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Droni e campi professionali di applicazione

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Droni e campi professionali di applicazione

  1. 1. Droni e campi professionali di applicazione
  2. 2. Che cos’è un Drone ? UAV : Unmanned Aerial Vehicle APR : Aeromobile a Pilotaggio Remoto RPAS : Remotely Piloted Aircraft Systems L’origine è militare: negli anni ‘30 del secolo scorso la marina britannica aveva sviluppato un bersaglio telecomandato per esercitazioni di tiro derivato dal biplano DH 82 Tiger Moth(“falena tigrata”) e denominato DH 82B Queen Bee (“ape regina”). La marina americana si era basata sul Queen Bee per costruire un proprio modello che in omaggio all’originale aveva chiamato Drone (“fuco”), continuando così il tema entomologico.
  3. 3. Come funzionano? Il multirotore vola agendo esclusivamente sulla velocità di rotazione dei gruppi elica/motore, nessun’altra parte meccanica e’ in movimento. Eccezione: il ‘tricottero’ richiede un servo per il movimento del motore di coda. Nel multirotore esistono due tipi di eliche: Destrorse (pusher o CW Clock Wise) Sinistrorse (standard o CCW Counter Clock Wise)
  4. 4. Le forze in gioco Ogni accoppiata motore-elica produce due componenti di forza utili a governare il multirotore: SPINTA e MOMENTO TORCENTE (coppia) Regolando queste due forze si può spostare il multi in qualsiasi direzione nello spazio Per mantenersi in equilibrio sull'asse Z (YAW o IMBARDATA) il momento torcente dei motori 1-3 deve essere uguale e contrario a quello sviluppato dai motori 2-4. Per l’equilibrio degli assi X e Y la somma delle spinte sui motori 1-3 (ROLL o rollio) e 2-4 (PITCH o beccheggio) deve essere uguale. Per il movimento si mantiene un angolo di ROLL o PITCH diverso da 0. Nell' esempio, controllando la velocità dei motori 1-3 (aumentando 3 e diminuendo 1) il momento rimane costante ma cambia l'inclinazione facendo ruotare il quad sull’asse x. Yaw Per la rotazione sull’asse z si modificano le velocità delle due coppie in modo che la differenza di momento torcente faccia ruotare il quad. La somma delle forze però deve rimanere costante quindi si agisce aumentando la velocità di una coppia e diminuendo l'altra X Y Z
  5. 5. Configurazioni Di norma le configurazioni degli APR a multirotori vanno da 3 a 8 motori, le varie configurazioni, hanno rispettivamente pregi e difetti che le caratterizzano, ad esempio nelle configurazioni di numero pari troviamo le varianti “I” e “X”, rispettivamente la “I” rimane più agile nei movimenti avendo gli assi Y X allineati a quelli dei motori ma meno stabile e più soggetta a vibrazioni dato che è solo un motore a stabilizzare quell’asse, la configurazione a X rimane stabile ma un pò più lenta nei movimenti, quindi la nostra scelta andrà molto in base alluso che ne faremo e se abbiamo un quad, esa o octo. Un’altra configurazione è quella coassiale, Y6, X8 sono configurazioni dove due motori vengono sovrapposti, questo non và a favore del payload, dato che la forza viene persa in parte in turbolenze, ma questa configurazione favorisce stabilità e sicurezza di volo.
  6. 6. APR Multirotori ma non solo Aereomobile non è solo il multirotore, ma tutto ciò che viene usato per scopo lavorativo e sorvola la superficie terrestre. Lavorativamente parlando il mezzo che più si alterna nei ruoli con il multirotore è il l’ala fissa, questo veicolo utilizza un solo motore e ha una larghezza alare che và dai 60cm ai 3mt, il principio è lo stesso, ha un motore brushless ,un esc al suo interno,il fatto che ha un solo motore e la sua superficie lo portano a un’autonomia di volo anche di 60min, questo ci permette di lavorare ove possibile su grandi superfici con un grande risparmio sui tempi.
  7. 7. Normativa Enac Quali sono i criteri con cui Enac distingue aereomodelli e aereomobili? Tipo di veicolo? Peso? Area geografica di volo? No! Aereomodello Aereomobile
  8. 8. Quindi in area non critica… Aereomodello Aeremobile Ma passiamo oltre...
  9. 9. Principali Strumenti ● Fotocamere ● Termocamere ● Camere Multispettrali / Iperspettrali / Spettrografi ● Lidar
  10. 10. Fotocamere
  11. 11. Gimbal Usufruendo di giroscopi e accelerometri, permette dei movimenti fluidi sui 3 principali assi X,Y,Z, e l’assorbimento di movimenti e vibrazioni esterne.
  12. 12. Termocamere radiometriche La termocamera (anche detta telecamera termografica) è una particolare telecamera, sensibile alla radiazione infrarossa, capace di ottenere immagini o riprese termografiche.
