¿Cómo medir volúmenes de existencias utilizando tu drone?

¿Alguna vez te has preguntado “¿Cuánto inventario tengo en mi sitio?” o “¿Cuánto material tengo en esta reserva?” o ¿te has preguntado si es posible medir volúmenes de existencias con un drone?.

Estas son preguntas comunes que los que están en el espacio de Arquitectura, Ingeniería, Construcción, Minería o incluso Agricultura se hacen todos los días. La necesidad de conocer los inventarios exactos en todo el sitio es importante, y la frecuencia actual de cálculo de pilas en un sitio nunca es suficiente. Las preocupaciones de seguridad y tiempo afectan la capacidad de obtener mediciones rápidas y precisas en el terreno. Pero, ¿qué pasaría si pudiera calcular las existencias en su sitio con extrema precisión y alta frecuencia? Al usar drones DJI Enterprise y el software DJI Terra, nunca ha sido más fácil, rápido o seguro calcular las reservas.

Para medir volúmenes de existencias utilizando drones, es necesario determinar el equipo a utilizar, crear una misión y utilizar un software de procesamiento de datos especializado.

¿Qué es una existencia?

Cuando hablamos de existencias, ¿de qué estamos hablando realmente? Una pila o volumen de cualquier material se puede medir fácilmente con un drone. El tamaño de la pila o el número de pilas puede variar en tamaño dependiendo del caso de uso, y cualquier pila se puede medir con precisión. En la construcción, es típico durante la fase de movimiento de tierras tener múltiples pilotes en el sitio de trabajo con material cortado del sitio. En la minería, la gestión de inventario es un factor importante en la compra, venta de materiales o la comprensión del valor del sitio actualmente. Y en la agricultura, muchas granjas lecheras y de carne albergan grandes reservas de ensilaje para alimentar a los animales. La importancia de saber cuánto ensilaje queda en la pila ayuda a calcular cuándo es el momento adecuado para comprar / cosechar más pasto y grano.

Flujo de trabajo de medición de existencias con drones

Echemos un vistazo a los pasos para utilizar drones para medir las reservas:

1. Determinar el hardware adecuado
2. Crear una misión
3. Procesamiento de datos en DJI Terra
4. Análisis de volúmenes / existencias
5. Exportar
6. Soluciones de terceros

Determinar el hardware adecuado

Al determinar el drone adecuado para medir las reservas, hay dos factores principales: la claridad de la imagen y la precisión de los datos.

La claridad de la imagen se puede lograr con una cámara con un sensor grande, obturador mecánico, sensor óptico de alta calidad y recuento de megapíxeles (¡aunque no se trata solo de más MP!)

Para la precisión de los datos, incluir un receptor GNSS en el dron mejora en gran medida su precisión con más satélites. Además, los datos procesados con RTK pueden alcanzar un alto nivel de precisión absoluta. Esto significa que los datos se alinearán casi perfectamente con el tiempo, muy importante cuando los vuelos se realizan sobre las mismas pilas cada vez. Si bien la ubicación general de los patios de almacenamiento y los sitios de canteras rara vez cambia con el tiempo, las pilas dentro de los sitios están en constante crecimiento y reducción. Sin RTK o GCP, los mapas pueden cambiar varios pies, lo que resulta en mediciones inexactas de las existencias al calcular el cambio de dos fechas diferentes.

Otro aspecto de determinar el dron correcto es una mejor comprensión de su propio sitio. El tamaño y el entorno del sitio pueden contribuir a la necesidad de un dron con más tiempo de vuelo, mayor clasificación IP o incluso cargas útiles intercambiables para medir las existencias en vegetación densa con LiDAR.

Para muchos clientes que miden existencias, el Mavic 3 Enterprise, líder en la industria, es el dron más adecuado del mercado. Con un gran tamaño de sensor de imágenes de 4/3″ y 20MP, la calidad de imagen y la claridad por el precio son inigualables. Y para mayor precisión, el Mavic 3 Enterprise tiene un receptor RTK opcional para geoetiquetar imágenes con mayor precisión y un bturador mecánico de alta calidad para minimizar el desenfoque / imprecisiones de la imagen. El precio del Mavic 3 Enterprise también es bastante accesible para el conjunto de características que este tiene.

