Correlator3D – Tehoa ja laatua fotogrammetriseen prosessointiin

Correlator3D on nykyaikainen ja helppokäyttöinen ohjelmisto, joka kuitenkin antaa kehittyneelle käyttäjälle paljon mahdollisuuksia vaikuttaa prosessointiparametreihin. Prosessoinnin työnkulku etenee vaiheittain havainnollisin kuvakkein.

Geotrim Oy:n tuotetarjonta on hiljattain täydentynyt Correlator3D-ohjelmistolla, joka on tarkoitettu fotogrammetriseen pistepilvi-, ortomosaiikki- ja 3D-mallituotantoon. Tuote istuu hyvin Geotrimin profiiliin, koska se on kehitetty puhtaasti geospatiaalisen mallinnuksen lähtökohdista maanmittausalan ja muiden ympäristöteknologioiden ammattilaisille. Huolimatta siitä, että ohjelmisto on helppokäyttöinen, käyttäjällä on laajat mahdollisuudet vaikuttaa prosessointiin ja lopputuotteiden laatuun. Kaikki käyttäjät sovelluksesta riippumatta arvostavat huomattavan nopeaa prosessointia ja joustavaa lisenssipolitiikkaa. Correlator3D on kaikille drone-, ilma- tai satelliittikuvia prosessoiville organisaatioille tutustumisen arvoinen tuote.

Correlator3D ei välttämättä ole monille tuttu ohjelmisto, mutta sen kehittäjä, kanadalainen SimActive Inc., on perustettu jo vuonna 2003, lähes kymmenen vuotta ennen sen tutumpia kilpailijoita. SimActiven historia juontaa juurensa miehitettyyn ilmailuun ja suuren formaatin ilmakuvakameroihin ja yritys toi ensimmäisenä markkinoille tehokkaasti GPU-prosessointia hyödyntävän ilmakolmiointi- ja 3D-moottorin, jotka nopeuttivat prosessointia moninkertaisesti. Tuotetarjontaa laajennettiin tämän jälkeen tukemaan satelliittikuvia ja vuonna 2013 UAV-kalustolla kerätyn kuva-aineiston prosessointiin. Vielä nykyäänkin SimActive on innovaatioiden eturintamassa ja referenssi, johon fotogrammetriaohjelmistojen suorituskykyä verrataan.

Ohjelmiston valintaan kannattaa panostaa

Oikean ohjelmiston valinta fotogrammetriseen prosessointiin voi tuntua hankalalta. Mennäkö massan mukana ja valita kollegan tai tutun käyttämä ohjelmisto, vai tehdä valinta omista lähtökohdista. Useita näkökulmia on syytä ottaa huomioon, koska ohjelmiston valinnalla on vaikutusta koko tuotantoketjuun. Valintaa helpottaa, kun pitää valintaprosessissa mielessä seuraavat viisi valintakriteeriä: prosessointinopeus, lopputuotteiden laatu, ohjelmiston skaalautuvuus, prosessoinnin automatisointi ja muokkausmahdollisuudet. Näitä kriteereitä voi kukin arvottaa omien prioriteettien mukaisesti.

Prosessointinopeus mahdollistaa validoinnin kuvauskohteessa

Minkä tahansa projektin osalta aika on tärkeä tekijä. Correlator3D on suunniteltu käsittelemään jopa 400 Mpix ilmakuvia ja UAV-aineistojen prosessointi kilpailijoihin verrattuna onkin huomattavan nopeaa ja ero kasvaa suurilla kuvamäärillä. Ohjelmiston käyttöön riittää kuitenkin normaali työasema ja se pystyy hyödyntämään tarjolla olevia resursseja optimaalisella tavalla. Mikäli kuitenkin käytettävissä on tehokas näytönohjain, prosessointi tehostuu entisestään merkittävästi. Correlator3D ei kuitenkaan rohmua koneen resursseja omaan käyttöön, vaan fotogrammetrisen prosessoinnin aikana esimerkiksi toimistosovellusten käyttöä voi jatkaa tietokoneella sujuvasti.

Esimerkkinä (Kuva 1) 300 kuvan á 20 Mpix prosessointi valmiiksi lopputuotteiksi tyypillisellä työasemalla kestää noin puoli tuntia, kun verrokkiohjelmistoilla aikamenekki voi olla jopa useita tunteja. Nopean prosessoinnin ansiosta datan validointi pienempien projektien osalta on mahdollista tehdä jopa itse kuvauskohteessa.

Kuva 1. Correlator3D:n prosessointinopeus on huomattava. Ohjelmisto on suunniteltu käytettäväksi tavallisessa tietokoneessa.

Lopputuotteiden laadussa ei ole tehty kompromisseja

Lopputuotteiden laatu on niiden käyttäjälle yleensä merkittävin tekijä. Visuaalinen näyttävyys ei tarkoita automaattisesti sitä, että lopputuotteiden geometrinen tarkkuus on hyvä. Koska Correlator3D on alusta lähtien tehty geospatiaaliseen käyttöön, tuotekehityksessä korkea prioriteetti on luonnollisesti ollut prosessoinnin ja sitä myötä lopputuotteiden laadulla.

Laadun kannalta ilmakolmioinnin merkitys on kriittinen. Ilmakolmioinnin lopputuloksena saadaan kameran kalibrointiparametrit sekä kuvan ulkoinen orientointi eli kuvan sijainti ja asento kuvaushetkellä. Laskennan kaikki muut vaiheet perustuvat ilmakolmiointiin. Vaikka prosessi on täysin automaattinen, Correlator3D -käyttäjä pystyy halutessaan vaikuttamaan ilmakolmioinnin lopputulokseen ja auttamaan ohjelmaa huonolaatuisen tai vaikeissa olosuhteissa otetun kuva-aineiston laadun parantamiseen. Ilmakolmioinnin lopputuloksen ja laadun analysointia helpottaa kattavat raportit ja visualisoinnit.

Skaalautuvuuden ansiosta ominaisuudet eivät lopu kesken

Ajan myötä tarpeet voivat muuttua ja alun perin tehty ohjelmistoinvestointi voi osoittautua riittämättömäksi. Hyvä skaalautuvuus varmistaa, että ohjelmisto vastaa myös tuleviin tarpeisiin. Jo UAV-käyttöön tarkoitettu Correlator3D:n perusversio tukee rajoittamatonta kuvamäärää aina yksittäisen kuvan 50 Mpix kuvakokoon asti. Ohjelmistoa voi laajentaa tukemaan suuren formaatin kameroita ja edelleen satelliittikuvia (Kuva 2).

Correlator3D skaalautuu myös prosessoinnin osalta. Mikäli käytettävissä on useampi Correlator3D-lisenssi, voidaan prosessointi hajauttaa samassa verkossa olevien työasemien kesken ja järjestelmä automaattisesti ohjaa prosessin toiselle työasemalle, mikäli yhteys katkeaa ja ottaa työaseman taas käyttöön yhteyden palauduttua. Prosessoinnin etenemistä eri työasemilla voidaan monitoroida reaaliajassa. Fyysisten työasemien lisäksi Correlator3D tukee pilvipalvelussa olevia virtuaalikoneita.

Kuva 2. Correlator3D skaalautuu kinokoon UAV-kamerakalustosta aina satelliittikuviin.

Automaattinen työnkulku helpottaa ruuhka-aikoina

Kiireisinä aikoina on tärkeää pystyä automatisoimaan tuotantoprosessia. Correlator3D:n automaattisen työnkulun ansiota koko projektin tai sen tiettyjen osien prosessointi voidaan automatisoida. Käyttäjällä on kuitenkin mahdollisuus hallita käsittelyä ja mukauttaa jokaista käsittelyvaihetta haluamallaan tavalla.

Automatisoitu työnkulku (Kuva 3) voidaan ajaa ohjelman käyttöliittymän kautta, tai se voidaan tallentaa halutuilla asetuksilla ja parametreilla komentotiedostoksi projektikansioon, josta se ajetaan automaattisesti tai komentoriviltä.

Kuva 3. Automaattinen työnkulku voidaan luoda Correlator3D:llä ja tallentaa komentotiedostoksi.

