UAS

EU:n droneasetusten vaikutus – mitä ja miten?

Posted on by Tuula Heiskanen

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:

Block "21308" not found

GeoDrone7

GeoDrone7

Multikopteri

Maanmittaus

Trimnet-verkon tukiasemat uusiutuivat. Mitä on uuden tekniikan sisällä?

Posted on by Tuula Heiskanen
Trimble Alloy -vastaanotin

Kaukana ovat ne päivät, jolloin satelliittivastaanottimilla jouduttiin keräämään satelliittidataa tarkkojen koordinaattien määrittämiseksi tuntikausia tai etsimään maastosta tunnettuja kiintopisteitä, joille pystytettiin oma tukiasema parin tunnin mittauksien vuoksi. Näistä ajoista on satelliittiteknologian kehittynyt paljon: on tullut uusia satelliittijärjestelmiä ja Trimblen VRS-teknologian myötä satelliittimittausten luotettavuus ja tarkkuus ovat kasvaneet: satelliittipohjaisiin ratkaisuihin voidaan luottaa senttimetriluokan tarkkuuksia haettaessa.

Satelliittiteknologian kehitys on jatkuvaa

Trimnet VRS-palvelu pitää katseen tulevaisuudessa. Satelliittiteknologian parissa työskenteleminen on pitkäjänteistä, jatkuvaa kehittämistä.

Trimnet-palvelussa teknisellä puolella on huomioitu suomalaiset olosuhteet niin koordinaatistojen kuin pohjoisen sijaintimme suhteen. Kehittämisen hyödyt näkyvät käyttäjille, ja erityisesti uusilla sovellusalueilla, joilla on etsitty hyötyjä uudesta teknologiasta – satelliittimittaamiseen tarkoitettuja laitteita on voitu hyödyntää tehokkaammin ja luotettavammin.

Perinteisessä maanmittauksessa on löydetty uusia ulottuvuuksia ja työtapojen muutoksia, kun esimerkiksi optisista laitteista on siirrytty GNSS-mittauslaitteisiin.

Työskentely on muuttunut myös infrarakentamisessa, kun on huomattu koneohjauksessa Trimnet-satelliittimittauksen tuomat kokonaistaloudelliset hyödyt.

Geotrim on tehnyt mittavan investoinnin Trimnet VRS-palveluun ja tulevaisuuteen. Palveluun liittyvässä tukiasemateknologiassa on panostettu uusimpaan teknologiaan ja kaikki Trimnet-verkon tukiasemat on päivitetty uusimman teknologian Trimble Alloy -vastaanottimiin 2020-2021. Alloy-vastaanottimet pystyvät hyödyntämään kaikkia uusia GNSS-signaaleja, mukaan lukien uusia BeiDou (III)-signaaleja. Alloy varmistaa paremman datan laadun, järjestelmän monitoroinnin sekä tehokkaamman häiriönsietokyvyn.

Tietoa Trimble Alloy -vastaanottimista
Trimble Alloy -vastaanotin

SEURATUT SATELLIITIT • GPS: L1 C/A, L2E (L2P), L2C, L5 • GLONASS: L1 C/A2 and unencrypted P code, L2 C/A and unencrypted P code, L3 CDMA • Galileo: L1 CBOC, E5A, E5B & E5AltBOC, E6 • BeiDou: B1, B2, B3, B1C, B2A • QZSS: L1 C/A, L1C, L1 SAIF, L1S , L2C, L5, LEX/L63 • IRNSS: L5, S-Band • SBAS: L1 C/A (EGNOS/MSAS), L1 C/A and L5 (WAAS) • L-Band: Trimble RTX™

Haluatko lisätietoa tekniikasta

Kaikille Trimnet-tukiasemille on v.2020-2021 vaihdettu modernisoidun GNSS-teknologian Trimble Alloy -vastaanottimet

  • Edistyksellinen Trimble kahden Maxwell™ 7 GNSS sirun setti: 672 kanavaa samanaikaista satelliittien seurantaa varten
  • Trimble EVEREST Plus™ monitieheijastusten esto
  • Trimble 360 -vastaanotinteknologia
  • IP68
  • Trimble RTX korjaukset
  • Trimble Sentry™ -monitorointiteknologia
  • Pivot-ohjelmistoalusta

Trimnet-palveluun tiivistyy tuottavuus, luotettavuus ja uudet mahdollisuudet

Uusien signaalitasojen hyödyntäminen ja palvelun tuottaminen mallinnetun datan pohjalta sekä varmennettu verkko-RTK-ratkaisu tuovat aitoa luotettavuutta ja tuottavuutta jokapäiväiseen tarkkaan paikantamiseen. Mahdollisuudet näkyvät siinä, että Trimnet VRS-palvelun kanssa voidaan käyttää GNSS-laitteita entistä erilaisemmissa ympäristöissä. Mahdollisuudet kuuluvat nykyisille palvelunkäyttäjille ja voivat tulevaisuudessa näkyä niin autonomian kuin robotiikankin lisääntymisenä.

Kirjoittaja: Jouni Ojanperä, myynti-insinööri, Trimnet

Reality Capture -uutisia

Trimble RealWorks

Posted on by Tuula Heiskanen
Trimble RealWorks, versio 12.0

Trimble RealWorks-ohjelmistoon on julkaistu päivitetty versio, 12.0.

Pistepilvien käsittelyohjelmisto Trimble RealWorks tarjoaa tehokkaat työkalut pistepilvien rekisteröintiin, analysointiin, mallintamiseen ja parhaiden 3D-lopputuotteiden luomiseen laserkeilausaineistoista.

RealWorks on nyt uuden päivityksen myötä saatavilla myös SaaS-pohjaisena lisenssinä, jolloin kaikki päivitykset tulevat automaattisesti vuosimaksun myötä.

RealWorks 12.0-version uusia ominaisuuksia ja parannuksia ovat muun muassa:

  • Putkistojen mallinnus: Uusi työkalu putkien ja kokonaisten putkistojen luomiseen valitsemalla osakokonaisuuksia pistepilvestä, jotka ohjelma tunnistaa, mallintaa ja yhdistää putkilinjoiksi.
  • Liikkuvien objektien automaattinen segmentointi: ohjelma tunnistaa automaattisesti kohteet kuten autot tai ihmiset ja segmentoi ne liikuttelua varten. Toiminto soveltuu erityisesti onnettomuustutkintaan tai mallinnettujen kohteiden sovittamiseen ympäristöön.
  • Pinnan editointi: Mesh-editointityökalulla voidaan nyt lisätä viivasegmenttejä kokonaisten kolmioiden luomiseksi ja Mesh-mallin täydentämiseksi tai muokkaamiseksi.
  • Muunna projektiin tuodut kuvat ortokuviksi: Uusi työkalu muuntaa tuodut kuvat ortokuviksi, joita voidaan näyttää 3D-näkymässä.
  • Pistepilvien läpinäkyvyys: Uusi visualisointityökalu on lisätty mallien lähellä olevien pistepilvien läpinäkyvyyden säätämiseen.
  • Parannuksia ulkoasuun ja IFC-tiedostojen tiedonsiirtoon.

Reality Capture -uutisia

Uusia UAS-ratkaisuja kaupunkialueella lentämiseen

Posted on by Tuula Heiskanen

(4.11.2021)

Uusi EU-droneasetus astui voimaan vuoden 2021 alussa ja sen siirtymäaika loppuu noin 50 vuorokauden kuluttua. 

Uusi asetus tulee merkittävästi vaikuttamaan dronea kartoitus- ja muuhun työhön asutulla alueella käyttävien lento-operointiin, laitteisiin ja lupiin. Nykytiedon mukaan nämä operoinnit menevät uuden säätelyn Erityinen-luokkaan (Specific). Erityinen-luokassa operaattorilupien myöntäminen tapahtuu Traficomin toimesta SORA-riskiarviointimenettelyn kautta, ellei operointiin soveltuvaa ennalta määriteltyä riskiluokitusta ole olemassa (PDRA).
Laitevalmistaja Nordic Drones Oy:llä, jonka GeoDrone-kartoituskopterin myyjänä Geotrim toimii Suomessa, on jo uuden droneasetuksen vaatimuksia ja omia testilentoja varten Erityinen-luokan operaattorilupa tiheästi asutetun alueen ulkopuolelle.