Para sitios más difíciles o más grandes, el DJI Matrice 350 RTK y la cámara Zenmuse P1 son perfectos. El P1 cuenta con un sensor de fotograma completo que captura imágenes de 45MP. Esto le permite volar más alto (y a su vez, más acres) mientras mantiene la misma distancia de muestreo del suelo que el Mavic 3 Enterprise. El P1 también utiliza un obturador mecánico para mayores niveles de precisión.

El Matrice 350 tiene la capacidad de intercambiar cargas útiles, por lo que si su sitio tiene vegetación densa que cubre las pilas, las existencias aún se pueden calcular, pero requieren LiDAR para una mayor precisión. La cámara gimbal Zenmuse L1 puede ayudarte a recopilar nubes de puntos precisas de LiDAR, que también se pueden usar para mediciones de existencias. Por lo general, cuando se utiliza lidar para medir existencias con vegetación, será necesario generar un modelo digital del terreno para realizar mediciones.

Crear una misión

Al calcular las reservas, el procedimiento recomendado para los vuelos automatizados es planificar una misión de mapeo. Cuando veas la aplicación DJI Pilot 2 en tu mando, selecciona la opción Ruta de vuelo en el lado derecho de la pantalla. A continuación, crea una ruta y, cuando se te solicite, selecciona la opción Asignación.

Asegúrese de que el controlador esté conectado a Internet y, a continuación, haga zoom en su sitio. Seleccione la cámara y se generará una ruta de vuelo automatizada. Arrastre los puntos blancos en el borde del polígono para cubrir el área que desea volar.

Una vez que tengas el polígono listo, deberás observar algunos ajustes de la misión. Asegúrese de que Smart Oblique esté desactivado (los datos de la reserva solo deben capturarse NADIR a tierra), pero active Seguimiento del terreno si tiene grandes cambios en el terreno. El Mavic 3 Enterprise puede utilizar la función Real-Time Terrain Follow, pero también se admite una importación DSM. Para obtener más información sobre Terrain Following, puedes leer nuestro artículo: Beneficios del modo seguimiento de terreno DJI con drone para topografía áerea.

A continuación, es hora de establecer la altitud de vuelo. Una altitud de vuelo recomendada para las reservas es de alrededor de 250 pies AGL. Volar más alto dificulta la capacidad de etiquetar correctamente los puntos de control terrestre (GCP) o los puntos de control, pero volar más bajo aumenta el tiempo de la misión. El Mavic 3 Enterprise cuenta con unos asombrosos 42 minutos de tiempo de vuelo con el receptor RTK montado, por lo que si su sitio es más pequeño que 20 acres, siéntase libre de volar más bajo para obtener imágenes de mayor resolución. La velocidad de vuelo se puede ajustar a la velocidad máxima (si las condiciones son seguras para hacerlo) gracias al intervalo de captura de 0,7 segundos y al obturador mecánico de nuestros sensores de mapeo.

La optimización de elevación debe estar desactivada. Solo puede capturar imágenes NADIR para el análisis de existencias.

En la Configuración avanzada puedes cambiar la Superposición lateral y la Superposición frontal, recomendamos dejar los valores predeterminados establecidos (70% sidelap y 80% frontlap).

Cuando esté listo, guarda la misión y, a continuación, empieza la misión. Esto mostrará la lista de verificación previa al vuelo con los últimos ajustes de la misión. En la segunda página, puedes ver las opciones para la configuración de la cámara. Para aquellos que comienzan a mapear, recomendamos usar el modo automático. Si tienes problemas con el brillo de la imagen o la velocidad de obturación lenta, puedes configurar la cámara en modo M (manual), cambiar la velocidad de obturación a un mínimo de 1/1000 y desactivar Dewarping. Al bloquear la velocidad de obturación a 1/1000, puede minimizar el desenfoque de movimiento, pero si las imágenes son demasiado oscuras, ajusta el ISO durante el vuelo. ¡Ahora estás listo para volar!

