Varredura e Inspeção Comercial de Telhados

Este post no blog partilha um caso de uso real de um trabalho massivo de inspeção de telhado. O objetivo era obter uma varredura geral do telhado de um edifício comercial para inspeção inicial e visão geral. Utilizámos um drone DJI Mini 4 Pro, o serviço de waypoints Pixpro, scans orbitais em hyperlapse e o software de fotogrametria Pixpro para processar todas as fotos. Vamos aprofundar mais, para que possa ter uma ideia do âmbito do trabalho e das competências necessárias.

Limitações do Drone

Devido ao ambiente urbano e às limitações de voo do drone, utilizámos um drone de classe A0, o que significa que pesa menos de 250 gramas. Caso contrário, seria necessário um processo de autorização penoso, e todo o processo de trabalho demoraria muito mais com os organismos governamentais envolvidos. Por vezes, o processo de autorização pode acrescentar meses ao fluxo de trabalho. Neste caso, tínhamos menos de um dia.

Trouxemos o melhor drone compacto do mercado—o DJI Mini 4 Pro com o seu fly more combo e o controlador remoto DJI RC N2 sem ecrã totalmente carregado. Também tínhamos dois telemóveis Android que usavam os waypoints Pixpro no local sem preparação especial.

Waypoints Pixpro no Campo

O waypoint Pixpro é uma solução alternativa que nos proporciona voos em grelha automatizados e consistentes com qualquer um dos drones DJI mais recentes que suportam waypoints. Mas, sendo uma solução alternativa, tem alguns problemas. Um deles é uma limitação do sistema Android, que não permite a edição de ficheiros em diretórios do sistema. Leia mais sobre o nosso serviço num post anterior do blog.

Ligámos dois telemóveis Android através de um cabo USB C para contornar isso e planear um voo no local. Desta forma, um telemóvel pode aceder ao armazenamento do outro e colocar lá ficheiros. O nosso fluxo de trabalho exato foi:

1. Ir aos waypoints Pixpro e planear o seu voo no telemóvel B.

2. Descarregar o ficheiro KMZ que o serviço gera.

3. Copiar o ficheiro para o diretório apropriado no telemóvel através de um cabo USB C-para-C.

4. Desligar os telemóveis e renomear o ficheiro com o telemóvel A.

5. Ir à DJI Fly e executar o voo.

Este fluxo de trabalho tem algumas advertências. Aqui estão algumas coisas a ter em atenção:

O cabo USB TIPO C para TIPO C tem de suportar transferência de dados. Alguns cabos podem ser apenas para carregamento, mas isto é raro hoje em dia. Não precisa de se preocupar se o cabo suporta "OTG". Ainda assim, pode usar um adaptador OTG e um simples cabo USB A para USB C.

Ao conectar dois dispositivos, precisa de controlar o tipo de conexão. Terá de selecionar qual o telemóvel que acede ao outro nos menus de conexão USB, que aparecem na área de notificações nos dispositivos Android.

O nosso telemóvel B foi forçado a carregar o outro telemóvel, o que significou que ficou sem bateria rapidamente. Certifique-se de que ambos os dispositivos estão carregados. Claro, também pode usar um tablet Android ou qualquer outro dispositivo.

Caso de Uso de Inspeção de Telhado

O nosso objetivo era obter uma superfície 3D de boa qualidade e uma imagem ortofotográfica de um grande centro comercial que já contém painéis solares. A ideia é fazer uma inspeção geral rápida das instalações no telhado para ver se algum ponto em particular requer atenção. Não nos foi exigido fazer uma inspeção aprofundada, já que o telhado é facilmente acessível.

Tivemos de garantir detalhe suficiente para identificar defeitos gerais ou falhas significativas. Estes podem ser painéis solares partidos, acumulação de água, fugas ou qualquer outra coisa. A visão geral da área de estacionamento, qualidade da superfície e marcações também necessitava de inspeção geral.

Voo Fotogramétrico

Escolhemos uma grelha nadir com os waypoints Pixpro e alguns orbitais oblíquos sobrepostos ao redor do telhado. Consideramos isto como a forma mais eficiente de obter varreduras 3D gerais. No total, foram feitos 11 orbitais em torno de áreas críticas no telhado, complementando a grelha nadir. Usámos o modo de captura em círculo hyperlapse para estas órbitas, que se tornaram omnipresentes em todos os drones DJI recentes. Leia mais sobre hyperlapse para fotogrametria aqui.

O nosso local de descolagem foi perto da base do centro comercial. Fizemos a grelha nadir a 100 metros de altitude. Os orbitais foram feitos a 66 metros de altitude, com a câmara a cerca de 30 - 40 graus, apontando para as áreas-chave. O voo orbital teve uma configuração de sobreposição de 85 por cento para compensar a altura do edifício de cerca de 35 metros (normalmente mantemo-nos nos 80 por cento), já que o cálculo da sobreposição é feito a partir da altura acima do local de descolagem. O telhado do edifício tinha até 35 metros de altura.

O drone utilizou todas as três baterias do nosso fly more combo, dando-lhe cerca de uma hora de tempo total de voo. Para uma abordagem mais otimizada, poderíamos ter poupado alguns por cento da bateria descolando do próprio telhado, mas não foi possível na altura. Se for necessária uma varredura mais detalhada, voltaremos a este objeto no futuro.

Resultados

Fotografámos em formato raw e fizemos processamento mínimo no Adobe Lightroom de acordo com as diretrizes neste post do blog. Para um total de 774 imagens do projeto, obtivemos 205 imagens nadir e 569 fotos orbitais.

Processámos as fotos usando o software de fotogrametria Pixpro e obtivemos algumas camadas. Para a camada de ortofoto, escolhemos apenas imagens nadir. Assim, aproveitamos a melhor estrutura 3D de todo o projeto enquanto evitamos potenciais artefactos das fotos oblíquas, e não precisamos de fazer dois projetos separados.

Também o processámos como uma malha 3D com a textura do telhado para inspeção visual. Processámos a nuvem de pontos densa localmente e cortámo-la antes de criar o modelo 3D. Escolhemos um número automático de atlas de textura para a textura para que o software pudesse determinar automaticamente a qualidade máxima que poderia alcançar.

Análise de Dados com Pixpro

No Pixpro, podemos marcar qualquer localização que desejamos e anotá-la. Podemos partilhar o projeto com qualquer outro utilizador Pixpro com qualquer licença, e eles verão as camadas e anotações que criámos. Uma licença Pixpro solo pode funcionar como um visualizador para o seu cliente.

Também podemos medir quaisquer comprimentos ou alturas no telhado usando linhas. Caso contrário, a análise de dados neste caso de uso fica a cargo do cliente, que saberá o que procura na cena 3D.

Conclusão

Este simples caso de uso de fotogrametria básica representa um dia de trabalho para um fotogrametrista. O trabalho foi feito rapidamente, com pouca antecedência, com métodos fiáveis e processamento rápido de dados localmente. O Pixpro forneceu todas as ferramentas de software necessárias para o trabalho. Ao mesmo tempo, o hardware era um drone de consumo amplamente disponível que não se enquadrava em regulamentos mais rigorosos e um PC Windows competente. Se tiver um DJI Mini 4 Pro ou qualquer outro drone similar, pode começar a fazer fotogrametria agora mesmo.