.
◊ باطری گیمبال : ۱۳۰۰ میلی آمپر
◊ مقدار بار قابل حمل : ۱٫۵ کیلوگرم
.
◊ جنس بازو و بدنه : فیبر کربن
.
◊ نوع بازو ها : تا شونده جهت حمل راحتتر
.
◊ طول بازوها : فاصله محور و موتور ۹۰CM
◊ اتوپایلوت : دارای GPS , IMU
.
◊ رادیو کنترلر : ۱۶ کاناله
.
◊ شارژر : ۱۰۰۰ وات
.
◊ گیمبال : دو محوره با موتورهای براشلس
.
◊ وزن پرنده : ۶۰۰ گرم
◊ حداکثر سرعت افقی : ۸M/S
.
◊ نوع سنسور : ۳۲ بیتی
.
◊ نوع پایه ها : جمع شونده اتوماتیک
.
◊ جنس پایه ها : فیبر کربن
.
◊ وزن دوربین : ۵۰۰ گرم
مفاهیم و تعاریف:
♦ پهپاد : پرنده هدایت پذیر از دور (Unmanned Aerial Vehicle (UAV
.
♦ سنجنده : وسیله برداشت داده شامل: دوربین تصویر برداری، سنجنده مادون قرمز، لایدار و …
.
♦ پهپاد فتوگرامتری : هدایت پرنده بدون سرنشین برای مقاصد نقشه برداری هدف تهیه نقشه سه بعدی
.
♦ مدل رقومی ارتفاعی : DTM) Digital Train Model)، هر پیکسل از تصویر نمایش دهنده ارتفاع متناظر زمینی
.
♦ مدل رقومی سطحی زمین : DSM) Digital Surface Model)، شامل عوارض دست ساز بشر، هر پیکسل نمایش دهنده ارتفاع متناظر سطح مصنوعی زمین است.
سیستم های معمول پهباد:
.
پهپاد بال ثابت:
♦ نیاز به باند فرود برای نشست و برخاست
♦ سرعت بالاتر تا ۴ برابر پرنده عمود پرواز ( ۴۰-۹۰ کیلومتر بر ساعت)
♦ ارتفاع بالاتر (۱۰۰- ۵۰۰ متر)
♦ تهیه نقشه از مناطق وسیعتر ( روزانه ۱۰۰ -۴۰۰ هکتار)
♦ مداومت پروازی بیشتر ( ۲۰-۶۰ دقیقه)
♦ دوران پرنده های افق پرواز حول محور حرکتی ایجاد خطا میکند
♦ معمولا محل دوربین در درون بدنه هواپیماهای افق پرواز ثابت است
.
مولتی روتر عمود پرواز:
♦ عدم نیاز به باند نشست و برخواست
♦ قابلیت پرواز ایستا با هدف فیلمبرداری و عکسبرداری
♦ ارتفاع پایین (۵۰ – ۱۵۰ متر)
♦ سرعت کمتر و وزن بالاتر
♦ قابلیت حمل دوربین سنگین تر
♦ امکان دوران و تغییر حالت دوربین در حین پرواز
♦ مداومت پروازی کم
♦ حفظ ارتفاع پروازی و عدم خروج از مسیر مورد نظر در مقابل باد
قسمت های مختلف یک پهپاد مولتی رتور:
♦ بدنه
♦ موتور
♦ ملخ
♦ گیمبال
♦ رادیو کنترل
♦ کامپیوتر پرواز
♦ تجهیزات مخابراتی و تله متری
♦ منبع تغدیه (الکتریک – بنزینی)
♦ تجهیزات ایستگاه زمینی و نرم افزارها
♦ دوربینهای عکاسی – طیفی – حرارتی – لیدار
♦ سیستمهای ناوبری (GPS – کمپاس – بارومتر- IMU
اجزای پهپاد فوتوگرامتری:
♦ طراحی پرواز و تنظیمات ناوبری
♦ کنترل ناوبری
♦ آماده سازی و پردازش تصاویر
♦ تهیه نقشه، DEM ، ارتوموزائیک
♦ ناوبری
♦ مخابرات
♦ برداشت داده
♦ ایستگاه زمینی
مراحل اجرایی فتوگرامتری با پهپاد:
.
.