Uusi laki edellyttää operaattorilta ja drone-järjestelmältä myös maariskin hallintaa.  

Erityinen-luokan operaattorilupa ei kuitenkaan perusmuotoisena mahdollista tiheästi asutulla alueella operointia. Se edellyttää esimerkiksi dronen kanssa integroidun laskuvarjojärjestelmän käyttöönottoa ja sen toimintakyvyn osoittamista.

Nordic Drones on yhteistyössä suomalaisen VectorSave-laskuvarjovalmistajan kanssa kehittänyt GeoDrone-integraation ja tehnyt kesän aikana lähes 20 ASTM 3322-18 standardin mukaista testilentotilannetta ja varjolaukaisua ilman yhtään virhetilannetta.

Operaattorilupa kaupunkialueilla lentämiseen hakuvaiheessa

Geotrimin drone-asiantuntija Eero Vihavainen on yhdessä Aviagoupin Jarno Koposen kanssa valmistellut ja jättänyt Traficomille Suomen ensimmäisen kaupunkioperointiin tähtäävän operaattorilupahakemuksen, jonka tarkoituksena on mahdollistaa GeoDronella tapahtuvan kaupunkikartoituksen jatkuvuus. Tähän hakemukseen on yhdistetty maariskinhallinta Nordic Drones Oy:n GeoDrone 6 -kopterin laskuvarjointegraation avulla.

Geotrim Oy:n oma operaattorilupahakemus on ensimmäinen vaihe kohti vaativaa kaupunkioperointia. Lupaprosessin kautta tavoitteena on myös luoda hyväksytty koulutusjärjestelmä ja asiakkaille tarjottava palvelukokonaisuus, jotta koulutuskokonaisuus yhdessä GeoDrone 6 -kopterin ja laskuvarjointegraation kanssa palvelisi ja edistäisi asiakkaiden tarpeita kaupunkikartoitukseen. Hakemus on Traficomilla käsittelyssä, joten pyrimme tiedottamaan aiheesta heti, kun uutta tietoa on saatavilla.

Lisätietoa

Geotrim Oy, Eero Vihavainen, +358406877410, eero.vihavainen@geotrim.fi

Kuva: Nordic Drones Oy

Uutisia

Building Point Finland tuo Spot-koiran ja automaattisen robottilaserkeilauksen Suomen markkinoille

Posted on by Tuula Heiskanen

Trimblen autonomisessa robottilaserkeilauksessa Boston Dynamicsin Spot-robottikoira on integroitu Trimble X7 3D-laserkeilaimen ja FieldLink-ohjelmiston kanssa

Trimble on 19.10.2021 julkistanut autonomisen laserkeilausrobotin, joka tarjoaa kokonaisvaltaisen ja ketterän menetelmän pistepilvien tuottamiseksi talonrakennustyömailla. Trimble® X7 -laserkeilain yhdessä FieldLink-ohjelmiston kanssa on täysin integroitu Boston Dynamics Spot® -robottiin. Menetelmä on suunniteltu rakennusurakoitsijoille ja rakennusvalvontaan sekä jatkuvaa seurantaa tai dokumentointia vaativiin kohteisiin. Robotti hoitaa toistuvat ja vaaralliset valvontatyöt.

Integroitu ratkaisu tallentaa työmaan dataa automaattisesti. X7:n FieldLink-ohjelmisto käyttää Spotin ohjausta luomaan reittipisteiden polun, jota Spot seuraa. Robotti pysähtyy pisteille laserkeilausta varten. Kerätty pistepilvi- ja kuva-aineisto on liitettävissä projektikoordinaattijärjestelmään sekä yksittäisiin skannausasemiin. Jo työmaalla voidaan reaaliajassa Trimblen tabletilla tehdä yhdistetty pistepilvi ja tarkastella materiaalia visuaalisesti. Itsenäisiä toimintoja suorittaessaan Spotin telakointiasema mahdollistaa akun lataamisen työmaalla sekä robotissa että X7-keilaimessa.

Spot-robottilaserkeilauksen etuina ovat toistuvan 3D-tiedonkeruun automatisointi, mikä vapauttaa ammattilaisten resursseja muuhun sekä nopea tiedonkulku toimiston ja työmaan välillä, mikä puolestaan helpottaa rakennusprojektin edistymisen dokumentointia. Yhdistelmä lisää tehokkuutta ja reaaliaikaista rakennetun datan analyysiä kentällä ja toimistossa.

Autonominen laserkeilausratkaisu on saatavilla BuildingPoint Finlandin kautta. www.buildingpointfinland.fi

Lisätietoa: Tuomas Anttila, puh. 044 7611 096

Mobiilikartoitus, Reality Capture -uutisia

Trimbleltä uusi mobiilikartoitusjärjestelmä Trimble MX50 väylien ja omaisuuden hallintaan ja kartoitukseen

Posted on by Tuula Heiskanen
Trimble MX50

Trimble® MX50 -mobiilikartoitusjärjestelmä tarjoaa tarkan ja luotettavan tiedonkeruuteknologian, joka on yhteensopiva Trimblen geospatiaalisten ohjelmistojen kanssa.

MX50 tuottaa pienikohinaisen, tarkan maanpintadatan ja on suunnattu väylien tarkastuksista ja ylläpidosta vastaaville organisaatioille niin julkiselle kuin yksityisellekin sektorille.

Järjestelmä sisältää Trimblen suunnitteleman uuden laserkeilaimen erittäin tarkkaan tiedon keruuseen, 360 asteen panoraamakameran sekä GNSS/IMU-paikannusteknologian. MX50 tuottaa tiheää pistepilveä ja monipuolista kuva-aineistoa maanmittaustarkkuudella ja on yhteensopiva Applanix POSPac, Trimble Business Center ja Trimble MX -ohjelmistopakettien kanssa.

Trimble MX50 on osa Trimblen mobiilikartoitusportfoliota, johon kuuluvat myös Trimble MX9 ja MX7. Järjestelmien maahantuoja Suomessa on Geotrim, joka myös vastaa käyttökoulutuksesta, teknisestä tuesta sekä laitteiden huollosta.

Lisätietoa: Sakari Mäenpää, puh. 0207 510 622

Trimble MX50
Tutustu: Trimble MX50 -mobiilikartoitusjärjestelmä
GeoSLAM, Laserkeilaus

Parhaat toimintatavat SLAM-laserkeilaamiseen

Posted on by Aino Keitaanniemi

SLAM-laserkeilaaminen on helppoa, koska laitteiden käyttöliittymät pohjautuvat yhteen painikkeeseen. Tämä painike aloittaa laserkeilaimen pyörivän liikkeen, joka suuntaa lasersäteet ympäristöön, ja käynnistää SLAM-algoritmin, joka määrittää laitteen ja ympäristön piirteiden sijainnit. Käynnistämisen jälkeen voidaan nostaa keilain käteen ja kävellä mitattavassa ympäristössä. Kun mittaus on suoritettu, palataan takaisin aloituspisteeseen ja painetaan samaa painiketta uudestaan mittauksen lopettamiseksi. SLAM-laserkeilaimen käytön oppii minuuteissa. Parhaan mahdollisen pistepilven tuottamiseksi kannattaa huomioida seuraavat toimintatavat.

Suunnittelemalla säästät aikaa ja saat parhaimman laadun

Aloita aina uuden kohteen mittaaminen tekemällä suunnitelma mittausreitistä. Voit toteuttaa sen ennakkoon pohjapiirroksen avulla, mutta kannattaa aina kohteeseen saavuttua kävellä suunniteltu reitti läpi ennen mittausta. Tällöin havaitset mahdolliset muutokset ja erityispiirteet, joita pohjapiirroksessa ei näkynyt. Suunnittelussa tulee huomioida laitteiden mittaamisen peruspiirteet; aineiston keruu on suositeltavaa toteuttaa suljettuna kierroksena maksimissaan 20-30 minuutin aikana, ympäristössä tulee olla vähintään 10 m välein piirteitä/kohteita, keilaimen tulee osoittaa kohtisuorasti piirteisiin/kohteisiin ja mitattavien tilojen ovien olisi hyvä olla auki mittauksen ajan.

