Elegir el drone perfecto para el mapeo LiDAR

19 de diciembre de 2019

Una de las primeras decisiones que tendrás que tomar al elegir un drone [o Vehículo Aéreo no Tripulado (UAV), también conocido como pequeño Sistema de Aviones no Tripulados (sUAS)] para el LiDAR mapping es el tamaño y la configuración del rotor/alas.

Todas las demás decisiones que se tomen se verán influenciadas por esto y tendrán un impacto directo en los resultados que puede esperar obtener de sus encuestas. Para empezar, aquí hay algunos factores clave a tener en cuenta.

 

Factores clave en su plan de reconocimiento aéreo LiDAR

 

  • Forma del área típica a inspeccionar: plana, rocosa, montañosa... Pensar en la ubicación de sus posibles próximos proyectos le ayudará a elegir el zángano que mejor se adapte a sus necesidades. Por ejemplo, un avión teledirigido permite una mayor agilidad que un ala fija con terrenos montañosos o paredes verticales como los acantilados. Aunque se requiere poco espacio para los despegues y aterrizajes con multirotor, necesitará más espacio con los aviones teledirigidos de ala fija (a menos que se trate de un VTOL de ala fija). Es obligatorio darse el espacio suficiente para despegar y aterrizar!

 

  • Tamaño de la zona del objetivo y el tiempo de vuelo requerido para sus estudios LiDAR : Si combinas el tamaño del área a mapear con su forma, fácilmente te haces una idea de lo que necesitas. Si planeas volar sobre grandes áreas planas o lo suficientemente alto, necesitas un dron de alta velocidad (dron de ala fija o de helicóptero) para una mejor productividad. Un zángano multirotor no será la primera opción (a menos que ya lo tengas y no tengas miedo de hacer numerosos vuelos) ya que su velocidad es limitada.

 

  • Autonomía de su zángano Más allá de la velocidad, es la autonomía del avión no tripulado la que determinará el número de vuelos a realizar en una zona. Un multirotor siempre tendrá menos autonomía que un avión teledirigido de ala fija, lo que tiene la ventaja de flotar y consumir menos energía.

 

  • Altitud y campo de visión (FOV) impactan directamente en la productividad como un gran Campo de Visión, digamos que un ángulo de visión reducido a -70deg/+70deg (para propósitos de precisión de datos) le dará una franja de 340m (cobertura de suelo) si vuela a 80m AGL (Sobre el nivel del suelo). Cuanto más alto vuela, más productividad obtiene ya que necesita menos líneas de vuelo como cobertura... pero al mismo tiempo degrada la precisión de la nube de puntos LiDAR obtenida. Normalmente, le damos la típica planificación de la misión para cada LiDAR (altitud máxima de vuelo, velocidad) para sacar el máximo provecho de su avión teledirigido montado con LiDAR.

 

  • Carga útil y autonomía: El peso del LiDAR para el sistema de hardware del drone es una limitación para cualquier drone. Si el drone no es capaz de levantar la carga útil completa (LiDAR hardware, batería, soporte, antena, cámara...), ¡no hay vuelo ni posibilidad de adquisición! Y si el drone está luchando por despegar, esto no es seguro en absoluto y los datos recogidos no serán de buena calidad ya que el drone no será lo suficientemente estable durante el vuelo. Hay que considerar la potencia del drone y la autonomía. Por ejemplo, un avión teledirigido DJI M600 combinado con un YellowScan Vx-20 LiDAR es capaz de volar y vigilar durante unos 15-20 minutos (dependiendo de las condiciones meteorológicas). Hay una gran diferencia de autonomía entre los aviones teledirigidos de motor eléctrico y los de motor de combustión, que se refleja en el precio.

 

  • La altura de la vegetación: Si los árboles están altos en el área objetivo para LiDAR mapeo, asegúrase de que el drone y el LiDAR pueden volar más alto para que pueda volar con seguridad mientras te beneficias de tu solución. Se recomienda al menos 5 metros por encima de la línea de árboles.