◊ قبل از پرواز:
♦ تعریف پروژه و پارامترهای آن توسط کارفرما
♦ شناسایی منطقه
♦ برنامه ریزی پرواز (Flight Planning(FP
♦ اخذ مجوزهای لازم جهت پرواز و عکسبرداری
♦ طراحی نقاط کنترل زمینی و نشانه گذاری (GCP)
پارامترهای لازم جهت طراحی پرواز:
توصیف | پارامتر |
موقعیت منطقه | P,X,Y |
ارتفاع متوسط منطقه | HT |
دقت مسطحاتی و ارتفاعی | Sx , Sy |
دقت اندازه گیری (پیکسل) | (Sx(mes |
سرعت حرکت پرنده | Vs |
کشیدگی تصویر | W |
سرعت شاتر | T |
میدان دید | FOV |
زمان بین دو نقطه معادل | dT |
نقاط کنترل زمینی | (P,x,y,z) |
توصیف | پارامتر |
مقیاس عکسبرداری | M |
فاصله کانونی | F |
ارتفاع پرواز | H |
ابعاد سنسور تصویر برداری | (S(x,y |
ابعاد زمینی سنسور تصویر | (S(X,Y |
ابعاد پیکسلی سنسور تصویر برداری | Px , Py |
ابعاد پیکسلی سنسور تصویر روی زمین | GSD |
پوشش طولی و عرضی | P , Q |
اسکیل بار در تصویر و زمین | B , b |
فاصله بین خطوط پرواز | A |
طول و عرض منطقه تحت پوشش | Lp , Lq |
مساحت مدل ( پوشش استریو) | Fm |
طراحی پرواز و نقاط کنترل زمینی :
◊ ابعاد سنسور سایز زمینی (GSD) مورد نیاز طبق استاندارد سازمان نقشه برداری
مقیاس نقشه | مقیاس عکس | منحنی تراز (متر) | حداقل اندازه پیکسل زمینی (GSD) (سانتیمتر) | حداکثر اندازه پیکسل زمینی (GSD) (سانتیمتر) |
۱/۵۰۰ | ۱/۳۰۰۰ | ۰/۵ | ۳ | ۴ |
۱/۵۰۰ | ۱/۴۰۰۰ | ۰/۵ | ۴ | ۵ |
۱/۱۰۰۰ | ۱/۳۰۰۰ | ۰/۵ | ۵ | ۷ |
۱/۱۰۰۰ | ۱/۴۰۰۰ | ۰/۵ | ۶ | ۸ |
۱/۱۰۰۰ | ۱/۵۰۰۰ | ۰/۵ | ۷ | ۱۰ |
۱/۲۰۰۰ | ۱/۴۰۰۰ | ۱ | ۱۰ | ۱۴ |
۱/۲۰۰۰ | ۱/۵۰۰۰ | ۱ | ۱۲ | ۱۶ |
۱/۲۰۰۰ | ۱/۸۰۰۰ | ۱ | ۱۴ | ۱۸ |
۱/۲۰۰۰ | ۱/۱۰۰۰۰ | ۱ | ۱۵ | ۲۰ |
◊ عملیات پرواز
♦ پرواز و عکسبرداری مطابق برنامه کاری
♦ کنترل تصاویر اخذ شده و مطابقت با نقشه پروازی
♦ پوشش طولی بالای ۶۰ % و پوشش عرضی ۶۰% باعث افزایش استحکام هندسی در شبکه و جلوگیری از پدیده لولا شدن
♦ انتخاب نقاط کنترل سه بعدی به صورت یک گرید. به ازای هر ران پرواز حداقل سه نقطه کنترل مورد نیاز است.
♦ فواصل نقاط کنترل در گرید بستگی به ابعاد پیکسل، ارتفاع پرواز، کیفیت تصاویر و پوشش ها دارد.