Ammattilaiset arvostavat monipuolisia muokkausmahdollisuuksia

”Black box” -tyyppinen ohjelmistoratkaisu harvoin tyydyttää edistyneempää käyttäjää. Vaikka Correlator3D:n työnkulku voidaan pitkälti automatisoida, säilyy käyttäjällä aina mahdollisuus vaikuttaa eri vaiheiden lopputulokseen asetuksilla ja manuaalisella muokkauksella. Esimerkkinä ilmakolmioinnin osalta käyttäjällä on mahdollisuus manuaalisesti editoida vastinpisteitä ja mitata niitä tarvittaessa lisää. Pintamallia ja maastomallia voidaan muokata interaktiivisesti ja ortomosaiikin luonnissa käyttäjällä on mahdollisuus muokata kuvien väritasapainoa ja niiden välisiä saumakohtia ja tuottaa mahdollisimman korkealuokkainen lopputuote.

Monipuoliset lisenssivaihtoehdot tekevät ohjelmistoon tutustumisen helpoksi

Tässä blogissa on mainittu vain pieni osa Correlator3D.n ominaisuuksista. Paras tapa tutustua Correlator3D-ohjelmistoon on prosessoida sillä oma kuva-aineisto, mahdollisesti aineisto, joka on jo prosessoitu jollakin toisella ohjelmistolla. Näin pystyy parhaiten vertailemaan lopputuotteiden laatua ja prosessoinnin työnkulkua ja nopeutta.

Monipuolinen lisenssitarjonta tekee Correlator3D-ohjelmistoon tutustumisen helpoksi. Ilmainen kahden viikon testilisenssi on helppo tapa tutustua ohjelmiston. Sen jälkeen voi valita, ottaako käyttöön joko kuukausi- tai vuositilaukseen perustuvan määräaikaisen lisenssin, pysyvän lisenssin yhdelle koneelle tai joustavan kelluvan verkkolisenssin. Correlator3D:n kerran valinneet eivät enää katso vaihtoehtoisia ratkaisuja!

Kirjoittaja:

Sakari Mäenpää
Myyntipäällikkö

0207 510 622
sakari.maenpaa (at) geotrim.fi

SimActive CORRELATOR3D

Fotogrammetriaohjelmisto

EU:n droneasetusten vaikutus – mitä ja miten?

Kirjoittaja: Eero Vihavainen.

Tilanne dronetoiminnan ja lentotyön lainsäädännön näkökulmasta on ollut villi, sekava ja oman toiminnan kannalta oleellisia seikkoja on voinut olla vaikea löytää. Täysin selvää tai yksiselitteistä vastausta kaikkiin avoimiin kysymyksiin ei tämän blogin kirjoitushetkelläkään vielä ole. Tämän kirjoituksen tavoitteena on selventää tilannetta lentotyön näkökulmasta ja Geotrim Oy:n oman operaattoriluvituksen aikana opittuja tietoja hyödyntäen.

Aiemmin lentotyössä noudatetun kansallisen määräyksen OPS M1-32 mukainen siirtymäaika päättyi 31.12.2021 ja 1.1.2022 alkaen on siirrytty täysimääräisesti EU:n droneasetuksen käyttöön. Linkin uusiin noudatettaviin asetuksiin (Regulation (EU) 2019/947 and Regulation (EU) 2019/945) löydät myös blogin lopusta. Asetuksen yhtenä tarkoituksena on ollut yhtenäistää EU-maiden dronelainsäädäntöä ja siten osaltaan helpottaa toimintaa myös yli maarajojen muissa EU-maissa.

Osittain uusia asetuksia on noudatettu jo vuoden 2021 alusta alkaen. Tämä on käytännössä näkynyt vaatimuksena rekisteröityä Liikenne- ja viestintävirasto Traficomille ja suorittaa Traficomin teoriakoe. Vaatimus koskee kaikkia yli 250 g painavia tai kamerallisia droneja ja niiden käyttäjiä niin harrastus- kuin yritystoiminnassa. Suoritettu rekisteröinti ja koe mahdollistaa toiminnan Avoin-luokassa, mutta ei sellaisenaan mahdollista kaikkea toimintaa.

Geotrim toimii kotimaisen Nordic Drones Oy:n GeoDrone6-kartoituskopterin sekä saksalaisen Quantum-Systemsin kiinteäsiipisen Trinity F90+ kartoituslennokin jälleenmyyjänä. Toimintamme laitteiden myynnin, koulutuksen ja kokonaisratkaisujen tarjoajana sisältää myös varsinaista lentotoimintaa. Oma ja asiakaskuntamme lentotoiminta voi tapahtua myös tiheästi asutetun alueen yllä, kuten kaupunkimallinnus tai kantakartan ylläpito droneteknologiaa hyödyntäen. Droneasetuksen näkökulmasta tämä toiminta on korkeariskistä toimintaa ja sen toteuttaminen vanhaan kansalliseen määräykseen verrattuna vaatii enemmän valmisteluja ja perehtymistä asiaan. Tämä voi tarkoittaa myös uusien riskiä pienentävien teknisten ratkaisujen käyttöönottoa ja kouluttautumista asian parissa.

Uuden asetuksen mukainen toiminta jakautuu kolmeen kategoriaan, joista tässä käsittelemme kahta olennaista. Toiminta jakautuu Open-, Spesific- ja Certified-kategoriaan. Luokista kolmas on tarkoitettu suurille yli 600 kg painaville tai kuormaa ja ihmisiä kuljettaville tai muuta riskeiltään korkeaa toimintaa suorittaville tahoille. Näin ollen emme tässä käsittele Certified-kategoriaa, vaan keskitymme meille olennaisiin Open- ja Spesific -kategorioiden asioihin. Tekstissä käsittelen näitä myös termein Avoin- (Open) ja Erityinen- (Spesific) kategoria. Lähdetäänpä sitten suoraan liikkeelle Avoin-kategoriasta!

Avoin-kategoria

Lyhyesti kuvattuna Avoin-kategoria on tarkoitettu lähinnä harrastuskäyttöön ja toimii niin sanotusti kaikkia drone-käyttäjiä koskevana lähtötasona. Avoin-kategorian toiminta jaetaan kolmeen alakategoriaan A1-A3 ja siihen liittyy lisäksi yleisiä vaatimuksia, jotka koskevat kaikkia alakategorioita. Avoimen kategorian toiminta ei vaadi erillisiä toimintalupia. Rekisteröityminen ja alakategoriakohteiset vaatimukset tulee kuitenkin täyttää.

Yleisesti Avoin-kategorian kaikessa toiminnassa tulee täyttää seuraavat vaatimukset. Yleisten vaatimusten lisäksi tulee noudattaa alakategoriakohtaisia vaatimuksia.

  • Suurin sallittu lennätyskorkeus 120 metriä maan tai veden pinnasta
  • Toiminnan on perustuttava suoraan näköyhteyteen (VLOS)
  • Suurin sallittu lentoonlähtömassa on 25 kg
  • Vaarallisten aineiden kuljettaminen ja esineiden pudottaminen kielletty
  • Miehittämätön ilma-alus on pidettävä turvallisen välimatkan päässä ihmisistä eikä sitä lennätetä ihmisjoukkojen yläpuolella
  • Toiminnassa on huomioitava ilmailun kielto-, rajoitus- ja vaara-alueet sekä UAS-ilmatilavyöhykkeet

Ja jotta asia ei olisi niin yksinkertainen, laitteiden CE- ja C-luokituksia koskeva siirtymäaika päättyy vasta 31.12.2022. Blogin kirjoitushetkellä ei markkinoilla ole koko maailmassa yhtään uusien asetusten mukaisia C-luokiteltuja laitteita. Siirtymäajalla voidaan käyttää kuitenkin muita kuin C0-C6 -luokituksen omaavia droneja erillisen ohjeen mukaisesti.

Voinko tehdä lentotyötä Avoin-kategoriassa?

Vastaus kysymykseen on erittäin rajoitettu kyllä. Lentotyötä voidaan tehdä Avoin-kategoriassa, mikäli lentotyössä voidaan noudattaa kaikkia Avoin-kategorian ja sen alakategorian vaatimuksia. Mikäli on yksikään vaatimus, jota ei voida toteuttaa, ei toimintaa voida tehdä Avoin-kategoriassa. Nämä vaatimukset eivät erittele harrastusta tai lentotyötä.

Lentotyö Avoin-kategoriassa käytännössä?