  13. 13. Camere Multi, iper spettrali Un sensore multispettrale è uno strumento in grado di registrare la quantità di energia riflessa di oggetti della superficie terrestre nelle diverse lunghezze d'onda dello spettro elettromagnetico (generalmente visibile e infrarosso). Il sensore multispettrale restituisce quindi un'immagine multibanda e consente, attraverso l'analisi della risposta spettrale nelle diverse bande acquisite, di estrarre informazione territoriale e produrre accurate mappe tematiche con l'utilizzo dei classificatori.
  14. 14. Principio riflettanza Il colore è una caratteristica psicofisica soggettiva, cioè esiste solo negli occhi e nel cervello dell'osservatore umano; non essendo una caratteristica propria di un oggetto, si è sentita la necessità di trovare una o più grandezze che potessero renderlo misurabile in modo standardizzato, per poterlo classificare e riprodurre. Utilizzando tecniche per l'analisi colorimetrica è addirittura possibile arrivare ad una prima analisi chimica del materiale superficiale che si sta analizzando, a tale scopo ricordiamo le analisi di risposta spettrale (multispettrale e iperspettrale) analizzano lo spettro di riflettanza di una superficie, tali misure restituiscono come risposta molti più dati di quelli strettamente necessari all'analisi colorimetrica della superficie. Analizzando tali dati con metodi particolari e confrontandoli a quelli opportunamente misurati dai campioni di materiale pigmento puro è possibile avere molte informazioni sull'oggetto studiato.
  15. 15. LiDAR Light Detection and Ranging E’ una tecnica di telerilevamento che permette di determinare la distanza di un oggetto o di una superficie utilizzando un impulso laser. Come per il radar, che al posto della luce utilizza onde radio, la distanza dell'oggetto è determinata misurando il tempo trascorso fra l'emissione dell'impulso e la ricezione del segnale retrodiffuso, questo permette di generare una nuvola di punti densa ad alta precisione per una rappresentazione 3D deelle superfici circostanti.
  16. 16. Principali campi di utilizzo
  17. 17. Video riprese e fotografia L’ambito più diffuso di utilizzo per hobbisti e professionisti, in questo caso il nostro gimbal dovrà avere necessariamente una piastra che evita il passaggio di microvibrazioni e possibilimente uno shotter remoto per scattare da remoto le nostre foto.
  18. 18. Rilievo strutturale / funzionale
  19. 19. Rilievo fotovoltaico, termico / spettrale Un solo fine, identificare le problematiche che possono portare a una perdita di resa dell’impianto e a un veloce degradamento dello stesso.
  20. 20. Agricoltura di precisione L’ agricoltura di precisione consente di gestire le operazioni colturali con approccio differenziato per dose, epoca e luogo. La coltura e' principalmente influenzata da fattori statici e dinamici, e da un’ambiente eterogeneo. Con l’aiuto della Precision Farming possiamo agire con due tipi di approccio, quello della gestione agronomica mirata attraverso tecnologia VRT e quello della raccolta selettiva. I risultati portano ad un risparmio di pesticidi, disserbo, dunque ad un minor impatto ambientale e un miglioramento della qualità del prodotto. Si utilizzano camere termiche e spettrali.
  21. 21. Aerofotogrammetria e rilievo LiDAR L' Aereofotogrammetria permette di creare una vista 3D della superficie terrestre con un indice di esattezza altissimo; attraverso l'elaborazione di una serie di foto realizzate con ottica calibrata, impostandone l'altitudine possiamo arrivare a conoscere ad esempio i volumi di roccia in una cava o a calcolare le vie di sfogo di fiumi e torrenti così da prevenire esondazioni. Le stesse tecniche possono essere utilizzate anche in edilizia o archeologia.
  22. 22. Campi di applicazione ● Edilizia ● Beni culturali ● Dissesto idrogeologico
  23. 23. Monitoraggio cave e discariche Il monitoragio di cave e discariche permette la corretta stima dei volumi da rispettare, temperature ed una esatta progettualità futura.
  24. 24. Sicurezza UTILI a 360°, vengono utilizzati per operazioni specializzate di Polizia, Vigili del Fuoco, Metronotte, per il monitoraggio di aree critiche e/o prima di un intervento tenico ritenuto critico. In Germania vengono utilizzati anche nelle grandi stazioni ferroviarie per evitare i graffiti sui treni.
  25. 25. Soccorso Ancora molto sperimentale: i droni si stanno facendo posto anche nella gestione del primo soccorso, portando defibrillatori, salvagenti in mare, medicinali di primo soccorso, e coadiuvando la ricerca dei dispersi in montagna.
  26. 26. Trasporto Seppur possibile il trasporto di qualsivoglia oggetto (dimensioni permettendo) su un drone, sembra assai improbabile che arriveranno mai a sorvolare le nostre teste con pacchi o un bel piatto di spaghetti!!
  27. 27. Grazie! antonio@apritalia.com afeliziani desartstudio antoniofeliziani 3476279689

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