Mittauksen suunnittelulla voidaan estää virheiden syntyminen ja optimoida mittausaika sekä laatu. Lisäksi samalla voi suunnitella kontrollipisteiden paikat, jos aineisto vaatii georeferointia. Suunnitelmalla varmistetaan mittausreitin turvallisuus (esim. huomioiden työmaaliikenne) ja se, että kaikista tarvittavista ympäristöistä saadaan aineistoa. Suunnittelussa voidaan varmistaa tarvittavien suljettujen kierrosten muodostuminen ja listata kaikki avattavat ovet, jotta niiden takana olevista huoneista saadaan havaintoja. Lisäksi suunnitelmassa on hyvä tunnistaa hankalat olosuhteet kuten kapeat käytävät tai isot avoimet tilat, peitteisyydet, kiiltävät ja liikkuvat kohteet.

Lataa opas pdf-muodossa

Sulje aina mittausreitti samaan aloitus- ja lopetuspaikkaan

Suunnittelussa tärkeänä kohtana on mittausreitin sulkeminen, koska tällä tavalla varmistetaan laitteen tarkkuus. Sulkemisen mahdollistamiseksi tulee mittaus aloittaa ja lopettaa samaan paikkaan tai ainakin yhden metrin päähän aloituspaikasta. Valitse mittausreitin varrelta mittaukselle hyvä aloitus- ja lopetuspaikka. Tässä paikassa on hyvä olla jokin taso ja sopivan etäisyyden päässä useita piirteitä. Tasoa kannattaa käyttää laskualustana laitteen alustuksen ajan. Kun piirteitä on alle kymmenen metrin päässä, on niitä sopivasti. Lisäksi aloitus- ja lopetuspaikasta pitäisi pystyä aloittamaan mittaus yhteen suuntaan ja lopettamaan toisesta suunnasta. Tämän tavoitteena on suunnata laite lopussa samoihin piirteisiin kuin alussa.

O-kirjaimen muotoinen mittausreitti on aina paras

Sulkemisen lisäksi myös mittausreitin muodolla on merkitystä. Esimerkiksi kuvassa 1 u-kirjaimen mallinen rakennus vaikuttaa mittauksen suunnitteluun ja pistepilven tarkkuuteen. Tila voidaan mitata u-kirjaimen päästä päähän eli A:sta B:hen ja takaisin, jotta saadaan suljettu kierros aikaiseksi (kuva 1a). Tällöin pistepilven tarkkuus voi olla esimerkiksi noin 5 cm.

Mittausreitin parantamiseksi, ja samalla tarkkuuden parantamiseksi 1 cm luokkaan, olisi hyvä luoda o-kirjaimen muotoinen suljettu kierros. Jos kerros on katutasolla ja on mahdollista kulkea suoraa reittiä B:stä A:han ulkona, kannattaa näin toimia (kuva 1b). Tällöin suljettu kierros lisää havaintoja A- ja B-pisteiden välille ja paikannuksen tarkkuus paranee. Mikäli ulkotilan kautta ei päästä kulkemaan B:stä A:han, voidaan näiden väille luoda yhteisiä havaintoja ikkunoiden kautta. Tämä onnistuu laittamalla keilain ikkunasta ulos molemmissa u-kirjaimen päissä. Kannattaa kuitenkin huomioida keilaimen maksimi mittausetäisyys. Pidemmän mittausetäisyytensä (100 m) vuoksi GeoSLAM ZEB HORIZON toimii tähän tarkoitukseen paremmin kuin muut GeoSLAM-keilaimet.

Mikäli o-kirjaimen muotoinen mittaus ei onnistu, voi tarkkuutta parantaa aloittamalla mittaus u-kirjaimen pohjalta pisteestä C (kuvassa 1c). Tällöin mittausreitistä muodostuu kahdeksikko ja lisäämme suljettuun kierrokseen yhden sulkupisteen lisää (pisteeseen C), joka auttaa paikannusta. Mittauksen aikana pisteestä C kuljetaan ensin pisteeseen A ja sitten takaisin. Tämän jälkeen kuljetaan pisteeseen B ja takaisin pisteeseen C. Suunnittele mittausreitti hyvin, jotta aineistosi olisi mahdollisimman tarkka. Mitatessa useampia kerroksia huomaa, että voit sulkea kierroksia myös kerrosten välillä.

Kuva 1. Kierroksien sulkemisen vaihtoehtoja a) aloita mittaus A:sta kohti B:tä (keltainen) ja palaa takaisin samaa reittiä (sininen) eli kierroksesta muodostuu u-kirjaimen muotoinen b) aloita mittaus A:sta kulkien (keltaista) B:n kautta lyhintä reittiä takaisin A:han (sinistä) eli kierroksesta muodostuu o-kirjaimen muotoinen c) aloita mittaus C:tä ja kulje ensin A:han (keltaista) ja takaisin (sinistä) ja sen jälkeen B:hen (keltaista) ja takaisin (sinistä) eli muodosta kahdeksikon muotoinen mittaus. 

Mitä enemmän suljettuja kierroksia keilauksen aikana, sitä parempi tarkkuus

Kuten kuvan 1 esimerkistä havaitaan, vaikuttaa suljetun mittauksen lenkin koko tarkkuuteen. Jos lenkki on suuri, sitä suurempi mahdollisuus on syntyä absoluuttista virhettä. Suunnittele siis lenkin sisälle pienempiä lenkkejä kohteiden ympäri, jotta virheitä ei syntyisi. Samalla yhdessä huoneessa tehdyt useat kierrokset lisäävät aineiston kattavuutta. Tästä esimerkkinä, mikäli kierrät huoneessa ensin yhteen suuntaan ja sitten toiseen saat varmemmin kaikkien nurkkien takaa havaintoja eikä aineistoon jää aukkoja. Havaittujen kohteiden seuraaminen on helppoa ZEB-REVO RT -laitteella, joka näyttää reaaliajassa mitä havaintoja laite saa. Minimi tarve sisäisille silmukoille vaihtelee laitteittain. ZEB-REVO RT ja ZEB Go -laitteilla suositellaan sisäisiä silmukoita vähintään noin 30 m välein, kun ZEB HORIZON:lle suositellaan noin 50 m välein.

Tarkastellaan tarkemmin pienempiä silmukoita mittauskierroksen sisällä kuvan 2 kautta. Voit kävellä sisätiloissa huoneeseen monilla tavoilla, mutta tee aina käännökset hitaasti, jotta laiteen paikannus saa tarpeeksi havaintoja tutuista piirteistä ennen uusia piirteitä. Kävele muutenkin hieman normaalia kävelynopeuttasi hitaammin. Tämä takaa mahdollisimman tiheän pistepilven saannin. Huoneissa voidaan vain käväistä, jolloin aineisto on käyttökelpoista (kuva 2). Tällä tavalla pistepilveen jää kuitenkin helposti aukkoja. Tätä menetelmää parempi tapa on kiertää huoneessa “seiniä pitkin”. Saat kattavamman pistepilven, mutta osa pinnoista voi jäädä havainnoitta. Paras kävelytapa on kierrellä huoneessa useita silmukoita ja vaihtaa jopa kiertosuuntaa välillä. Tämä aineisto kattaa varmasti suuren osan huoneesta ja saat enemmän havaintoja kohteista.

Kuva 2. Kävelytavalla on vaikutusta SLAM-laserkeilaimen pistepilveen. Käväisemällä huoneessa saadaan käyttökelpoinen aineisto, mutta seiniä pitkin tai useita silmukoita luomalla aineisto paranee huomattavasti. 