Niin harrastaminen kuin lentotyö, ovat molemmat hyvin rajoitettua toimintaa Avoimessa kategoriassa. Mikäli Avoimen kategorian ja alakategorioiden vaatimuksista poiketaan edes yksittäisen vaatimuksen osalta, täytyy toiminta suorittaa Erityinen-kategoriassa. Mietitään toimimista Avoin-kategoriassa muutaman käytännön esimerkin avulla.

Esimerkki 1:

Kalle Kartoittaja on saanut käyttöönsä 2020 keväällä Phantom 4 RTK-dronejärjestelmän, jota käytetään orto-, viistokuva- ja fotogrammetrisen pistepilven tuotannossa. Ajoittain tuotetaan myös mainosvideoita ja -kuvia. Toiminta tapahtuu tiheästi asutetulla alueella sekä sen ulkopuolella.

Esimerkin 1 kaltainen tilanne on varmasti monille tuttu. Mitä tämä on tarkoittanut siirtymäajan alusta 1.1.2021 alkaen ja tarkoittaa vielä siirtymäajan loppuun 31.12.2022? Yllä olevassa taulukossa nähdään lyhyt yhteenveto kyseisestä tilanteesta. Mietitään tilanne nyt ja tilanne siirtymäajan jälkeen.

Nykytilanne:

Laite menee painonsa puolesta (500 g – 2 kg) siirtymäajan A2-alakategoriaan. Laitteella ei ole C-luokituksia. Laitteella voidaan siis operoida siirtymäajan puitteissa A2-alakategorian vaatimusten mukaisesti. Toimintaa voidaan siis tehdä niin tiheästi kuin harvaan asutetulla alueella, KUNHAN toimintaa EI suoriteta yhdenkään toimintaan kuulumattoman ihmisen yllä, vaan heihin tulee pitää sivuttaissuuntaista etäisyyttä aiemminkin mainitulla 1:1 säännöllä. Tämä käytännössä estää tehokkaasti kaupunkialueella tapahtuvan toiminnan.

1.1.2023 jälkeen:

Laite menisi painonsa puolesta A2-alakategoriaan, mutta C-luokitusten puuttuminen pakottaa toimimisen A3-alakategoriassa. Eli C-luokittelemattomalla alle 25 kg laitteella voidaan siirtymäajan jälkeen toimia A3-alakategorian mukaisesti. Kaukana kaikesta asutuksesta ja ihmisistä (vähintään 150 m).

Esimerkki 2.

Kalle Kartoittajalla on käytössään myös suurempi kotimainen GeoDrone6, jonka tyhjäpaino on 2 kg ja maksimipaino hyötykuormasta riippuen 6.4 kg. Laitteella ei myöskään ole C-luokituksia.

Nykytilanne:

Laite ei mene painonsa puolesta (yli 2 kg) siirtymäajan A2-alakategoriaan vaan toiminta joudutaan tekemään avoimen A3-alaluokassa.

1.1.2023 jälkeen:

Laite voisi hyötykuormasta riippuen soveltua A2-alaluokan mukaiseen toimintaan, mutta toiminta joudutaan suorittamaan A3-alaluokan mukaisesti C-luokitusten puuttuessa.

Avoin-kategoria ammattikäytössä?

Edellä on pyritty kuvaamaan Avoimen-luokan mahdollistama toiminta ja toiminnan rajoitteet. On sanomattakin selvää, että Avoin-kategoria ei sovellu moneenkaan ammattikäytön tarkoitukseen. Kaukana asutuksesta, rakennuksista ja ihmisestä tapahtuva toiminta voidaan nyt ja jatkossakin suorittaa Avoin-kategorian yleisiä ja A3-alakategorian vaatimuksia noudattaen.

Luvanvarainen Erityinen-kategoria

Mikäli toimintaa ei voida suorittaa Avoin-kategoriassa, tulee toiminta toteuttaa Erityinen-kategoriassa. Tämä kategoria kattaa kaikki miehittämättömät ilma-alukset painoltaan aina  600 kg asti. Tässä kategoriassa voidaan myös operoida laitteilla, joilla ei ole C-luokituksia. Erityinen-kategoria perustuu toimintaluvan hakemiseen. Toimintalupa haetaan kansalliselta ilmailuviranomaiselta, Suomessa Traficomilta. On huomioitava, että myös Erityinen-kategoriassa tulee olla rekisteröitynyt ja verkkoteoriakoe suoritettuna ja rekisteröitymisjakson on oltava voimassa. A2-luokkahuonekoetta ei tietyissä tapauksissa tarvitse olla suoritettuna, vaan vastaava tietotaito tulee osoittaa muulla tavoin. Erityinen- kategoria on luvanvaraista myös harrastustoiminnassa. Toimintalupaa voidaan tällä hetkellä hakea muutamalla eri tavalla.

Erityinen-kategoriassa puhutaan Operaattorista. Operaattori voi olla esimerkiksi yritys. Allekirjoittaneella operaattorina toimii Geotrim Oy, jonka alle sijoittuu kauko-ohjaajat ja muut nimetyt operaattorin toimintaan osallistuvat henkilöt. Operaattori on rekisteröity operaattori, jolla Traficom myöntää operaattoritunnuksen. Operaattorin alla toimivien kauko-ohjaajien tulee olla rekisteröity operaattorin alle ja heillä tulee olla suoritettuna verkkoteoriakoe. Huomioitavaa tässä on, että kauko-ohjaajan suoritettu verkkoteoriakoe on kauko-ohjaajakohtainen, jota kauko-ohjaaja voi käyttää tätä myös vapaa-ajalla. Huomioitava on kuitenkin että vapaa-ajalle sekä lentotyöhön organisaation tai yrityksen alla tulee olla rekisteröitynyt operaattori. Tämä voi tarkoittaa sitä että kauko-ohjaaja on rekisteröity organisaationa/yrityksenä toimivan operaattorin alla ja vapaa-ajallaan itsenäisesti henkilökohtaisen rekisteröinnin kautta.

Toimintalupaa voidaan hakea EASA:n julkaiseman ennakkoriskiarvion eli PDRA (Predefined Risk Assessment) mukaan tai toimijan oman SORA-riskiarvio (Spesific Operations Risk Assessment) menetelmän mukaisesti. Erityisen- kategorian toimintalupaa voidaan hakea tulevaisuudessa myös vakioskenaarioiden eli STS (Standard Scenario) mukaisesti. Vakioskenaarioissa laitteen tulee olla C-luokiteltu (C5- ja C6-luokitukset). C-luokiteltujen laitteiden vielä puuttuessa voidaan vakioskenaarioden mukaisia toimintalupia hakea Traficomin mukaan vasta 2.12.2023 alkaen. On olemassa vielä neljäs tapa toimintaluvan saamiseksi, joka on LUC-hyväksyntätodistus. LUC eli kevyen miehittämättömän ilma-alusjärjestelmän käyttäjän hyväksyntätodistus. LUC-todistus edellyttää todella kokenutta useita toimintalupia hakenutta ja pitkää kokemusta Erityinen-kategoriassa toimimisesta. LUC-todistus jää useimmille toimijoille melko kaukaiseksi, joten LUC-hyväksyntäprosessia tai sen vaatimuksia en tässä kirjoituksessa käsittele.

Toimintaluvan hakeminen PDRA:n perusteelle

Toimintaluvan hakeminen käyttäen PDRA:ta on tällä hetkellä Erityinen- kategorian helpoin ja suoraviivaisin tapa. Tämä tietysti edellyttää, että ajateltu toiminta voidaan toteuttaa jonkin PDRA-dokumentin reunaehtojen mukaisesti. Kirjoitushetkellä EASA on julkaissut neljä PDRA-tyyppiä. Tutustutaan seuraavaksi näiden sisältöön.

Yllä olevassa taulukossa on kootusti esitetty PDRA-tyyppien olennaiset toimintaa vahvasti ohjaavat reunaehdot. On huomioitava, että jokaisen PDRA:n osalta löytyy tarkempi dokumentointi ja tarkemmat kuvaukset vaatimuksista. Mikäli jokin näistä PDRA-tyypeistä soveltuisi toimintaan, voidaan sen pohjalta hakea toimintalupaa. PDRA-tyypin lisäksi toimintaluvan hakemisessa tulee droneoperaattorilla olla muita dokumentteja. Näitä dokumentteja ovat PDRA:han liittyvän toiminnan kuvaus ja ehdot taulukko, jossa operaattori kuvaa kuinka toiminnan reunaehdot tullaan täyttämään. Lisäksi tulee olla toimintakäsikirja, jossa kuvataan ohjeiden mukaisesti operaattorin toiminta. Tämän lisäksi hakemuksesta riippuen voi olla tarpeen toimittaa lisäliitteitä PDRA:n kuvaus ja ehdot taulukon vaatimusten toteuttamisen todistamiseksi.

