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.

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.

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.

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.

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.

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 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,

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.