Varmista kattavat havainnot ennen tilasta toiseen siirtymistä

Seuraavaksi huomioi mitatessasi siirtymiset tilasta toiseen. Siirtymätavalla on suuri merkitys, kun seuraavassa tilassa on vähemmän piirteitä. Tällöin voit siirtyä tilaan sivuttain tai takaperin tai pysähtymällä hetkeksi ja heiluttamalla laitetta hitaasti tilasta toiseen oviaukossa. Kaikissa näissä tavoissa on tarkoitus osoittaa laitteelle piirteitä molemmista tiloista, jotta ne havaittaisiin oikein toisiinsa nähden (kuva 3).

Kuva 3. Tilasta toiseen voi siirtyä monella tavalla. Sisällä on suositeltavaa siirtyä sivuttain, takaperin tai hetkeksi pysähtymällä oviaukkoon. 

Jokaisella tavalla mitatessa on kuitenkin hyvä hidastaa kävelynopeus kolmannekseen normaalista kävelynopeudesta. Sisällä siirtymiä varten on suositeltavaa avata ovet ennakkoon, mikäli se on mahdollista. Voit kuitenkin avata oven keilauksen aikana, jos teet sen laitteen pimeässä kulmassa. Laitteen pimeä kulma on 90 astetta ja se sijaitsee suoraan keilaimen takana, mittaajan kohdalla. Tämä onnistuu peruuttamalla suljetulle ovelle ja avaamalla ovi niin, että laite osoittaa vastakkaiseen suuntaan. Samalla oviaukosta siirryttyäsi muista olla näyttämättä laitteelle suljettua ovea, jotta SLAM-paikannus säilyy (kuva 4).

Kuva 4. Suljetun oven voi avata mittauksen aikana selän takana laitteen pimeässä kulmassa. Oven avauksen vaiheet etenevät vasemmalta oikealle. Peruuta ensin kohti ovea. Avaa ovi selkäsi takana. Siirry sivuttain oviaukosta pitäen koko ajan liikkuva ovi selkäsi takana. Sulje ovi yhä selkäsi takana. 

Ulkona rakennusta kiertäessä on hyvä osoittaa laitetta rakennuksen kulman suuntaan. Voit myös pieneksi hetkeksi pysähtyä kulmassa, jolloin saadaan enemmän havaintoja kulman molemmin puolin olevista piirteistä (kuva 5).  Mikäli käytössäsi on ZEB HORIZON -laite, ei siirtymätavalla ole niin suurta merkitystä. Tämä johtuu laitteen suuremmasta mittausetäisyydestä (100 m) ja pistetiheydestä (300 000 pistettä/sekunnissa), jolloin piirteistä saadaan enemmän havaintoja nopeankin siirtymisien aikana kuin ZEB-REVO (RT) ja Go -laitteilla (30 m ja noin 43 000 pistettä/sekunnissa).

Kuva 5. Rakennuksen kulmissa kannattaa pysähtyä hetkeksi laitteen osoittaessa kohti kulmaa. 

Välttämällä liikettä ja kiiltoa ympäristössä, vältät ylimääräisen kohinan syntymisen

Käsikeilaimella mitatessa ja mittausta suunnitellessa kannattaa huomioida myös liikkuvat kohteet ja kiiltävät pinnat. Suorituksena on välttää liikkuvia kohteita (esimerkiksi ihmisiä ja liikennettä), mutta aina se ei ole mahdollista. Tällöin kannattaa ajoittaa mittaus ajankohtaan, jolloin liikettä on mahdollisimman vähän. Mikäli mittauksen aikana tapahtuu paljon liikettä, voi aineistoon aiheutua kohinaa ja ongelmia rekisteröinnissä. Erityisen tarkka kannattaa olla hitaan liikenteen kohdalla. Tämä saattaa aiheuttaa kohdistusvirheitä, joten vältä erityisesti hidasta liikennettä ulkona suoritetuissa mittauksissa.

Liikkuvien kohteiden lisäksi on hyvä välttää kiiltäviä pintoja, koska ne voivat aiheuttaa kohinaa pintojen läheisyyteen. Näitä pintoja ovat muun muassa peilit, vesi ja lasipinnat. Mittauksen aikana on suositeltavaa poistaa mahdollisimman monta kiiltävää pintaa. Poistamisen voit toteuttaa kolmella eri tavalla. Kiiltävän pinnan voi peittää esimerkiksi kankaalla. Kiillon määrää voi vähentää sulkemalla verhot ja muuttamalla valaistuksen hajavaloksi. Mikäli et voi aineiston käyttötarkoituksen vuoksi toteuttaa edellisiä vaihtoehtoja, voit aikatauluttaa mittaukset. Kiiltävistä pinnoista syntyy vähiten kohinaa, kun mittaus toteutetaan päiväsaikaan tai ajan hetkenä, jolloin ei ole suoraa auringon valoa.

Pysy aina alle 10 m (ZEB-REVO (RT) ja ZEB Go) tai alle 40 m (ZEB HORIZON) päässä piirteistä

Mittauksen aikana on aina hyvä pysyä mahdollisimman lähellä piirteitä/kohteita, jotta laitteen paikannus saa tarpeeksi havaintoja sijaintinsa määrittämiseen. Suositeltu mittausetäisyys piirteistä on alle 10 m (ZEB-REVO (RT) ja ZEB Go) tai alle 40 m (ZEB HORIZON) päässä keilaimesta (kuva 6).

Mittausetäisyyden lisäksi on aina hyvä suunnata keilain suoraan kohti piirrettä, jotta siitä saadaan varmasti havaintoja. Tämä on erityisen tärkeää, kun mitataan avoimia ympäristöjä kuten puistot, hallit, aulat ja salit. Mikäli näissä ympäristöissä on vähän piirteitä eli niitä ei ole ZEB-REVO (RT) ja ZEB Go -laitteille alle 10 m välein tai ZEB HORIZON -laitteelle alle 40 m välein, kannattaa kohteeseen lisätä piirteitä. Piirteiden suositeltu koko on noin kuutiometri, jotta se voidaan tunnistaa myös pidemmän matkan päästä. Mikäli et ole varma suoriutuuko laserkeilain näillä piirteillä, tee koemittaus. Yleisenä nyrkkisääntönä voidaan sanoa, että SLAM-paikannus selviää 5 s ilman piirteitä. Tämän jälkeen piirteiden puute voi näkyä aineistossa vääristymänä.

Kuva 6. Osoita keilain kohti piirteitä ja pidä piirteet aina alle 10 m päässä ZEB-REVO (RT) ja ZEB Go -laitteiden kanssa ja alle 40 m päässä ZEB HORIZON -laitteen kanssa. 

Varmista kävelytavalla avoimesta ympäristöstä kattavan pistepilven tuottaminen

Avoimissa ympäristöissä piirteiden läheisyyden lisäksi kannattaa huomioida kävelytapa. ZEB-REVO (RT) ja ZEB Go -laitteilla mittausetäisyys on 30 m, joten suuremmissa avoimissa tiloissa suurien silmukoiden sisään voi jäädä aukkoja ilman pistehavaintoja (kuva 7a).

Hyvällä suunnitelmalla voidaan kuitenkin välttää näiden aukkojen syntyminen. Lisäksi ZEB-REVO (RT) ja ZEB Go -laitteiden kanssa tulee muodostaa pienempiä silmukoita kohteiden ympärillä ja välttää suoraan kävelemistä (kuva 7b). Voit kuitenkin tarpeen tullessa kävellä suoraan  sisällä 30 m  tai ulkona 15 m.

ZEB HORIZON -laitteella mitatessa ei tarvitse olla yhtä tarkka kävelytavasta. Tämä johtuu laitteen suuremmasta mittausetäisyydestä ja pistetiheydestä (kuva 7c). On kuitenkin suositeltavaa kävellä ZEB HORIZON laitteella alle 100 m mittaisia matkoja suoraan (kuva 7d). Jos kohteessa täytyy tehdä silmukka pienemmän kohteen ympärillä ZEB HORIZON laitteella, on suositeltavaa tehdä silmukasta minimissään 5 m halkaisijan kokoinen (kuva 7c).