Toimintaluvan hakeminen SORA-riskiarvion perusteella

Mikäli toimintaa ei voida suorittaa Avoin-kategorian vaatimusten tai ennalta määritellyn riskiarvion PDRA:n mukaisesti tulee toimintalupa hakea SORA-prosessin kautta. EU:n miehittämättömän ilmailun täytäntöönpanoasetuksen 11. artikla käsittelee Erityinen-kategorian riskiarviomenettelyä. SORA-menettelyn perustana on taata operaatiolle sama turvallisuustaso kuin miehitetyssä ilmailussa. SORA-menettely on kymmenosainen ja koostuu seuraavista osista.

SORA-prosessin kautta tehtävä riskien lievennysten ja tavoitteiden kattava perustelu antaa riittävän varmuuden aiotun toiminnan turvallisuudesta. SORA-prosessin vaatimusten lisäksi operaattorin tulee huomioida myös muita lisävaatimuksia. Näitä vaatimuksia voivat olla esimerkiksi turvallisuus- ja tietoturva-asiat, yksityisyyden suojeleminen ja ympäristön suojeleminen. Operaattorin tulee myös tunnistaa sekä tarvittaessa koordinoida toiminta asiaankuuluvien sidosryhmien, kuten ympäristönsuojeluviranomainen, kansalliset turvallisuuselimet jne. Operaattorin tulee varmistaa, että SORA-riskiarvion ja todellisten toimintaolosuhteiden välinen johdonmukaisuus.

Tällä prosessilla katetaan ja pyritään vastaamaan asetuksen vaatimuksiin operaattorin, sen henkilöstön, kaluston, toimintaympäristön, koulutuksien, kertauskoulutuksien, pätevyyksien, koulutusvaatimuksien jne. osalta. Tätä kaikkea sisältöä ja asetuksen tarkempia vaatimuksia ei ole mielekäs lähteä tässä yhteydessä avaamaan. Myös vaatimustaso vaihtelee huomattavasti, riippuen toiminnan luonteesta.

EU-asetukset käytäntöön ja luvat kuntoon?

Nyt kun olemme päässeet tekstin myötä jonkinlaiseen ymmärrykseen ja ehkä myös osittain kasvavaan hämmennykseen asetusviidakosta, ja siitä miten toimintaa tulisi jatkaa, voimme pysähtyä miettimään seuraavia askelia.

Aivan ensimmäinen askel kaikkeen lentotyöhön on siis Operaattorin rekisteröinti ja operaattorin alla toimivien kauko-ohjaajien rekisteröinti ja verkkoteoriakokeet. Valvottu A2-luokkahuoneteoria ei välttämättä Erityinen-kategoriassa ole tarpeellinen, muttei siitä missään tapauksessa haittaakaan ole. Mikäli toiminta voidaan toteuttaa Avoin-kategorian mukaisesti ei edellä mainittujen ensimmäisten askelien jälkeen muuta tarvita. Nämä ensiaskeleet ovat pakollisia, myös siinä tapauksessa, että myöhemmin haetaan Erityinen-kategorian toimilupaa.

Mikäli toiminta ei sovellu tehtäväksi Avoin-kategorian mukaisesti on se automaattisesti tehtävä Erityinen-kategoriassa. Mikäli toimintaan löytyy soveltuva riskiarvio (PDRA), voidaan edelläkin kuvattujen vaiheiden kautta hakea toimilupaa. Mikäli mikään PDRA-malli ei sovellu toimintaan, tulee toimilupa hakea aiemminkin kuvatun SORA-prosessin siivittämänä.

Mitäpä tämä kaikki voisi tarkoittaa käytännössä? Esimerkiksi kaupunkialueoperointia yhdenkään sivullisen toimintaan kuulumattoman ihmisen päällä, kalustosta riippumatta, ei voida toteuttaa missään Avoin-kategorian alakategoriassa tai millään valmiilla Erityinen-kategorian PDRA-mallilla. Tämä tarkoittaa heti, kalustosta riippumatta, Erityinen-kategorian SORA-prosessia toimiluvan saamiseksi.

Asetus ja viranomaisnäkemys asetuksesta ja sen noudattamisesta on yksiselitteinen ja tiukka. Ilman asianmukaista uuden regulaation mukaista toimilupaa ei Avoin-kategorian toimintaa lukuun on asetusten vastaista ja siten kiellettyä. Se millä kalustolla, vaatimuksilla ja mihin toimintaympäristöön toimilupia haetaan, vaikuttaa tapauskohtaisesti SORA-prosessin vaiheiden vaatimuksiin. Näin ollen en tässä yhteydessä pysty antamaan tarkkaa kokonaiskuvaa, mutta käytän esimerkkinä toimilupaprosessia, jota olen itse ollut viemässä eteenpäin. Kirjoitushetkellä prosessi on vielä viimeisiä viranomaiskeskusteluja vaille, mutta valmistunee lähiviikkoina Geotrim Oy:n toimiluvan muodossa. Sitä ennen kaikki kalusto pysyy maassa.

No itse lupaprosessiin sitten. Geotrim on operaattorina rekisteröitynyt ja kauko-ohjaajamme ovat sen mukaiset vaatimukset täyttäviä. Jo heti prosessin alkumetreillä, totesimme että tulemme hakemaan toimilupaa GeoDrone6-kalustolle vaativaan kaupunkiympäristöön, jossa toiminta tapahtuu sivullisten ihmisten yllä. Tämä osoittautui ainoaksi tavaksi mahdollistaa kaupunkikartoituksen jatkaminen. Prosessin aikana on pyritty hakemaan ja luomaan toimintamalleja, joilla voisimme yhdessä asiakkaan kanssa mahdollistaa heidän toimintansa jatkuminen. Nämä toimintamallit on pyritty hakemaan ja luomaan sellaisella tasolle, että voisimme jossakin vaiheessa tarjota kokonaisratkaisua ja -palvelua asiakkaidemme toimintaympäristöön. Asiakasympäristöön soveltuvan ratkaisun parissa emme kuitenkaan vielä ole täysin valmiita.

SORA-prosessin vaiheiden mukaisesti ja prosessia läpi käydessämme, loimme ConOps:in eli toimintakuvauksen. ConOps on käsikirja operaattorin toimintaan ja sen tulee olla muuttuva dokumentti, jota ylläpidetään tarvittaessa jonkin asian muuttuessa tai toiminnan kehittyessä. Toimintamme ilman riskien lievennyksiä sijoittuisi jäännösriskiltään luokkaan SAIL4. Ja jotta toimiluvan saaminen olisi tässä tapauksessa mahdollinen, tulee riskiä pystyä lieventämään luokkaan kaksi (2). Riskiluokka kaksi voidaan ajatella riskeiltään sen tasoisena, että toiminta tapahtuisi harvaan asutulla alueella kaukana ihmisistä.

SORA-prosessi mahdollistaa riskin pienentämiseen muutamia keinoja. Keinoina voidaan käyttää ns. Strategisia maariskin lieventämistoimenpiteitä, kuten maa-alueen eristämistä ja sivullisten ihmisten pääsyn rajoittamista. Toisena keinona on Suorat maavaikutuksen riskien lieventämiskeinot eli keinot vähentävät maassa olevan sivullisen ihmisen riskiä. Toimiluvassamme tätä riskiä on haettu pienennettäväksi keskitason keinolla (Medium, -1) eli tapauksessamme GeoDronen ja laskuvarjon integraatiolla. Laskuvarjointegraatio on kehitetty GeoDrone6-valmistajan eli Nordic Drones Oy:n johdolla ja kyseessä on pitkälle viety ja käytännön testeillä todennettu integraatio. Nordic Dronesin työn pohjana on toiminut EASA:llekin ehdotettu ASTM F3322-18- UAS laskuvarjostandardi ja tätä standardia Nordic Drones Oy on käyttänyt tekemiensä laskuvarjokehityksen ja -testaustyön taustana ja pohjana. Laskuvarjointegraatiolla pyritään siis pääsemään riskiluokasta 4, riskiluokkaan 3. Riskiluokka 3 ei vielä kuitenkaan sellaisena ole riittävän matala. Kolmantena keinona on käytettävissä Maariskin lievennys hätätilannesuunnitelmalla. Jotta riskiluokasta 3 voitaisiin päästä riskiluokkaan 2 on hätätilannesuunnitelma laadittava High-tason standardien mukaisesti. Tämä tarkoittaa vaativinta mahdollista hätätilannesuunnitelmaa, joka monelta osaltaan vastaa jo miehitetyn ilmailun vaatimuksia.

