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Asa fixa ou multirotor: qual o drone que deve escolher para levantamento aéreo?

22/out./2021 12:07

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Asa fixa ou multirotor. A decisão de implementar drones em vez dos métodos tradicionais de recompilação de dados é um passo significativo, tornando-se numa ferramenta fundamental para a topografia.

Os levantamentos aéreos são a nova norma, com aplicações tão vastas como o hardware e as cargas úteis agora disponíveis no mercado. Em comparação com os métodos tradicionais, os drones aceleram a recompilação de dados, oferecem maior precisão e fazem isso de uma forma segura e rentável.

Se estiver a planificar um projecto de construção, a reconstruir a cena de um acidente ou a gerir florestas, terras de cultivo e outros recursos naturais, a sua equipa pode utilizar os dados dos drones para construir mapas ortomosaicos detalhados, modelos 3D e nuvens de pontos.

 

Estes conjuntos de dados são a base de uma tomada de decisão mais inteligente e rápida. Mas existem alguns desafios antes de começar. A mais obvia é decidir qual é o drone adequado para a tarefa en questão. Normalmente, isso significa tomar uma decisão entre um avião de Asa fixa ou multirotor.

Neste artigo, vamos expor os prós e contras de ambas as opções para o ajudar a tomar uma decisão informada sobre o melhor tipo de drone para a sua aplicação topográfica.

Topografia com drones de asa fixa

Faixa de operação

Os drones de asa fixa são uma opção instintiva para os profissionais da topografia que historicamente têm contado com aviões tripulados ou imagens de satélite para recompilar dados. Normalmente, deve-se à escala da tarefa. Por exemplo, os profissionais do petróleo e gás e de agricultura podem optar por drones de asa fixa porque partilham características benéficas com as contrapartes tripuladas: alcance operacional, velocidade de voo e tempo de voo.

Como um avião normal, os drones de asa fixa geram sustentação com as suas asas. Isto significa que, ao contrário de um drone multirotor, eles não gastam grandes quantidades de energia apenas para permanecer no ar, e como resultado, voam com mais eficiência.

Isto torna os drones de asa fixa uma escolha popular para tarefas que exigem cobertura em áreas extensas, como inspecções de oleodutos ou estudos agrícolas.

Estabilidade em ventos fortes

Também existem benefícios situacionais que vêm com o uso de um drone de asa fixa. Para começar, os modelos de asa fixa tendem a ser mais aerodinâmicos do que as alternativas multirotor, e como resultado podem suportar ventos mais fortes. Também são, por design, mais hábeis a pousar intactos no caso de uma perca de potência. Embora esta característica também tenha as suas desvantagens, como veremos de seguida.

Tempo de voo

O tempo de voo que os drones de asa fixa podem alcançar é possivelmente a sua maior vantagem; a maioria dos modelos podem permanecer no ar durante mais de uma hora com uma só bateria. Esta característica reduz o tempo de inactividade operativa e significa que muitas tarefas topográficas podem ser concluídas de uma vez.

Alto custo

No entanto, o tamanho tem as suas desvantagens. Os drones de asa fixa tendem a ser significativamente mais caros do que aviões multirotor. Também tendem a ser maiores, mais difíceis de transportar e requerem mais tempo para serem montados no local.

Menor capacidade de manobra

As características de design que dão aos aviões de asa fixa uma grande área de cobertura também podem ser a sua maior debilidade. Enquanto ganham em velocidade e distância, perdem em termos de capacidade de manobra absoluta.

Voo pausado

Os drones de asa fixa não podem flutuar no lugar, por exemplo, o que reduz a sua versatilidade. Fazer levantamentos em ambientes complexos ou confinados pode ser perigoso porque muitas vezes eles não têm as mesmas capacidades de adaptação e de detecção de obstáculos como os de vários rotores.

Decolagem e aterragem

A decolagem e aterragem são talvez os elementos mais complicados de qualquer missão topográfica de asa fixa. Estes momentos críticos requerem um maior nível de habilidade, treino e contribuições do piloto. Dependendo do tamanho do drone, o lançamento pode precisar de uma pista, algum tipo de catapulta ou lançamento manual. As aterragens também podem ser tensas, ou precisar de paraquedas, ou redes para uma “aterragem suave”.