Kuva 7. Suurissa avoimissa tiloissa laite vaikuttaa mittausreittiin. a) ZEB-REVO (RT) ja Go -laitteilla täydennä lyhyempää mittausetäisyyttä silmukoilla, ettei aineistoon jää aukkoja ja b) kävele suoraan maksimissaan 15 m. c) ZEB HORIZON -laitteella ei ole tarvetta silmukoihin ja d) voidaan edetä suoraan pidempiä matkoja (alle 100m) (kuvan aineistot toteuttanut GeoSLAM) 

Koemittauksella voi varmistaa onko kapeassa ympäristössä tarpeeksi piirteitä tarkan pistepilven tuottamista varten

Käytävät voivat olla vähäpiirteisiä ja itseään toistavia ympäristöjä. Mikäli käytävän piirteet ovat alle suositellun kuutiometrin ja kauempana kuin 10 m, on syytä lisätä piirteitä ympäristöön. Käytävällä helppo tapa lisätä piirteitä on avata käytävän ovia. Avattujen ovien tiloissa ei tarvitse käydä, mutta niistä saadaan tarpeeksi piirteitä SLAM-paikannuksen avuksi (kuva 8a). Samoin kuin avoimissa tiloissa kannattaa käytävillä suorittaa koemittaus, jolla selvitetään riittävätkö olemassa olevat piirteet paikannukseen vai täytyykö lisätä vielä enemmän piirteitä. Koemittauksen aikana kannattaa myös kokeilla toimiiko kohteessa paremmin peruuttaminen, koska joskus lähin piirre voi olla keilaajan takana.  Koska aineiston kerääminen SLAM-laserkeilaimella on nopeaa, voi kohteessa helposti tehdä koemittauksen ja varsinaisen keilauksen käytettävissä olevan mittausajan puitteissa.

Kuva 8. Käytäviä mitatessa kannattaa a) avata ovia luomaan piirteitä muuten piirteettömälle käytävälle b) huomioida pistehavaintojen osumakulma, koska pienellä kulmalla pistepilven pistetiheys pienenee eli tasaisen pistetiheyden saamiseksi pyri mittaamaan kaikkialta samalla tavalla kierrellen. 

Käytävien lisäksi muissa kapeissa ympäristöissä kannattaa huomioida samat asiat kuin käytävissä. Lisäksi tunneleissa kannattaa kiinnittää huomiota tunnelin pintamateriaaleihin. Tunnelin pinta voi heijastaa heikosti lasersäteitä, jolloin havainnot jäävät pienemmiksi. Pintamateriaalin lisäksi havaintojen määrään vaikuttaa lasersäteen osumakulma kohteeseen. Osumakulman ollessa alle 15 astetta on havaintojen määrä vähäistä ja pistepilvestä tulee harva (kuva 8b). Lisäksi tunnelit kannattaa mitata pienemmissä osissa, jotta tunneli ei aiheuta rekisteröintiongelmia. Erityisen tärkeää on jakaa tunneli pienempiin osiin, jos mittausta ei voida suorittaa suljettuna kierroksena.

 Nostamalla keilainkorkeutta saadaan tiheämpi pistepilvi korkeista julkisivuista

Samalla tavalla kuin kapeissa tunneleissa tai käytävillä lasersäteen osumakulma vaikuttaa pistepilven tiheyteen.

Alle 15 asteen osumakulmalla pistetiheys on huomattavasti heikompi kuin suuremmilla osumakulmilla. Tästä syystä korkeita julkisivuja mitatessa, voidaan kasvattaa julkisivun yläosassa osumakulmaa nostamalla keilainta.

Keilain voidaan nostaa korkeammalle esimerkiksi kiinnittämällä se teleskooppitangon päähän. Tällöin osumakulma julkisivun yläosassa suurenee ja pistepilven tiheys kasvaa (kuva 9). Näin voidaan samalta etäisyydeltä mitatessa kerätä tiheämpää pistepilveä korkeiden julkisivujen yläosista.

GeoSLAM, seinän skannaaminen

Kuva 9. Pistehavaintojen osumakulma näkyy pistepilvessä helpoiten julkisivuissa. Alle 15 asteen osumakulmalla pistetiheys on heikompi kuin suuremmalla kulmalla. Osumakulmaa voi kasvattaa nostamalla keilaimen tangon päähän tai mittaamalla kauempaa, mikäli se on mahdollista. 

Vaikeakulkuisien tilojen mittaamiseksi GeoSLAM-laitteen voi kiinnittää erilaisiin alustoihin

Vaikeakulkuisia tai ahtaita tiloja ovat muun muassa kellarit, viemärit ja luolat. Ympäristö voi olla vaikeakulkuinen, koska sinne ei pääse jalan tai siellä ei voi muodostaa suljettua mittauskierrosta. Tällöin laite voidaan kiinnittää erilaisiin alustoihin kuten kauko-ohjattavaan robottiin, teleskooppitankoon tai kelkkaan. Näiden erilaisten alustojen avulla voidaan laite viedä vaikeakulkuiseen ympäristöön ja saadaan kattava pistepilvi myös näistä ympäristöistä. Mikäli vaikeakulkuiseen tilaan pääsee jalan, kannattaa mittaus suorittaa hitaasti kävellen ja siirtyä tilasta toiseen sivuttain tai takaperin.

Ahtaissa tiloissa pistepilveen vaikuttaa laitteiden pienin mittausetäisyys. Tämä mittausetäisyys on 20 cm ZEB-REVO (RT) tai ZEB Go -laitteilla ja 40 cm ZEB HORIZON -laitteella. Tästä syystä ZEB-REVO (RT) tai ZEB Go -laitteet saavat enemmän havaintoja ahtaissa tiloissa. Lisäksi ne ovat fyysiseltä kooltaan pienempiä, joten ne mahtuvat ahtaampiin ympäristöihin kuin ZEB HORIZON -keilain.

Mittauksen jälkeen, ahtaat tilat tulee huomioida myös aineiston prosessoinnissa. Tämä onnistuu muuttamalla prosessointi asetuksista “bounding box” kokoa pienemmäksi. “Bounding box” kattaa oletuksena ihmisen kokoisen alueen (kuva 10). Tämän sisällä olevat pisteet eivät tule mukaan pistepilveen, mutta ne säilyvät ohjelmiston muistissa.

GeoSLAM-mittaukset

Kuva 10. Oletus “bounding box” sisältää ihmisen kokoisen alueen. 

Tämän sisällä olevat pisteet jätetään pois pistepilvestä,
joten ahtaissa tiloissa täytyy pienentää “bounding box” kokoa.

Jos kohdetta ei saa kokonaan mitattua 20-30 minuutin aikana, jaa mittaus osiin

Mikäli ympäristön mittaaminen yhdellä GeoSLAM-mittauskierroksella ylittää 20-30 minuutin rajan, on suositeltavaa jakaa mittaus pienempiin osiin. Yhden 20-30 minuutin mittauskierroksen aikana voidaan mitata kävelynopeudella edetessä noin kahden kilometrin matka. Mittauksen osiin jakamisen tulee huomioida jo suunnitteluvaiheessa. Silloin tulee miettiä kuinka moneen erilliseen mittaukseen mittaus täytyy jakaa ja minne sijoitetaan erillisten mittausten välinen päällekkäisyysalue. Tällä päällekkäisyysalueella pitää olla mahdollisimman monta toisistaan tunnistettavaa piirrettä. Mittauksia suunnitellessa täytyy huomioida, että erillisten mittausten päällekkäisyysalueen tulee olla 30 % koko mittausalueesta. Päällekkäisyysalueen avulla voidaan jälkikäsittelyssä yhdistää erilliset mittaukset yhdeksi pistepilveksi esimerkiksi merge-työkalulla GeoSLAM Hub-ohjelmistossa.