Tämän jälkeen prosessi jatkuu SORA-vaiheiden mukaisesti ilmariskien määrittelyllä. Toiminta tapahtuu näköyhteydessä (VLOS), joten ilmariskien osalta näköyhteydessä tapahtuva toiminta on riittävän turvallista ja ilmariskien osalta tässä tapauksessa vaivaton toteuttaa. Maariskin ja ilmariskin määrittelyn ja lieventämistoimenpiteiden avulla jäännösriskitasolla saavutamme tavoitellun riskiluokan SAIL2 (Spesific Assurance ja Integrity Level), joka mahdollistaa toiminnan kaupunkialueilla sivullisenkin ihmisen yläpuolella. Prosessiin liittyy vielä vaiheita ja monia yksityiskohtia, joita en tässä kirjoituksessa tule käsittelemään.

Viimeistään tässä vaiheessa toivon, että kirjoitus on herättänyt ajattelemaan omaa toimintaanne ja sen toteuttamista vastuullisesti ja regulaatioita noudattaen. Olemme mielellämme mukana kanssanne kehittämässä toimintaa, yhdessä ja vastuullisesti! Hyvää alkanutta vuotta 2022.

Pidämme aiheen tiimoilta webinaarin 12.1.2022, webinaariin voi ilmoittautua https://attendee.gotowebinar.com/register/8230007681769439759 -linkin kautta.

Kirjoittaja:

Eero Vihavainen
Myynti-insinööri

0207 510 639
eero.vihavainen (at) geotrim.fi

GeoDrone6

Multikopteri

UAV/LiDAR-teknologia yleistyy. Nyt on hyvä aika investoida uuteen teknologiaan.

RGB-kameralla on vankka asema perussensorina UAV-maanmittaussovelluksissa. Sen valta-asema tuskin lähivuosina tulee horjumaan, mutta LiDAR-tekniikan hyödyntäminen kiinnostaa yhä useampia. Uusien laitevaihtoehtojen myötä ominaisuudet ovat entistä monipuolisempia, kokoluokka pienempi ja hintataso sellainen, joka mahdollistaa investoinnin kaikille mittaustyötä tekeville. Vuodesta 2021 voi hyvinkin tulla UAV/LiDAR-teknologian läpimurtovuosi.

Kameratekniikka yhdistettynä fotogrammetriseen työnkulkuun on joustava menetelmä 3D-tiedon tuottamiseen dronetekniikalla. Käytettäessä laadukasta kameraa ja objektiivia valokuvista tuotettujen 3D-lopputuotteiden laatu on myös korkea. Laadukkaatkin kamerasensorit ovat kohtuullisen edullisia ja niillä tuotetut valokuvat monikäyttöisiä ja helposti omaksuttavia. Mihin siis LiDAR-teknologiaa tarvitaan?

LiDAR-tekniikka dronemaailmassa ei ole uusi asia ja kaupallisia tuotteita on ollut saatavana jo pitkään. Järjestelmien painoluokka on vaatinut operointiin järeän kokoluokan dronen ja siitä huolimatta operointiaika on jäänyt lyhyeksi. Myös hintataso on tehokkaasti karsinut potentiaalisia ostajakandidaatteja, huolimatta menetelmän eduista.

UAV/LiDARiin liittyy samat elementit kuin miehitetyllä kalustolla, ainoastaan mittakaava on pienempi.

Kamera ja LiDAR täydentäviä tekniikoita

Kamera ja laserkeilain eivät ole kilpailevia menetelmiä, vaan molemmilla on omat vahvuutensa ja usein paras lopputulos saadaan hyödyntämällä molempia tekniikoita. LiDAR:in vahvuuksia on useita, joista usein mainitaan sen kyky tunkeutua puuston ja aluskasvillisuuden läpi, jolloin myös peitteisellä alueella saadaan kova maanpinta luotettavasti luokiteltua samalla kun puusto yhdessä muiden kasvillisuuden seassa olevien kohteiden ohella tulee mallinnettua.

LiDARIN kyky tunkeutua kasvillisuuden läpi on yksi sen tärkeimmistä ominaisuuksista. Maanpinta saadaan luotettavasti määritettyä.

LiDAR ei vaadi valoa, jolloin operointi on mahdollista kaikissa valaistusolosuhteissa eivätkä yhtenäiset tekstuurittomat pinnat aiheuta ongelmia. Väylämäiset kohteet, kuten johtokäytävät, jokiuomat ja tieväylät, ovat ideaaleja LiDAR-operoinnin kannalta, koska tiedonkeruu onnistuu jopa yhdellä lentolinjalla lentämällä väylän päältä ainoastaan yhteen suuntaan.

Työnkulun osalta prosessointi on huomattavan nopeaa, nopeimmillaan valmis luokiteltu pistepilvi on käytettävissä tunnin sisällä lennon jälkeen ja pistepilven laadunvarmistus on mahdollista tehdä jopa reaaliajassa lennon aikana keilaimeen liitetyn datalinkin välityksellä, mutta joka tapauksessa viimeistään heti laskeutumisen jälkeen.

Datalinkki mahdollistaa reaaliaikaisen laadunvalvonnan lennon aikana.

YellowScan on erikoistunut UAV/LiDAR -teknologiaan

Ranskalainen YellowScan on alan pioneeri, joka on kehittänyt UAV/LiDAR-laiteteknologiaa yli kymmenen vuoden ajan. Yrityksen palveluksessa on yli viisikymmentä alan ammattilaista, joista huomattavan suurella osalla on maanmittaritausta. Yhtiö kehittääkin tuotteita nimenomaan maanmittauksen tarpeisiin asiakaslähtöisesti. YellowScanin Ranskassa toimiva tytäryhtiö L’Avion Jaune (Keltainen lentokone) hyödyntää YellowScanin teknologiaa ja tarjoaa maanmittauksen konsulttipalveluita, joten YellowScanilla on jatkuva yhteys käytännön tekemiseen.

YellowScanin tuotevalikoima on kattava ja kaikki laitteet ovat integroituja kokonaisuuksia, joissa samoihin kuoriin on integroitu LiDAR-sensori, paikannustekniikka, akku ja prosessointiyksikkö. GNSS/IMU on kriittisessä roolissa pistepilven laadun kannalta ja YellowScan luottaakin ratkaisuissaan Applanixin-teknologiaan, joka on alan ehdoton de facto -standardi.

YellowScanin tuotevalikoima on kattava ja kattaa kaikki UAV-tarpeet ja sovellukset.

Mullistaako YellowScan Mapper markkinat?

Portfolion viimeisin tulokas YellowScan Mapper esiteltiin lokakuussa 2020 ja ensimmäinen tuotantoerä valmistui juuri ennen joulua. Mapper on perinteikäs nimi YellowScanin historiassa, sillä juuri ensimmäinen YellowScanin julkaisema tuote vuonna 2014 oli nimeltään Mapper ja nyt julkaistu versio edustaa tämän tuotelinjan kolmatta sukupolvea.

YellowScan Mapper on ensiesittelystään lähtien herättänyt suurta mielenkiintoa, koska laitteen hinta-laatusuhde on uudella tasolla. Mapperin keilainsensori on Livox Horizon, jonka tuottaman pistepilven tarkkuus on 3 cm, kohina 2 cm ja mittaustaajuus 240 000 pistettä sekunnissa. Optimi lentokorkeus on 70 m, mutta operointi on mahdollista aina 120 metriin saakka. Pistetiheyteen vaikuttaa lentokorkeuden ohella lentonopeus, ja esimerkiksi 70 metrin korkeudella ja 10 m/s nopeudella keilattaessa pistetiheydeksi saadaan noin 200 pistettä/m2 ja 10 ha suuruisen alueen keilaus on tehty kolmessa minuutissa.