Asa fixa ou multirotor. Prós e contras da topografia com um drone de asa fixa

Topografia com drones multirotor

Os drones multirotor são a ferramenta perfeita para recompilar informação rápidamente desde pontos estratégicos desafiantes.

Em comparação com os métodos topográficos tradicionais, capturam dados comparáveis em períodos de tempo mais curtos, com maior flexibilidade, requisitos de planificação reduzidos e menor risco para o pessoal.

 

Existem várias razões pelas quais os drones multirotor se tornaram numa ferramenta de topografia de referência em construção, agricultura etc.

Facilidade de uso e automatização

A primeira é a facilidade de uso. Graças aos avanços de software de planificação de missões e voos autónomos, podem ser configurados e executar tarefas de mapeamento complicadas com facilidade. Embora ainda necessitem de pilotos treinados, a sua função agora é mais supervisora ​​do que prática.

Este nível de automatização tem outro benefício: garante uma maior precisão e deixa menos margem para erros humanos. Os planos de voo de precisão podem executar e repetir tocando apenas num botão, que é exactamente o que cria mapas e modelos 3D ao longo do tempo.

 

Manobrabilidade e versatilidade

A segunda razão do crescimento dos multirotores topográficos é a sua capacidade de executar manobras. As plataformas como DJI Matrice podem ajustar facilmente a altitude, flutuar no lugar e girar no ar.

Isto torna os multirotores numa ferramenta de imagens aéreas versátil, independentemente da escala e complexidade da tarefa em questão. Também têm mais funções de segurança integradas, como o receptor ADS-B del DJI Matrice 300 e a tecnologia para evitar obstáculos.

Cargas úteis intercambiáveis para atender às suas necessidades

Em terceiro lugar, está a capacidade de trabalhar com cargas úteis intercambiáveis. O DJI Matrice 300 RTK mencionado anteriormente é compatível com imagens de alta especificação e cargas úteis térmicas, incluindo a série Zenmuse H20, Zenmuse XT S, Zenmuse XT2 e Zenmuse Z30, assim como cargas úteis de terceiros, como sensores multiespectrais quando se usa o SDK de carga útil da DJI.

Com um multirotor adaptável, pode construir a solução topográfica que necessita, quando precisar.

Portabilidade

O resultado final positivo que os drones multirotor oferecem aos profissionais da topografia é em termos de portabilidade. Os drones multirotor são fáceis de embalar e transportar, e inclusivamente mais fáceis de configurar e colocar a funcionar. O que poupa tempo no local e simplifica o processo de transporte do equipamento de um lugar para outro.

Duração de voo mais curta

A maior desvantagem de usar drones multirotor é bem conhecida: o tempo de voo. Nos levantamentos aéreos, os tempos de voo mais curtos significam menos dados capturados num só voo. Também significa que podem ocorrer interrupções no pousar e trocar de baterias.

Para operações urgentes, isto não é ideal. Mas na realidade, a interrupção é mínima. Ao sobreviver com o P4 RTK ou o M300 RTK, o recurso retomar operação lembra onde a missão parou e retoma automaticamente onde parou após a troca a quente de novas baterias.

Asa fixa ou multirotor. Prós e contras da topografia com um drone multirotor

O meio-termo: aviões VTOL híbridos

Reconhecendo que as opções de asa fixa e multirotor têm os seus inconvenientes para certas aplicações topográficas, alguns fabricantes desenvolveram drones híbridos que despegam e aterram como um quadricóptero normal mas voam como um avião de asa fixa: drones verticais de decolagem e aterragem (VTOL).

Em teoria, este tipo de solução oferece o melhor de ambos os mundos. Com velocidade, alcance e manobras de decolagem e aterragem simplificadas, os utilizadores podem mapear áreas grandes com facilidade. Dito isto, estas funções têm um preço superior e não estão necessariamente garantidas para muitas tarefas de mapeamento que, se podem realizar pelo menos com uma solução multirotor.

Asa fixa ou multirotor: Para que casos de uso de topografia e cartografia são ideais os multirotores?

Como regra geral, a escala da tarefa em questão é um factor determinante e importante, se deve realizar um levantamento com um drone multirotor ou de asa fixa.