Käytännössä on suositeltavaa aloittaa kaikki mittaukset samasta paikasta. Valitse aloituspaikka läheltä alueen keskikohtaa esimerkiksi monikerroksisessa rakennuksessa kannattaa aloittaa mittaus keskimmäisestä kerroksesta ja edetä sieltä eri mittauksina alas ja ylös (kuva 11). Lisäksi kannattaa sammuttaa laite jokaisen erillisen mittauskierroksen välissä. Laitteen sammuttaminen nollaa laitteen pistepilven pisteille antaman aikaleiman, jolloin niihin ei voi syntyä virhettä ja prosessointi on helpompaa.

GeoSLAM-mittaukset eri kerroksissa

Kuva 11. Neljä kerroksisen rakennuksen mittauksen voi jakaa neljään mittaukseen. Kerrosten mittaukset ovat merkitty väreillä: kellari turkoosilla, ensimmäinen kerros oranssilla, toinen kerros violetilla ja ullakko vihreällä. Kerroksien 1, 2 ja ullakko mittaukset aloitettiin samasta paikasta 2. kerroksesta ja kellarin mittaus aloitettiin 1. kerroksesta.

Käy nämä kysymykset läpi aina ennen mittausta

SLAM-laserkeilaimilla mittaaminen on helppoa, kun mittauksen suunnittelee ennakkoon ja pohtii vastaukset seuraaviin kysymyksiin.

  1. Onko mahdollista sulkea mittauskierros?
  2. Riittääkö kohteen mittaamiseen yksi maksimissaan 20-30 minuutin mittaus?
  3. Kuinka monella mittauksella alue saadaan kartoitettua ja missä on mittausten välinen päällekkäisyysalue?
  4. Ovatko piirteet koko mittauksen aikana alle 10 metrin (ZEB-REVO (RT) tai ZEB Go) tai alle 40 metrin (ZEB HORIZON) etäisyydellä laitteesta?
  5. Onko kohteessa kiiltäviä tai liikkuvia piirteitä?
  6. Voiko kohteen muoto aiheuttaa haasteita?

Hyvän suunnitelman kanssa voit huoletta mitata käsikeilaimilla. Muista kuitenkin aina ennen mittausta avata kaikki ovet, jotta suunniteltu mittauskierros on mahdollinen. Varmista mittauksen aikana mahdollisimman tarkka pistepilvi luomalla suljetun mittauskierroksen sisälle pienempiä silmukoita. Muista myös vaihtoehto kierrosten tekemiseen kerrosten välillä. Vältä suoraan kävelemistä, mutta pakon edessä voit kulkea alle 15 m (ZEB-REVO RT tai ZEB Go) tai alle 100 m (ZEB HORIZON) matkan suoraan. Varmista laitteen näkyvyys piirteisiin osoittamalla keilaimella niiden suuntaan ja pysymällä piirteiden läheisyydessä. On myös hyvä tunnistaa kohteet, jotka ovat SLAM-laserkeilaimelle haastavia kuten avoimet tilat, kapeat käytävät, korkeat julkisivut, liikkuvat kohteet ja kiiltävät pinnat. Tee aina koemittaus, jos et ole varma kuinka laite suoriutuu kohteesta. Koemittauksen jälkeen lisää piirteitä tarpeen mukaan, valitse sopivampi mittausalusta liian ahtaisiin tiloihin, vältä liikettä ja peitä kiiltävät piirteet. Näillä ohjeilla onnistut käsikeilaimilla tehtävistä mittauksista. Luo siis hyvä suunnitelma, tee koemittaus ja toteuta varsinainen mittaus tarkasti suunnitelman ja paikalla tehtyjen havaintojen pohjalta.

Mobiilikartoitus

Trimble MX9 -mobiilikartoitusjärjestelmä tutuksi – Osa 3: Trimble MX9-järjestelmän operointi

Posted on by sakari.maenpaa@geotrim.fi

Kirjoittaja: Sakari Mäenpää

Tässä blogisarjassa tutustutaan Trimblen MX9-mobiilikartoitusjärjestelmään, sen ominaisuuksiin, operointiin ja käyttösovelluksiin. Sarjan kolmannessa osassa käsitellään tiedonkeruuta eli järjestelmän operointia TMI-ohjelmistolla.

Mobiilikartoituksen työnkulku tiedonkeruusta valmiiksi lopputuotteiksi on suoraviivainen prosessi, jossa hyödynnetään useita eri sovelluksia (Kuva 1). Tiedonkeruun jälkeen ajoneuvon liikerata prosessoidaan POSPac -ohjelmistossa hyödyntämällä jälkilaskentaa ja Trimnet-tukiasemadataa. Tämän jälkeen tuotetaan värjätty ja georeferoitu pistepilvi Trimble Business Centerissä. Tarpeista riippuen pistepilven jatkojalostamiseen ja varsinaisten lopputuotteiden tekemiseen on useita vaihtoehtoisia sovelluksia, joista yleisimpiä TBC:n lisäksi ovat Terrasolidin ja Trimble MX -ohjelmistot.

Kuva 1. Mobiilikartoituksen työnkulussa hyödynnetään useita eri ohjelmistoja.

Edellistä sukupolvea edustavan MX8 -järjestelmän operointi edellytti usean tietokoneen, ohjelman ja näytön järjestelmää, joka täytti ison osan auton tavaratilasta (Kuva 2). Trimble MX9 -järjestelmässä käytetään TMI (Trimble Mobile Imaging) -ohjelmistoa, joka on tuttu kuvapohjaisesta MX7-järjestelmästä ja on käytössä myös juuri esitellyssä MX50-järjestelmässä. Yhtenäinen käyttöliittymä suoraviivaistaa ja yksinkertaistaa eri järjestelmien käyttöä. Kun osaat yhden Trimblen mobiilikartoitusjärjestelmän käytön, on helppo siirtyä käyttämään toista järjestelmää, koska käyttölogiikka on kaikissa samanlainen. Nykyaikaisen mobiilikartoitusjärjestelmän operointi sujuu mittausalan ammattilaiselta lyhyen perehdytyksen jälkeen.

Kuva 2. Edellisen sukupolven MX8 vaati ison tietokonejärjestelmän (vasemmalla), mutta MX9:n operointiin riittää tabletti.

TMI on nykysuuntauksen mukaisesti selainpohjainen (Kuva 3), joten mitään ohjelmia ei tarvitse asentaa tietokoneelle, vaan sovellus on asennettu MX9:n kontrolliyksikköön. Käyttöliittymänä kontrolliyksikköön ja TMI-ohjelmistoon voidaan käyttää mitä tahansa selaimella varustettua päätelaitetta, joka tyypillisesti on kannettava tietokone tai tabletti. Hätätapauksessa myös älypuhelimella on mahdollista operoida järjestelmää, mutta tässä tapauksessa näytön koko asettaa omat haasteet käytettävyydelle. Vaikka MX9-järjestelmän operointi on helppoa, turvallinen käyttö vaatii kaksi henkilöä: kuljettaja keskittyy auton ajamiseen ja operaattori järjestelmän operointiin.

Kuva 3. TMI on helppokäyttöinen selainpohjainen sovellus MX9:n operointiin.

Käytettävä päätelaite liitetään kontrolliyksikköön joko wifi-yhteydellä tai ethernet-kaapelilla. Kontrolliyksikkö muodostaa kaksi wifi-verkkoa, joista toista käytetään päätelaiteyhteyteen ja toisen avulla kontrolliyksikkö voi muodostaa internetyhteyden hotspotin kautta. Internetyhteyttä tarvitaan esimerkiksi online-taustakarttojen käyttämiseen TMI:ssä.

Ennen varsinaisen mittaustehtävän aloittamista syötetään ajoneuvon perustiedot ja luodaan tarvittaessa tiedonkeruuta varten parametrit. Nämä ovat usein kertaluonteisia työvaiheita samaa ajoneuvoa käytettäessä ja samantyyppisissä projekteissa. Asennuksen yhteydessä on mitattu järjestelmän korkeus sekä mahdollisten lisälaitteiden (GAMS, DMI) asema järjestelmän 3D-koordinaatistossa. Nämä tiedot syötetään ohjelmistoon luomalla ajoneuvoprofiili, joka valitaan tiedonkeruun alussa. Tiedonkeruussa on mahdollista käyttää ennalta luotuja vakioprofiileja tai luoda omat mittausasetukset kameroille ja laserkeilaimille (Kuva 4).