Mapperilla saavutettava pistetiheys on korkeuden ja nopeuden funktio.

Pistepilven suorasta georeferoinnista huolehtii Applanix APX-15 GNSS/IMU, joka tukee kaikkia GNSS-järjestelmiä ja tuottaa senttitarkan GNSS- ja asentotiedon 200 Hz taajuudella. Lentoradan jälkilaskenta tehdään POSPac-ohjelmistolla hyödyntämällä Trimnet-verkon korjausdataa.

Kuvat ja LiDAR-pistepilvi samalla lennolla

Järjestelmää voidaan täydentää kameramoduulilla, jota varten Mapperissa on valmis paikka. Sony APS-C 20.1 megapikselin kamera mahdollistaa fotogrammetrisen kuvauksen yhdessä keilauksen kanssa saman lennon aikana. Kuvia voidaan käyttää ortokuvan tuottamiseen tai pistepilven värjäämiseen. Paikannusjärjestelmä tuottaa myös kuville tarkat koordinaatit ja orientoinnin, joten sivupeittoa voidaan kasvattaa normaaliin kuvauslentoon verrattuna.

YellowScan Mapper toimitetaan kätevässä kuljetuslaukussa. 

Keilaimen takaosassa on valmiina paikka 20.1 megapikselin kameramoduulille.

YellowScan Mapper on paketoitu kompaktiksi ja säänkestäväksi kokonaisuudeksi, jolla voidaan operoida myös talviolosuhteissa jopa -20°C:n lämpötilassa. Keilaimen paino on 1,5 kg, joten operointiin ei tarvita järeää dronea ja yhdessä esimerkiksi GeoDrone 6:n kanssa päästään reilusti yli puolen tunnin lentoaikoihin.

YellowScan Mapper yhdessä GeoDrone 6:n kanssa muodostaa tehokkaan työkalun ympäristön mallintamiseen.

YellowScan Mapper yhdessä GeoDrone 6:n kanssa muodostaa tehokkaan työkalun ympäristön mallintamiseen,

Vaikka Mapper edustaa valmistajan lähtötason UAV-keilainta, sen ominaisuudet riittävät käytännössä useimpiin tarpeisiin mukaan lukien rakennetun ympäristön mallintaminen, infrarakentaminen, metsätalous ja ilmajohtoihin liittyvät sovellukset.

UAV/LiDAR-blogisarjan seuraavissa osissa tutustutaan tarkemmin lennonsuunniteluun, operointiin, prosessointiin ja käyttösovelluksiin.

Kirjoittaja:

Sakari Mäenpää
Myyntipäällikkö

0207 510 622
sakari.maenpaa (at) geotrim.fi

Webinaari

UAV LiDAR-tekniikka tutuksi: Esittelyssä YellowScan Mapper

Tiistaina 2.3.2021 klo 13-14
Maksuton.

Panelistit: Tom Steffansson ja Sakari Mäenpää

Rekisteröidy webinaariin

Quantum-Systems Trinity F90+ kiinteäsiipinen eVTOL UAS tutuksi – osa 1

Blogisarja: Quantum-Systems Trinity F90+ tutuksi
Osa 1

Quantum-Systems

Quantum-Systemsin tarinan alku ajoittuu vuodelle 2011, jolloin Florian Seibel, tohtori Michael Wohlfahrt ja tohtori Micheal Kriegel muodostivat ydintiimin ajatuksenaan kehittää UAS-tekniikkaa. Kolmikko tunsi toisensa Münchenin University of the German Armed Forces, Chair of Flight Systems Dynamics instituutista. Jo niinkin pian kuin 2012 he patentoivat oman pystysuoraan laukaistavan kiinteäsiipisen miehittämättömän ilma-alustekniikan. Hieman tämän jälkeen tiimiin liittyivät Tobias Kloss ja Armin Busse. Varsinainen Quantum-Systems GmbH perustettiin tammikuussa 2015, jonka jälkeen yritys on kasvanut jatkuvasti ja työllistää nykyään yli 80 henkilöä.

Quantum-Systemsin Trinity F90+ kuljetuslaatikossa

Quantum-Systemsin kehittämä kiinteäsiipinen eVTOL (electric Vertical Take-Off and Landing) UAS (Unmanned Aerial System) yhdistää perinteisin multikopterin hallittavuuden ja kiinteäsiipisen lentokoneen aerodynamiikan muodostaen uniikin, tehokkaan ja suorituskykyisen miehittämättömän ilma-alusjärjestelmän.

Quantum-Systemsin kehitystä ajaa intohimo ilmailuun ja lentämiseen. Quantum-Systems kertoo, että yli 40 % heidän työntekijöistään on erilaisten ilma-alusten lisensoituja pilotteja. Monenlaista kokemusta lentämisestä siis löytyy. Joukossa muun muassa lentokone-, helikopteri- ja moottorivarjoliitimien pilotteja. Missio on kehittää ilmasta käsin kerättävän tiedon tehokkuutta ja laatua tukemaan ja parantamaan kestävää päätöksentekoa.

Trinity F90+ eVTOL UAS

Trinity F90+ eVTOL UAS on elektroninen pystysuoraan nouseva ja laskeutuva miehittämätön ilma-alus. Nimi F90+ tulee ilma-aluksen lentoajasta, jonka valmistaja lupaa olevan vähintään 90 minuuttia. Trinityn ensimmäinen versio Trinity V1 julkaistiin 2017. Ennen uusinta sukupolvea mahtuu kehitykseen mukaan toisen sukupolven Trinity F9, ja tässä blogissa tutuksi tuleva Trinity F90+ edustaa ilma-aluksen kehityksessä kolmatta ja uusinta Trinity-sukupolvea.

Tekniikka

Pystysuoraan nousevassa ja laskevassa Trinity F90+ UAS-järjestelmässä on kolme moottoria, jotka mahdollistavat täydellisen VTOL-ominaisuuden sekä tehokkaan pitkän matkan lennon. Tasapainoisen rakenteen ansiosta moottorien työntövoima hyödynnetään optimaalisesti sekä pystysuoraan että eteenpäin suuntautuvassa lentotilassa. Nykyaikaiset ja tehokkaat moottorit tarjoavat entistä enemmän resursseja vaikeisiin olosuhteisiin. VTOL-tekniikka yhdessä tehokkaiden moottorien kanssa varmistavat laitteen suorituskyvyn säilymisen, eikä laite vahingoitu epäonnistuneen käsilähetyksen tai mahalaskun seurauksena.

Quantum-Systems kehittää ja käyttää Trinity ilma-aluksissaan omaa autopilottiteknologiaa, joka takaa täydellisen hallinnan ja riippumattomuuden kolmansista osapuolista. Lennot ja lennon jälkeiset datan prosessoinnit suunnitellaan ja tehdään käyttämällä Quantum-Systemsin omaa, Windows-ympäristössä käytettävää, QBase-lennonsuunnitteluohjelmaa, joka kuuluu jokaisen Trinityn vakiovarusteisiin. Tiedonsiirtoon QBase:n ja Trinityn välillä käytetään 2,4GHz:n telemetrialinkkiä, joka mahdollistaa tehokkaan lennonaikaisen lennon edistymisen ja suorituskyvyn valvonnan.

Jokainen Trinity F90+ varustellaan vakiona integroidulla PPK-tekniikalla (Post Prosessing Kinetics), joka mahdollistaa jokaiselle kuvalle cm-tarkan kuvanottosijainnin! Kuvien tarkka geoinformaatio mahdollistaa muun muassa mittatarkkojen pistepilvi- ja ortokuva-aineistojen luonnin minimaalisella valmistelutyöllä sekä nopeuttaa kuva-aineiston käsittelyä.

Ilman signalointia PPK-tekniikalla saavutetaan tasossa noin 2–3 cm ja korkeudessa noin 5–6 cm tarkkuus, joka riittää sellaisenaan useimpiin käyttötarkoituksiin. Suosittelemme kuitenkin muutamien kontrollipisteiden käyttöä laadunvalvonnan näkökulmasta. Muutamilla kontrollipisteillä voidaan myös parantaa jo ennestään hyvää aineiston georeferointia ja korkeustarkkuutta.

