatori del EPFL, (École polytechnique fédérale de Lausanne) ne hanno realizzato alcuni componenti fondamentali.

Gli ingegneri Davide Cucci e Jan Skaloud del laboratorio di Engineering and Geodetich del EPFL hanno contribuito allo sviluppo di un sistema terrestre e aereo nel contesto di un progetto europeo per la mappatura spaziale e urbana.
L’idea nel suo intero contesto comprende un veicolo terrestre con un speciale bersaglio ottico posizionato sul tetto e  un drone che lo segue ad una altezza prestabilita, rimanendo sempre in linea ottica con lo speciale cartello di segnalazione come se fosse un cavo di un aquilone.
I ricercatori del laboratorio svizzero, hanno progettato e costruito la speciale camera con l’obiettivo che blocca virtualmente il drone e lo costringe a seguire il veicolo senza alcun controllo o utilizzo di un segnale GPS ricevuto autonomamente.

La costruzione di una mappa tridimensionale ad alta risoluzione è un processo lungo e costoso: Il veicolo terrestre esegue le fotografie per i rilevi da terra sino alla altezza degli alberi o delle case e e il drone esegue le foto per i rilevi aerei che verranno poi combinate con speciali software.
L’idea di MapKITE, questo è il nome amichevole del progetto europeo con codice H2020, comprende un nuovo approccio nel quale il drone e il veicolo terrestre viaggiano insieme e bloccati da un filo invisibile e virtuale.

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Per mappare un fiume, una ferrovia  una strada, il drone deve lavorare segmento per segmento, seguendo i marcatori posizionati sul  terreno. E ovviamente al fine di poter essere comandato remotamente, deve rimanere entro confini ben precisi e sempre visibile al pilota che deve assicurarsi che i sensori siano puntati in modo corretto e preciso, oltre al fatto che non è sufficiente vedere solo un marcatore, ma solitamente ne servono più di uno.

Un altro inconveniente è che con la mappatura aerea la direzione del sensore del drone deve essere ripetutamente corretta in ambienti poco strutturati (ad esempio neve, sabbia o acqua). E a livello di terra, occorre solo un albero, un ponte o un veicolo per bloccare l’immagine. A tutto ciò si aggiunge un successivo passaggio nel quale ci si assicura che i dati raccolti in volo siano compatibili e coerenti con quelli raccolti a terra.

Un cavo virtuale

MapKITE sfrutta i vantaggi delle due tecniche  e cerca di evitare gli inconvenienti delle stesse.Il velivolo aereo è dotato di strumenti di rilevamento remoto e un sistema di navigazione. Il veicolo terrestre, dispone anche esso di un sistema di navigazione in tempo reale e calcola costantemente il suo percorso generando una serie di punti di riferimento per il drone convertendo i dati di navigazione terrestre (tempo, posizione, velocità) in comandi aerei (altitudine e percorso). Questo meccanismo crea un ‘cavo virtuale’ che obbliga il drone a seguire costantemente il veicolo e operare sulla stessa scala.

“Grazie a questo approccio tandem, MapKite è anche conforme alle normative europee, in quanto il drone può atterrare autonomamente sul veicolo se qualcosa va storto o se le batterie devono essere cambiate”, ha dichiarato Jan Skaloud,

A metà marzo, il complesso sistema è stato testato presso il BCN Drone Center, vicino a Barcellona. I risultati sono stati spettacolari: il sistema ha generato mappe 3D con una risoluzione di un centimetro, molto più preciso di sistemi come Google Street View. “Con un bersaglio che è di soli 90 centimetri di diametro, le immagini prese dal drone ad un’altezza di 100 metri forniscono l’errore nella distanza tra drone e bersaglio di meno dell’1%, mentre ad un’altezza di 50 metri l’errore è inferiore a 0,25% “, ha detto Davide Cucci

MapKITE è un consorzio di dieci partner di sei paesi europei più uno in Brasile: GeoNumerics, TopScan, GRID-IT, ALTAIS, DEIMOS Engenharia, UAVision, CATUAV, EPFL, Engemap Engenharia e UNESP. EPFL è l’unico partner accademico. La tecnologia di MapKite è brevettata.

Fonte EFPL

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