 

  • Seguridad: Para que las encuestas sean seguras, su vehículo aéreo no tripulado debe cumplir los siguientes requisitos. La redundancia es obligatoria en la mayoría de los países para proporcionar la seguridad de las operaciones en caso de fallo del sistema, es decir, tener un motor de reserva en su vehículo aéreo no tripulado. El enlace de transmisión entre el UAV y el GCS (Puesto de Control en Tierra) es crucial para poder controlar el UAV en cualquier momento. Además, la certificación es obligatoria para operar legalmente un UAV y reaccionar de la mejor manera en diferentes escenarios de vuelo. Por último, el equipo de seguridad como los paracaídas, una opción de motor de corte o, básicamente, la suficiente potencia de zángano que queda para levantar la carga útil y aterrizar con seguridad, definitivamente ayudaría.

 

  • El costo: La fijación de precios no es ciertamente el último criterio y tiene que ajustarse a su presupuesto:
    • un zángano multirotor es fácil de poner en marcha, cubre un área más pequeña y cuesta menos (10-40K euros)
    • un avión teledirigido es más rápido y ofrece una mayor zona de cobertura a un coste más elevado (50-250K euros)
    • El helicóptero es el mejor combo de velocidad y agilidad pero el más caro (30-55k euros)

 

  • Reglamento: Las regulaciones del Home Drone son clave cuando se aprende a volar un drone. Es necesario ser un piloto certificado en su país para volar aviones no tripulados profesionales y, de hecho, estar al tanto de los cambios en la reglamentación (normas de seguridad, zonas de exclusión aérea, especialmente en las zonas urbanas, VLOS (Visual Line of Sight) o BVLOS (Beyond Visual Line of Sight).

 

  • Facilidad de integración: Tiene el LiDAR, tiene el drone pero... ¿cómo conectarlo? Algunos drones están diseñados con cámaras incorporadas y otros no. Cuando quiera añadir un LiDAR a su drone, tiene que considerar el tamaño del LiDAR (puede hacer que la integración de las alas fijas sea impracticable si es demasiado grande), las opciones de montaje posibles para el LiDAR (facilidad de uso, sistema antihumedad, robustez, cables y distancia entre LiDAR la óptica del escáner láser y el suelo para evitar la posible proyección de piedras durante el despegue/aterrizaje. ….).

 

Hay diferentes clasificaciones de los drones que hay que considerar para la prospección aérea LiDAR, y el tipo de aplicación/uso que se planea desplegar también puede tener un impacto. Cuando sumas todos los factores, tienes tres clasificaciones para elegir: multirotor, ala fija y un UAV de un solo rotor.

Un zángano multirotor es el tipo más común que se encuentra en el mercado. La mayoría son más pequeñas en tamaño, pero por ejemplo, la variante del hexacóptero o del octoptero es más grande y puede manejar múltiples misiones. Las opciones de octocóptero y hexacóptero proporcionan más seguridad, ya que si uno de los rotores falla usted todavía tiene unos cuantos capaces de volar, mientras que un cuadricóptero caería del cielo. Los aviones teledirigidos multirotor de mayor tamaño también pueden ofrecer la mayor flexibilidad en cuanto a opciones de equipo, lo que los hace más útiles en diferentes perfiles de misión. También son ideales para terrenos de difícil acceso.

Ej: DJI M600, Videodrone Geodrone X4L

El siguiente a considerar es el avión teledirigido de ala fija, ya que puede ser el más eficiente para la aviación... LiDAR trabajo de topografía, cubren la mayor parte del terreno, el costo es un elemento debido a sus similitudes con los aviones tripulados tradicionales. Se utilizan para el estudio de las infraestructuras lineales (líneas eléctricas, ferrocarril, carreteras), de los grandes bosques o de las tierras de cultivo o incluso de las costas fluviales o marítimas. Manejan cargas útiles más pequeñas que los multirotores (como LiDAR está integrado en la cabeza) y aportan un valor añadido al ofrecer despegue y aterrizaje vertical (VTOL) por razones de espacio y seguridad.

Ej: Quantum Systems VTOL Tron

Por último, el vehículo aéreo no tripulado de un solo rotor (a veces denominado "helicóptero no tripulado"), puede ser más eficiente y productivo que el multirotor (el tamaño es siempre un factor), pero de nuevo todo depende del perfil de la misión. Si necesita montar una solución más grande para el LiDAR mapping, su tamaño y capacidad de potencia hacen que un solo zángano de rotor sea la mejor opción.

Ej: Pulse Aerospace Vapor 55, Sky Heli

Ahora, esperamos que tenga algunas pistas para elegir mejor su UAV y despegar para las encuestas LiDAR!

-Julien BO

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