• Os multirotores são uma solução adaptável e rentável para mapear e modelar locais de até 10 hectáres. Os projectos em construção, mineração, petróleo e gás, agricultura e outros podem beneficiar da velocidade, profundidade e precisão dos conhecimentos aéreos que se podem recompilar.
• Os modelos de asa fixa e híbridos podem ser mais adequados se a missão é de maior escala.
• Dito isto, se o custo é mais uma prioridade que o tempo de resposta da missão, os multirotores são uma opção viável inclusivamente para locais de grande escala.
• A escala da missão deve ser fundamental para a sua decisão por um drone topográfico, mas outro factor importante é a profundidade dos dados que deseja capturar.

Com isto em mente, existem algumas perguntas simples que deve responder antes de escolher. Primeiro, em que medida deseja que o mapa ou modelo seja o reflexo da realidade? por outras palavras, Qual é a distância de amostra do solo que deseja (a longitude entre os centros dos píxels consecutivos no seu mapa)?

As respostas a estas perguntas deveriam guiar a sua escolha em termos de qualidade da câmara, assim como a altitude (e velocidade) dos voos de recompilação de dados. Neste momento, vale a pena assinalar que nem todas as cargas úteis são iguais.

 

Soluções topográficas da DJI

Existem vérios drones multirotor para escolha se está à procura de um kit de ferramentas de topografia do seguinte nível.

Phantom 4 RTK

Uma solução de mapeamento profissional com um módulo RTK integrado para uma precisão centimétrica. Este é o drone de arranque sugerido para aspirantes a topógrafos de drones.

Matice 300 RTK

Uma solução de mapeamento empresarial construída sobre uma plataforma robusta e adaptável com cargas úteis intercambiáveis e 55 minutos de tempo de voo.

Opções de carga útil da DJI

Zenmuse L1: A primeira solução LiDAR da DJI para levantamentos aéreos

O Zenmuse L1 combina um módulo Livox LiDAR, uma IMU de alta precisão e uma câmara CMOS 1 ‘num gimbal estabilizado de 3 eixos.

Com uma precisão vertical de 5 cm e uma precisão horizontal de 10 cm, esta carga útil LiDAR admite 3 retornos, uma taxa de pontos de 240,000pts / s e uma faixa de detecção de 450 m, tudo protegido com classificação IP44.

Junto com o Matrice 300 RTK e DJI Terra, o DJI L1 forma uma solução completa para recompilar dados 3D em tempo real, capturando de forma eficiente os detalhes de estruturas complexas e entregando modelos reconstruidos de alta precisão.

Zenmuse P1: fotogrametria avançada

O Zenmuse P1 integra um sensor de 45 MP de fotograma completo com lentes de foco fixo intercambiáveis num gimbal estabilizado de 3 eixos. Sem GCP, esta carga útil conta com uma precisão vertical de 5 cm e uma precisão horizontal de 3 cm. Com o M300 RTK aproveitando o P1, os topógrafos podem cobrir 3 km2 num só voo.

Desenhado para missões de voo de fotogrametria, o DJI P1 leva a eficiência e a precisão a um nível completamente novo.

Zenmuse P1: fotogrametria avançada

Com base no PSDK aberto da DJI, os nossos parceiros do ecosistema desenvolveram uma ampla variedade de cargas úteis de terceiros que cumprem os requisitos específicos do projecto. Saiba mais sobre as cargas úteis de terceiros compatíveis com o M300 RTK.

Escolher o drone mais adequado para a sua tarefa topográfica

Os drones foram convertidos numa parte essencial do conjunto de ferramentas de um topógrafo. Os dados aéreos de alta precisão são mais acessíveis que nunca e existe uma grande quantidade de opções no mercado.

Em última instância, o drone adequado para si vai depender do orçamento, da escala da tarefa em questão e do nível de detalhe que deseja.

As opções multirotor oferecem um equilibrio entre portabilidade, facilidade de uso e alcance, o que as torna ideais para a maioria das aplicações de mapeamento e modelação. Também são cada vez melhores em termos de tempo de voo e integração de carga útil, sendo o DJI Matrice 300 RTK um exemplo disso.

Para obter mais informações sobre como os drones podem ajudar no seu negócio de topografia, consulte-nos.

Autor Malek Murison