Procesamiento de datos en DJI Terra

Una vez que el sitio ha sido capturado, es hora de procesar los datos. Retira la tarjeta micro SD e insértala en tu computadora. Inicia DJI Terra, el motor de fotogrametría de DJI. En la pestaña Reconstrucción, en la esquina inferior izquierda, selecciona Nueva misión. Una vez seleccionada la Luz Visible, se ha creado el nuevo proyecto.

Para importar las imágenes, selecciona el icono Carpeta (arriba a la derecha). Esto rellenará las ubicaciones de imagen de cada imagen. Si se capturaron puntos de control terrestres o puntos de control en el sitio, usa la herramienta de administración de GCP para ayudar a etiquetar los marcadores. Dado que el Matrice 350 RTK y Mavic 3 Enterprise utilizan RTK, no se requieren GCP, pero siempre se recomiendan los objetivos de punto de control para verificar la precisión del levantamiento.

Activa Mapa 2D y Mapa 3D, y selecciona los tipos de archivo específicos que necesita exportar desde cada uno. A continuación, selecciona Ejecutar reconstrucción. Una vez que los datos han terminado de procesarse, las existencias están listas para ser medidas.

Análisis de los volúmenes / existencias

Al visualizar el mapa o el modelo, utiliza la herramienta Anotación y medición de la esquina inferior derecha (es posible que tenga que desplazarse hacia abajo). Las herramientas de anotación y medición de DJI Terra pueden ayudar a soltar un alfiler y obtener coordenadas de una ubicación, medir distancias a través de una pila, medir el área dentro de un mapa o medir el volumen de un polígono.

Para medir una pila de almacenamiento, seleccione la herramienta Volumen y haga clic alrededor de la reserva. Una vez que haga doble clic para terminar la anotación, Terra calculará el volumen de la pila.

Cuando se calcula la pila, las salidas están en volúmenes de corte y relleno. También tiene la posibilidad de cambiar el plano base a una de las 2 opciones:

• Plano medio: calcula la parte inferior de la pila promediando la elevación a través de la anotación. Esta es la configuración recomendada para la mayoría de las pilas de almacenamiento, y es la más precisa para las pilas independientes.
• Punto más bajo: A menudo, las reservas están contenidas en búnkeres o se empujan contra las paredes. El punto más bajo permite que el plano base se mida por el punto más bajo de elevación en la reserva, ya que no se puede medir la parte posterior de un búnker.

Una vez calculada la anotación, puede guardar la anotación para mantener un registro de esa pila específica. Las anotaciones se pueden exportar como una sola hoja xlsx que contiene los valores Nombre de anotación, Plano base utilizado, Corte y Relleno.

Exportar

Si bien DJI Terra tiene la funcionalidad para realizar un seguimiento de las existencias, a menudo los clientes prefieren que los datos se importen a la plataforma de software de su elección. Al comprender las exportaciones, es importante saber qué tipo de capa de datos admite el software de tu elección. Para las medidas de almacenamiento, la opción de exportación 2D más común es una imagen Tiff. En 3D, la mayoría del software de análisis de existencias utiliza la nube de puntos en lugar de una malla 3D, generalmente en formato de archivo las.

Para exportar el mapa o modelo, haz clic en la pantalla de inicio y resalte el proyecto. Selecciona la opción Exportar y elija qué capas de datos desea exportar.

Soluciones de terceros

El software más común de elección para el análisis de movimientos de tierras y existencias para usuarios de AEC y minería es Trimble Business Center.

Algunas otras opciones serían procesar los datos del dron con uno de nuestros socios de procesamiento. DroneDeploy y Propeller Aero tienen herramientas robustas para ayudar a medir las reservas. Si bien estas herramientas generalmente cuestan más que Terra, se han agregado más herramientas y los datos se almacenan en la nube. Un ejemplo de las herramientas de análisis de existencias de DroneDeploy es la capacidad de medir las existencias a lo largo del tiempo, ver las curvas de nivel, así como asignar densidades de material y costo.

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