Jotta PPK-tekniikkaa voidaan hyödyntää, tulee lennon ajalta olla käytettävissä GNSS-korjausdataa. Tähän tarkoitukseen suosittelemme käytettäväksi Trimnet UAV-palvelua. Sen avulla voidaan tarvittava data hakea käytettäväksi lennon jälkeen. Trimnet UAV-palvelu on tehokas ja helppo tapa nopeuttaa ja yksinkertaistaa maastossa tapahtuvia työvaiheita. Trinityn mukana toimitetaan myös erillinen iBase – GNSS-tukiasema, jota voidaan myös käyttää datan keräämiseen lennon ajalta.

Luokkansa pisin lentoaika

Eteenpäin suuntautuvassa lennossa Trinity sammuttaa kaksi kolmesta moottoristaan ja ylläpitää lentoa yhdellä moottorilla. Trinity F90+ kuluttaa täten myös vähemmän energiaa, jonka ansiosta saavutetaan entistä pidempi lentoaika ja ylivoimainen tuottavuus. Aerodynamiikaltaan Trinity on luokassaan erinomainen. Siipien optimaalinen muotoilu mahdollistaa 14:1 liitosuhteen, joka on omiaan tehon säästämisessä ja pitkän lentoajan saavuttamisessa.

Hyötykuormavaihtoehdot ja käyttökohteet

Trinity F90+ järjestelmään on saatavilla erittäin monipuolinen sensorivalikoima. Perinteisempinä sensoreina valikoimista löytyy 42 megapikselin täyden kennon Sony R1RII  35 mm objektiivilla ja 21 megapikselin Sony UMC10R 16- ja  20 mm objektiivivaihtoehtoilla. Sonyn UMC-sensoria käytetään myös yhdistelmä-hyötykuormissa. Sonyn UMC saadaan yhdistettynä esimerkiksi esimerkiksi MicaSense-hyperspektrisensoreiden kanssa samassa hyötykuormassa. Tulossa on myös UMC:n ja lämpökamerasensorin yhdistelmäkuorma. Uutena erittäin mielenkiintoisena hyötykuormatulokkaana on myös Qube 240 LiDAR- sensori. Qube 240 -sensorilla yhdessä Trinity F90+ -järjestelmän kanssa voidaan saavuttaa huikea noin tunnin lentoaika!

Trinity F90+ käytännön kokemuksia ja konkretiaa

Käytännön kokemusta Trinity F90+ järjestelmästä on allekirjoittaneelle kertynyt nyt puolen vuoden ajalta. Trinityä on kiva operoida ja sen lentoa ilo seurata, vaikkakin puolentoista tunnin lentoajan hyödyntämisessä käykin aika ilma-alusta ja ilmatilaa seuraavalle operaattorille pitkäksi. Puolen vuoden ajalle on mahtunut testi ja harjoituslentojen lisäksi myös pari pilottiprojekti.

Molemmissa pilottiprojekteissa hyödynnettiin Trinityn tehokkuutta ja kerättiin yhdellä lennolla nadiirikuva-aineistoa noin 250 hehtaarin aloilta. Toisen pilottialueen osalta oli dataa kerätty aiemmin nelikopterilla, käyttäen saman alueen kuvaamiseen lähes viikon työpanos. Osana haastetta oli valvotun ilmatilan käyttäminen ja nelikopterin geofence- ja korkeusrajoitukset. Yhteistyössä lennonjohdon kanssa pystyimme käyttämään Trinityä tehokkaalta korkeudelta tuottaen loppuaineistoa noin 2 cm maastoresoluutiolla.

Trinity F90+ on kokemuksemmekin mukaan omiaan laajojen alueiden tiedonkeruussa. Hienoa nähdä tehokas järjestelmä nelikoptereiden rinnalle täydentämään aukkoa nelikoptereiden ja miehitetyn ilmakuvauksen välillä! Odotamme mielenkiinnolla ja innolla erityisesti Qube240 LiDAR -sensoria, joka yhdessä Trinity F90+ -järjestelmän kanssa mahdollistaa entistä tehokkaamman tiedonkeruun.

Kirjoittaja

Eero Vihavainen
Myynti-insinööri

0207 510 639
eero.vihavainen (at) geotrim.fi

Webinaari

Maksuton webinaari 11.2.2021 klo 13-14:
Quantum Systems – Trinity F90+ kiinteäsiipisen eVTOL-dronen lennon suunnittelu ja valmistelu

Rekisteröidy

Kuinka suomalaisesta GeoDronesta tuli kaupunkimittaamisen jokapäiväinen työkalu Jyväskylän kaupungissa?

Kuvassa vasemmalla Jyväskylän kaupungin Ari Heinonen ja oikealla VideoDronen perustaja Juhani Mikkola. Pöydällä GeoDrone X4L.

Keski-Suomesta löytyy mahdollisesti Suomen parasta drone-osaamista. Osaamisen takana on VideoDronen perustaja Juhani Mikkola ja Jyväskylän kaupungin mittauspäällikkö Ari Heinonen. Jyväskylän kaupunkia pidetään edistyksellisenä UAS-teknologian osaajana. Kaupunki elää rohkeasti aikaansa edellä. Teknologiahenkisyys ei tule kaupungin uusimpia hankkeita seuranneille yllätyksenä. Kaupungin 3D-kartan toteuttamisessa on hyödynnetty UAS-teknologiaa. Mallia pidetään jatkuvasti ajan tasalla. Tämä onnistuu moitteettomasti VideoDronen GeoDrone X4L- dronen avulla, jonka jälleenmyyjänä Suomessa toimii Geotrim. Drone-kuvausta Jyväskylän kaupunki on käyttänyt hyvin aktiivisesti viime vuosien aikana.

Jyväskylän kaupungin mittauspäällikkö Ari Heinonen tutustui Intergeo-messuilla droneen ensimmäistä kertaa. Hän kiinnitti huomiota siihen, että droneja käytettiin maanmittaustarkoituksiin. Niillä hankittu aineisto oli laadullisesti hyvin korkeatasoista. Pian Intergeo-messujen jälkeen Heinonen selvitti mitä droneja oli tarjolla ja minkä tasoista aineistoa niillä sai kerättyä. Jyväskylän kaupungilla drone-hankkeeseen kiinnostuttiin. Vuonna 2014 rahaa saatiin budjetoitua drone-hankintaa varten. 

Heinonen oli kuullut suomalaisesta drone-valmistajasta, joka sattumoisin oli samalta paikkakunnalta. Demokuvauspäivä oli tavallista tuulisempi. Säästä huolimatta demo pidettiin. Drone pysyi ilmassa. Dronen kestävyys ja aineiston laatu vakuuttivat Ari Heinosen. Näin Jyväskylän kaupungista tuli VideoDronen ensimmäinen maanmittausasiakas. 

Mistä VideoDrone sai alkunsa?

VideoDronen kehitys lähti Juhani Mikkolan autotallista. Ensimmäiset ilmakuvat dronella Mikkola otti keväällä 2011. Silloin toiminta oli harrastusmuotoista. Mikkola lennätti dronea omaksi ilokseen. Laitteita kehitettiin koko ajan paremmiksi. Mikkolan nälkä kasvoi syödessä. Ikään kuin huomaamatta Juhani Mikkola alkoi tehdä ilmakuvausta laskutustyönä toiminimellä.

Suunnitteluvaiheessa oleva drone.

 

Varsinainen käänne tapahtui 9.7.2013. Silloin Vihtavuoressa oli vaaratilanne. Tilannekuvan saamiseksi käytettiin ensimmäistä kertaa dronea. Seuraavalla viikolla alkoi Juhani Mikkolan puhelin käymään kuumana. Moni halusi tietää, mistä kyseistä dronea voi ostaa. Silloin Mikkolalla kypsyi ajatus tehdä harrastuksesta kaupallista dronen valmistusta. VideoDrone Finland Oy perustettiin lokakuussa 2013.

VideoDronen toiminta on kehittynyt voimakkaasti. ”Valmistamme nykyään kopterit ja kameratelineet, sekä integroimme muiden valmistamia hyötykuormia. Pix4D prosessointiohjelmistossa toimimme Suomen jälleenmyyjänä ja kouluttajana. Osa ohjelmistoista on myös omaa tuotantoa tai yhteistyössä ohjelmistoyritysten kanssa tehtyä,” Juhani Mikkola kertoo. Geotrimistä tuli GeoDrone X4L:n jälleenmyyjä Suomessa vuonna 2015 ja näin VideoDrone pystyi entistä paremmin keskittymään tuotekehitykseen.