◊ بعد از پرواز
♦ پردازش:
♦ خودکالیبراسیون و مثلث بندی هوایی
♦ تولید مدل سه بعدی
♦ تولید ابر نقاط متراکم
♦ تولید DTM
♦ تولید DSM
♦ تولید منحنی میزان
♦ تولید ارتوفتوموزائیک
♦ تولید مدل سه بعدی بافت دار
♦ تولید تصاویر بدون اعوجاج برای تبدیل دستی
♦ پیش پردازش :
♦ حذف مشاهدات اضافی
♦ تنظیم داده های GPS/IMU
♦ خروجی های سیستم
♦ تصاویر موزائیک شده
♦ ابر نقاط
♦ مدل سه بعدی
♦ تصویر ارتوفتوموزائیک
♦ مدل رقومی ارتفاعی
♦ مدل ارتفاعی سطح
مقایسه نقشه برداری پهپاد با نقشه برداری زمینی :
♦ در مناطق بالای ۱۰۰ هکتار
♦ سرعت بالای تهیه داده
♦ دسترسی به تمامی جزئیات منطقه
♦ افزونی داده ها با دقت بالا و کیفیت بالا
♦ ابر نقاط متراکم، مدل سه بعدی و ارتوفتوموزائیک
♦ قابلیت اندازه گیری و محاسبه احجام به طور دقیق
♦ منحنی میزان دارای صحت و جزئیات بالاتر
♦ حضور آسان در مناطق صعب العبور و خطرناک (مناطق مین گذاری و…)
♦ تهیه نقشه های طیفی و حرارتی در صورت استفاده از سنجنده های مناسب
◊ مزایا
♦ هدایت پرنده در اختیار کاربر
♦ امکان استفاده از دوربین غیر متریک بجای دوربین متریک
♦ ارتفاع پرواز محدود و تاثیر جو در تصاویر ناچیز
♦ تعداد تصاویر زیاد و تاثیر کرویت زمین در تصاویربسیار ناچیز
♦ هزینه های پرواز جزئی و نگهداری وتعمیر پرنده ارزان
♦ در محدوده های کم وسعت توجیه اقتصادی پهپاد بالا
♦ ثبت تصاویر دربازه زمانی دلخواه امکان پذیر است
♦ تکرار پذیری پرواز در همان روز
♦ باند پروازی محدود جهت نشست و برخاست پرنده
♦ تهیه نقشه با مقیاس های ۱/۲۰۰- ۱/۲۰۰۰
◊ امکان پرواز فقط در شرایط زیر:
♦ پوشش گیاهی مانع از رویت زمین نشود
♦ منطقه دارای موانع مخابراتی طبیعی و غیر طبیعی نباشد.
♦ منطقه دارای محدودیتهای پروازی نباشد. (نظامی ، اطلاعاتی و …)
♦ پرواز بر فراز مناطق مسکونی تنها با امنیت پروازی بالا امکان پذیر است. (الزام استفاده از چتر نجات)
♦ پرواز در مناطق بادخیز امکان پذیر نمی باشد. (بادهای داینامیک خطر ناک است)
◊ معایب
♦ زمان محدود پرواز
♦ تعداد نقاط کنترل بالا
♦ محدودیت ارتفاع پرواز
♦ تعداد زیاد تصاویر و پوشش بالای آنها
کاربرد های پیشنهادی برای فتوگرامتری پهپاد:
♦ مطالعات شناخت، متره و براورد هزینه، زمان عملیات عمرانی
♦ طراحی و اجرای سایت های صنعتی و مسکونی
♦ تسریع در تهیه نقشه های کاداستر به منظور مدیریت تملک اراضی
♦ تهیه نقشه و مانیتورینگ دوره ای سایت ها و بناهای میراث فرهنگی
♦ مطالعات پروژه های مختلف شبکه راه، راه آهن، آب و فاضلاب، خطوط انتقال نیرو، مخابرات، خطوط لوله نفت و گاز
♦ تصویر برداری دوره ای جهت نگهداری و حفاظت از اراضی مسکونی و منابع طبیعی
♦ مطالعات منطقه ای، ژئومورفولوژی، محیط زیست
♦ مطالعات جنگل ها و مراتع و اراضی کشاورزی
♦ مطالعات حریم بستر، مهندسی رودخانه و نواحی ساحلی دریاها
آینده سیستم:
♦ افزایش مدت زمان پروازی و ایمنی پرواز
♦ فراگیر شدن سیستم در بین کاربران و قانون مند شدن استفاده از آن
♦ مجهز شدن به کیتهای RTK
♦ استفاده از سنسورهای حرارتی – طیفی – لیدار
نمونه ای از پروژه انجام شده :
♦ مدل ارتو فتو :
♦ مدل رقومی :