Kuva 4. Asetuksissa voidaan määrittää kameroiden kuvanottoväli ja laserkeilaimien mittausasetukset.

Kun asetukset on syötetty, luodaan mittaussessio antamalla sille nimi ja valitsemalla ajoneuvoprofiili ja käytettävät mittausasetukset. Mittaussession alussa paikannusjärjestelmä ei ole alustettu (Kuva 5) ja tämä edellyttää tyypillisesti muutaman minuutin ajoa hyvässä GNSS-ympäristössä. Ajoon sisällytetään ajomanöövereitä, kuten voimakkaampia kiihdytyksiä, jarrutuksia sekä käännöksiä, jotka nopeuttavat alustuksen saamista. Paikannustiedon tallennus käynnistyy automaattisesti mittaussession luonnin yhteydessä, kunhan riittävä määrä satelliitteja on mukana ratkaisussa.

Kuva 5. Mittaussession alussa GNSS/IMU-järjestelmä ei ole alustettu, mikä ilmenee punaisena navigointikuvakkeena sivupalkissa oikealla.

Kun järjestelmä on alustettu, muuttuu navigointikuvake vihreäksi ja sitä painamalla saa tarkempaa tietoa paikannuksen tilasta (Kuva 6). Navigointikuvake pysyy vihreänä, kunhan kaikki neljä indikaattoria ovat vihreällä alueella. Järjestelmä on nyt valmis sensoritiedon tallennukseen.

Kuva 6. Navigointikuvake on vihreä ja järjestelmä on valmis tiedon tallennukseen. Oikean alakulman tallennuspainikkeella käynnistyy sensoridatan tallennus.

Kun järjestelmä on alustettu ja valmis tiedonkeruuseen, operaattori käynnistää ja lopettaa sensoridatan tallennuksen painamalla oikean alakulman tallennuspainiketta (Kuva 7). Sijaintitiedon tallennus jatkuu automaattisesti niin kauan kuin järjestelmä on käynnissä eikä operaattori pysty siihen vaikuttamaan. Tallennus kannattaa jakaa loogisiin osiin eli runeihin (run) esimerkiksi kaduittain tai alueittain, mikä helpottaa datan jatkokäsittelyä. TMI-ohjelmiston karttaikkunassa kulku-ura näkyy paksulla viivalla, jos sensoridatan tallennus on ollut käytössä.

Tiedonkeruun aikana operaattori voi tarkkailla paikannustiedon lisäksi sensoridataa eli kameroiden kuvia tai laserkeilaimien profiileja ja varmistaa onnistuneen tiedonkeruun ja kuvien oikean valotuksen. Navigointikuvake voi hetkellisesti muuttua vihreästä oranssiksi, mutta tämä ei aiheuta toimenpiteitä tiedonkeruussa. Jos järjestelmää operoidaan huonossa GNSS-ympäristössä, esimerkiksi suurempien kaupunkien keskustojen katukuiluissa tai puuston varjostamilla alueilla, kannattaa tiedonkeruun aikana käydä säännöllisesti hyvässä GNSS-ympäristössä hakemassa hyvä GNSS-ratkaisu.

Tiedonkeruun aikana operaattorilla on mahdollista syöttää kommentteja, jotka tallentuvat aikaleimattuna mittaustietokantaan. Esimerkiksi tiedonkeruun aikana olosuhteissa tapahtuneet muutokset tai muut huomionarvoiset tapahtumat voidaan näin tallentaa tiedoksi aineiston käsittelijälle. Session aikana, tallennusjaksojen välissä, on myös mahdollista muuttaa mittausasetuksia, joten samaan sessioon on mahdollista tallentaa eri parametreilla kerättyä tietoa. Järjestelmän alustusta ei näin tarvitse tehdä uudestaan.

Kuva 7. Sensoridatan tallennus on päällä, joten oikean alakulman tallennuspainike on punainen ja karttaikkunassa ajorata piirretään paksulla viivalla. Operoinnin aikana operaattori voi tarkastella sensoreiden tuottamaa raakadataa.

Kun tiedonkeruu on valmis, lopetetaan mittaussessio ja ajetaan järjestelmä hallitusti alas ennen virran sammuttamista. Kaikki tieto mittaussession aikana on tallentunut kontrolliyksikön (Kuva 8) kahdelle irrotettavalle SSD-levylle. Jos järjestelmään kuuluu varalevyt, voidaan nämä vaihtaa tilalle ja jatkaa tiedonkeruuta keskeytyksettä ja aloittaa datan käsittely.

Kuva 8. Mittausaineisto tallentuu kontrolliyksikön kahdelle SSD-levylle (5). Levyt voidaan irrottaa ja vaihtaa uusiin, jolloin aineiston käsittely voidaan aloittaa ja jatkaa tiedonkeruuta.

Blogisarjan seuraavassa osassa käsitellään kulku-uran laskentaa ja pistepilviaineiston tuottamista.

GeoSLAM

GeoSLAM-pistepilvestä koordinaatistoon

Posted on by Aino Keitaanniemi

Kirjoittaja: Aino Keitaanniemi

Sisätiloissa ja maan alla, jossa satelliittipaikannus on vaikeaa, voidaan kerätä pistepilviä GeoSLAM-laitteistoilla. Nämä mobiililaserkeilaimet hyödyntävät paikantamiseensa SLAM-algoritmia, joten ne toimivat myös paikoissa, joissa satelliittipaikannuksessa on puutteita. Tästä johtuen GeoSLAM-laitteilla luodut pistepilvet ovat automaattisesti täysin satunnaisessa koordinaatistossa mittauksen aloituspaikkaan nähden. Useissa käyttötarkoituksissa on kuitenkin tärkeää saada pistepilvi todelliseen koordinaatistoon. Tämä voidaan toteuttaa lisäämällä aineiston keruuseen tähyspisteitä monilla eri tavoilla.

Tähykset voivat olla tyypiltään pallotähyksiä, shakkiruututähyksiä tai tunnettuja pisteitä (esimerkiksi naula), jos hyödynnät keilaimeen kiinnitettäviä referenssitasoja. Referenssitason avulla voidaan GeoSLAM-laite kohdistaa tähyksen tai koordinaateiltaan tunnetun pisteen kohdalle. Pallotähyksiä ja referenssitasoa voidaan käyttää kaikilla GeoSLAM-laitteilla. Ainoastaan shakkiruututähykset poikkeavat tästä. Niitä voidaan käyttää vain ZEB Horizon -keilaimen kanssa, koska laite kerää myös intensiteettitiedon (kuva 1). Tämä mahdollistaa shakkiruututähysten tunnistamisen pistepilviaineistosta.

Kuva 1 Kaikkia GeoSLAM-laitteita voidaan georeferoida pallotähysten ja referenssitason avulla, mutta GeoSLAM ZEB Horizonin kanssa toimii myös shakkiruututähykset.

Tähysten tyypistä huolimatta georeferoinnissa eli globaaliin koordinaatistoon sitomisessa hyödynnetään samoja periaatteita. Tähyspisteet ovat pisteitä, joiden globaalit koordinaatit tunnetaan. Tämä tieto voidaan kerätä esim. GNSS-vastaanottimella tai takymetrilla. Jotta tähyspisteillä voidaan georeferoida pistepilvi mahdollisimman tarkasti, tulee tähyspisteitä asentaa kohteeseen vähintään kolme mahdollisimman kattavasti. Paras georeferointitulos saadaan, kun koordinaattipisteet ovat mahdollisimman isolla pistepilven alueella. Useammilla tähyspisteillä voidaan ensin sitoa pistepilvi globaaliin koordinaatistoon. Tämän jälkeen pisteitä, joita ei käytetty georeferoinnissa, voidaan käyttää tarkastellaksemme georeferoinnin tarkkuutta. On siis aina hyvä kerätä mahdollisimman monta georeferointipistettä.