Dronen käyttö on helppoa, kunhan siihen perehtyy ja hankkii koulutuksen. Jokainen VideoDronen asiakas saa luovutuksen yhteydessä päivän koulutuksen dronen käyttöön. Maanmittaukseen tarkoitettu GeoDrone X4L kuuluu Geotrimin valikoimaan ja drone-koulutuksen saa luonnollisesti myös Geotrimiltä toimituksen yhteydessä. Lisäksi asiakkaalle suositellaan turvallisuuteen ja lainsäädäntöön liittyvän verkkokurssin käymistä. Verkkokurssin tarjoaa Insta ILS. Drone on kone ja vaatii toimiakseen myös huoltoa. Huoltoa suositellaan vähintään kerran vuodessa tai 100 tunnin välein. Huollossa vaihdetaan kuluvat osat, tehdään ohjelmistopäivitykset sekä tarkastetaan laitteiston kunto. Lentolaite on syytä säilyttää kuivassa, lämpimässä tilassa, ja drone hyvin puhdistettuna.

Juhani Mikkola suosittelee myös, että monen drone-kuvaajan sijaan olisi vain yksi kuvaaja. Vaikka kuvaaminen on helppoa, tulee kuvausvarmuus vasta kokemuksen kautta. Esimerkiksi Jyväskylän kaupungilla drone-kuvaamisesta vastaa Ari Heinonen. Näin taataan myös se, että GeoDrone on jatkuvassa käytössä. Yhden kuvaajan etuna on myös parempi prosessin hallinta. Kun tiedetään miten aineisto kerätään, osataan suunnitella drone-kuvaaminen tarkasti.

Mihin kaikkeen Jyväskylän kaupunki käyttää GeoDrone X4L -kopteria?

Alun perin Jyväskylän kaupunki käytti GeoDrone X4L -kopteria pohjakarttojen ylläpitoa varten. Ari Heinosen mukaan ”perinteisin tavoin pohjakartan ylläpito olisi myös toiminut, mutta se olisi vaatinut huomattavasti enemmän resursseja. Esimerkiksi maastomittausryhmä lähetetään paikan päälle mittaamaan ja myös mobiilikartoitus vaihtoehtoja oli jo silloin, mutta tehokkuus on toista luokkaa GeoDronella. GeoDrone investointina maksoi itsensä takaisin jo ensimmäisen vuoden aikana. Sillä saa tehostettua omaa toimintaansa niin paljon, että on aikaa keskittyä muihin hommiin. Toki drone-prosessi pitää olla kunnossa, että drone-kuvaukset saadaan tehtyä.”


Jyväskylän kaupunki käyttää nykyään GeoDronea myös muihinkin käyttötarkoituksiin kuten yhdyskuntasuunniteluun, asemakaavoitukseen, metsäpalveluihin, ympäristönsuojeluun, viestintään, markkinointiin sekä matkailuun. Käyttötarkoituksia on loputtomasti.

Yksi mielenkiintoisimmista dronen kuvaustapauksista tuli vastaan viime talvena, kun tykkylumi teki tuhojaan laajoilla metsäalueilla, jotka olivat yli 200m maastokorkeudessa Jyväskylän metsäalueilla.

Metsätalousinsinööriltä olisi mennyt huomattavan paljon aikaa liikkumiseen vaikeakulkuisilla alueilla, ryteikössä, upottavassa lumessa ja isoja korkeuseroja sisältävässä maastossa.

Ari Heinosen mukaan kaikki vahingoittuneet puut saatiin nopeasti tunnistettua. GeoDronella kerätty aineisto on erittäin tarkkaa ja pistepilvestä pystyi helposti tunnistamaan puut, joista latvat olivat katkenneet. GeoDronen aineiston avulla Jyväskylän kaupunki pystyi suunnittelemaan reitti- ja raivaussuunnitelman. Hyvän reitti- ja raivaussuunnittelun ansiosta vahingoittuneet puut saatiin poistettua Jyväskylän metsistä kesän puoleenväliin mennessä. Ajansäästön ja turvallisuuden lisäksi Jyväskylän kaupunki säästi tällä operaatiolla paljon kustannuksia.

GeoDronen PPK, eli Post Processing Kinematic, mahdollisti sen, että myös ilman tukipisteitä saatiin metsätuhoista mahdollisimman tarkkaa tietoa kerättyä dronella. PPK osoittautui tässä projektissa ratkaisevaksi tekijäksi ja aineiston tarkkuuteen pystyi luottamaan, kun kuvattiin valtavia alueita metsää. Koska PPK:ssa kuvien tarkka sijaintitieto saadaan jälkilaskennan jälkeen, kuvauksessa ei tarvita häiriöaltista radioyhteyttä, vaan laitteisto tallentaa sisäiseen muistiin mikrosekuntien tarkkuudella kuvanottohetken ja GNSS-datan.

Lainsäädäntö muuttuu. Miten käy drone-kuvaamiselle tulevaisuudessa?

Drone-lennättäminen muuttuu ensi vuoden heinäkuusta lähtien entistä säädellymmäksi. Tämä johtuu uudesta EU-asetuksesta. Sen mukaan jokaisen drone-lennättäjän on suoritettava Traficomin verkkopalvelussa järjestettävä verkkokurssi ja -tentti sekä rekisteröitävä drone-käyttäjäksi. Tämä asetus koskee sekä uusia että kokeneita drone-kuvaajia. Myös maksimilentokorkeus laskee 150 metristä 120 metriin.

Juhani Mikkola ja Ari Heinonen ovat yksimielisiä siinä, että uusi EU-asetus lisää turvallisuutta entisestään ja on hyvä asia. Ammattimaiset drone-kuvaajat ovat hyvin perillä droneen liittyvistä lainsäädännöistä jo nyt ja noudattavat näitä. Drone-harrastelijoille drone-kuvaamiseen liittyvä lainsäädäntö saattaa tulla kuitenkin täysin yllätyksenä.

Juhani Mikkolan mukaan turvallisuudesta voi ja pitää huolehtia: ”Olennaista kuvaamisessa on tunnistaa riskit etukäteen ja välttää niitä. Eli ole kunnolla valmistautunut, selvitä lainsäädäntö, tiedä mitä teet ja sitten tämän jälkeen päätät, voitko suorittaa lennon vai et. Se on myös pidettävä mielessä, että drone on aina väistämisvelvollinen.”

Mikkolan mukaan 5G muuttaa drone-ilmailua entisestään. ”Siihen suuntaan näytetään menevän, että lennonjohto olisi tietoinen kaikista ilmassa olevista droneista, lentokoneista ja muista ilmailukoneista. Näitä järjestelmiä rakennetaan ja testataan par ‘aikaa. Se milloin nämä järjestelmät ovat valmiita ei tiedetä vielä tarkasti. Suunta on kuitenkin selvä”, Mikkola toteaa.

Vinkit turvalliseen drone-lennättämiseen

 Heinonen käyttää paljon UAV Forecast- ennustetta lentosään varmistamiseen. On tärkeää varmistaa turvalliset olosuhteet. Sääennusteesta Ari Heinonen pystyy tunnistamaan ne tuulet ja puuskat, jotka haittaisivat drone-kuvaamista. Myös jäätävällä kelillä kuvaaminen on riski.

Juhani Mikkola tarkentaa: ”Jäätävällä kelillä, eli kun kosteus on 100% ja ollaan pakkasen tuntumassa, niin silloin potkurin lapoihin kertyy jäätä, jolloin drone menettää nostokykynsä. Nostokyvyn menetys tapahtuu erittäin nopeasti. VTT:n kylmälabrassa näin kävi 1 minuutissa 40 sekunnissa, 100% kosteudessa ja pakkasta miinus viisi astetta. Tässä ajassa dronen tehosta 20% oli hävinnyt. Tämä ei vielä sinänsä ole ongelma, sillä dronesta löytyy tehoreserviä, mutta sitten kun jää irtoaa potkurin lavoista, niin se ei irtoa tasaisesti molemmin puolin, jolloin se alkaa ravistamaan konetta. Tärinä on se, mikä ”tappaa” koneen aika nopeasti.”

Haastattelut ja teksti: Juliane Jokinen