Georeferointi mittauksen aikana

Georeferoidessa GeoSLAM-laitteella kerättyä pistepilveä, tulee georeferoiminen  huomioida jo mittauksen aikana. Ennen mittausta täytyy kohteeseen asentaa tähyspisteet ja mitata niiden globaalit koordinaatit. Esimerkiksi pihapiirissä (kuva 2) tähyksiä asennettiin yhteensä viisi ja ne mitattiin GNSS-vastaanottimella. Tämän jälkeen toteutetaan GeoSLAM laitteella mittaus. Mittauksen aikana varmistetaan tähysten kattava näkyvyys pistepilvessä. Tämä onnistuu osoittamalla laitetta kohti tähystä ja esim. pallotähysten kohdalla kiertämällä tähyksen ympäri. Muilta osin GeoSLAM mittaus voidaan tehdä normaalisti.

Kuva 2. Tähyspisteitä tarvitaan vähintään kolme ja ne tulee sijoitella mittausalueelle mahdollisimman kattavasti.

Referenssitason kanssa mitatessa toimintatapa eroaa hieman. Tällöin GeoSLAM laite lasketaan tähyksen kohdalle noin 10 sekunniksi. Tämän seurauksena laite luo automaattisesti pisteen tähyksen kohdalle. Tähän automaattiseen pisteeseen voidaan yhdistää erikseen mitattu globaali koordinaatti GeoSLAM Hub -ohjelmistossa. Referenssitasoa käyttäessä täytyy huomioida, että taso on laitekohtainen. Tällä tarkoitetaan sitä, että ZEB Revo/Go käyttää eri referenssitasoa kuin ZEB Horizon (kuva 3). Laitekohtainen referenssitason ja laserkeilaimen keskipisteen välinen sijaintiero määrittyy ohjelmistossa automaattisesti tunnistamansa laitteen pistepilven mukaan. Mikäli käytössä olisi laitteelle väärä referenssitaso, olisi georeferoinnin tuloksessa automaattisesti virhe tämän sijaintieron vuoksi. Lisäksi tähysten sijoittelu täytyy huomioida laitteittain. ZEB Revo/Go -laitteilla referenssitasolla mitattavien tähysten tulee olla vaakapinnoilla.

Kuva 3. ZEB Revo RT ja ZEB Horizon käyttävät eri referenssitasoa. Älä siis käytä tasoja ristiin.

Tähyspisteiden tyyppien edut

Koska georeferointitapoja on monia, kannattaa valita menetelmä kohteen ja siitä tuotetun aineiston käyttötarkoituksen mukaan. Mikäli aineisto halutaan georeferoida, mutta pistepilvessä ei saisi näkyä tähyksiä, paras vaihtoehto on käyttää referenssitasoa. Referenssitasolla voidaan merkitä aineistoon pienetkin tähykset esimerkiksi naulan kannat. Toisaalta pallotähyksiä voidaan myös käyttää georeferoinnissa ja poistaa ne sen jälkeen pistepilvestä. Pistepilvestä tähyksen poistamisen suhteen shakkiruututähykset ovat vaikeimpia, koska ne tulee asettaa tasopinnoille ja sen seurauksena tähyksen poistaminen poistaa sen kohdalta myös kaikki pistehavainnot.

Mittaamisen aikana pallotähysten etu on se, että tähys on kaikista suunnista katsottuna samanlainen. Tästä syytä kattavan aineiston saaminen pallotähyksestä on suhteellisen helppoa. Jotta pallotähys voidaan tunnistaa, riittää että pallosta on suurin osa havaittu keilauksen aikana. Kun tähän verrataan shakkiruututähystä, vaatii sen mittaaminen enemmän keskittymistä aineistoa luodessa.  Keilauksen aikana on mahdollista jättää shakkiruututähyksiä havainnoitta, koska ne ohitettiin liian nopeasti tai ne jäivät osittain laitteen pimeän kulman taakse. Kohdista siis laite suoraan tähystä kohden, jotta varmistat havainnot ja tähyksen tunnistamisen.

Hyvin mitatusta pistepilvestä voidaan useissa kolmannen osapuolen ohjelmistoissa (Kuten Trimble RealWorks) tunnistaa automaattisesti sekä pallo- että shakkiruututähyksiä. Automaattisen tunnistamisen jälkeen kannattaa tarkistaa tunnistetut tähykset, jotta mahdolliset virhetunnistamiset huomataan. Tämän jälkeen tähyspistehavaintoihin voidaan yhdistää georeferoinnin koordinaatit ja siirtää pistepilvi haluttuun koordinaatistoon.

Referenssitason kanssa georeferoidessa voidaan käyttää tähyksinä luonnollisia piirteitä kuten tasojen kulmia sisällä ja tiemaalauksia ulkona. Tämä on mahdollista, koska mittauksen aikana käyttäjä kohdistaa referenssitason ristikon tähyksen keskipisteeseen ja laite luo automaattisesti kyseiselle kohdalle tähyspisteen pistepilveen. Näihin automaattisesti luotuihin tähyspisteisiin voidaan yhdistää globaalit koordinaatit suoraan GeoSLAM Hub-ohjelmistossa pistepilven prosessoinnin aikana. Eli georeferointi onnistuu referenssitason kanssa yhdessä ohjelmistossa. Näistä syistä referenssitasolla voidaan säästää aikaa georeferoinnissa, koska tähyksiä ei välttämättä tarvitse asentaa kohteeseen kuten pallo- tai shakkiruututähyksiä ja prosessointi voidaan toteuttaa kokonaan yhdessä ohjelmistossa. Lisäksi referenssitaso antaa joustavuutta luonnollisten tähysten ja kontrollipisteiden koordinaattien mittaamiselle, koska niiden koordinaatit voidaan mitata joko ennen SLAM-mittausta tai sen jälkeen.

Joissakin tilanteissa georeferointimenetelmien yhdistämisestä saadaan etuja. Ulkona voidaan esimerkiksi yhdistää shakkiruututähykset ja referenssitaso. Kuvassa 4 on yhdistetty GeoSLAM Horizon referenssitason ja Aeropoints-tähyksien kanssa. Tässä yhdistyvät laitteiden parhaat puolet. Aeropoints-tähykset keräävät itsessään tiedon omasta globaalista koordinaatistaan, joten näitä tähyksiä käyttäessä ei tarvitse erikseen mitata tähysten sijainteja esimerkiksi GNSS-vastaanottimella. Referenssitasolla havaittu Aeropoints-tähys luo tähyksen kohdalle automaattisen tähyspisteen pistepilveen, joten Aeropoints tähyksen keräämä sijaintitieto on helposti yhdistettävissä automaattiseen GeoSLAM-tähyspisteeseen.

Kuva 3. ZEB Horizon Aeropoints-tähyksen päälle asetettuna.

GeoSLAM-laitteiden georeferoinnissa hyödynnetään samoja periaatteita kuin muidenkin pistepilvien kanssa. Koordinaattipisteitä tulee olla vähintään kolme ja niiden tulee sijoittua mahdollisimman laajasti pistepilven alueella. Lisäksi on aina hyvä kerätä enemmän kuin minimivaatimus  tähyshavaintoja. Ylimääräisillä havainnoilla voi tarkastella georeferoinnin tarkkuutta. Globaalit koordinaattipisteet voidaan merkitä erilaisilla tähyksillä tai ne voidaan mitata GeoSLAM-pistepilveen referenssitasolla. Kun pistepilvesi sisältää georeferointiin tarvittavat tähykset ja niille on erikseen mitattu koordinaatit, voidaan georeferointi toteuttaa missä tahansa pistepilviohjelmistossa. Valitse siis käyttötarkoituksesi ja käytössäsi olevan laitteen mukaan sille sopiva georeferointimenetelmä.

Kirjoittaja

Aino Keitaanniemi, DI

GeoSLAM ZEB-Horizon

GeoSLAM ZEB-HORIZON

Käsikeilain

GeoSLAM ZEB-Revo RT

GeoSLAM ZEB-REVO RT

Käsikeilain