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Ala fija o multirrotor: ¿Qué dron debería elegir para la topografía aérea?

22/oct./2021 12:07

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Ala fija o multirrotor. La decisión de implementar drones en lugar de los métodos tradicionales de recopilación de datos es un paso significativo, convirtiéndose en una herramienta fundamental para la topografía.

Los levantamientos aéreos son la nueva norma, con aplicaciones tan amplias como el hardware y las cargas útiles ahora disponibles en el mercado. En comparación con los métodos tradicionales, los drones aceleran la recopilación de datos, ofrecen mayor precisión y lo hacen de una manera segura y rentable.

Ya sea que esté planificando un proyecto de construcción, reconstruyendo la escena de un accidente o gestionando bosques, tierras de cultivo y otros recursos naturales, su equipo puede utilizar los datos de los drones para construir mapas ortomosaicos detallados, modelos 3D y nubes de puntos.

 

Estos conjuntos de datos son la base de una toma de decisiones más inteligente y rápida. Pero hay algunos desafíos para navegar antes de comenzar. La más obvia es decidir cuál es el dron adecuado para la tarea en cuestión. Normalmente, eso significa tomar una decisión entre un avión de Ala fija o multirrotor.

En este artículo, vamos a exponer los pros y los contras de ambas opciones para ayudarlo a tomar una decisión informada sobre el mejor tipo de dron para su aplicación topográfica.

Topografía con drones de ala fija

Rango de operación

Los drones de ala fija son una opción instintiva para los profesionales de la topografía que históricamente han confiado en aviones tripulados o imágenes satelitales para recopilar datos. Por lo general, esto se debe a la escala de la tarea en cuestión. Por ejemplo, los profesionales del petróleo y el gas y la agricultura pueden optar por drones de ala fija porque comparten características beneficiosas con sus contrapartes tripuladas: a saber, rango operativo, velocidad de vuelo y tiempo de vuelo.

Al igual que un avión normal, los drones de ala fija generan sustentación con sus alas. Esto significa que, a diferencia de un dron multirrotor, no gastan grandes cantidades de energía solo para permanecer en el aire y, como resultado, volar de manera más eficiente.

Esto hace que los drones de ala fija sean una opción popular para tareas que requieren cobertura en áreas extensas, como inspecciones de oleoductos o estudios agrícolas.

Estabilidad en vientos fuertes

También puede haber beneficios situacionales que vienen con el uso de un dron de ala fija. Para empezar, los modelos de ala fija tienden a ser más aerodinámicos que las alternativas multirrotor y, como resultado, pueden soportar vientos más fuertes. También son, por diseño, más hábiles para aterrizar intactos en caso de una pérdida de potencia. Aunque esta característica también tiene sus inconvenientes, como veremos pronto.

Tiempo de vuelo

El tiempo de vuelo que pueden alcanzar los drones de ala fija es posiblemente su mayor ventaja; la mayoría de los modelos pueden permanecer en el aire durante más de una hora con una sola batería. Esta característica reduce el tiempo de inactividad operativo y significa que muchas tareas topográficas se pueden completar en una sola toma.

Alto coste

Sin embargo, esa envergadura tiene sus inconvenientes. Los drones de ala fija tienden a ser significativamente más caros que los aviones multirrotor. También tienden a ser más grandes, más difíciles de transportar y requieren más tiempo de configuración una vez que está en el sitio.

Menor maniobrabilidad

Las características de diseño que otorgan a los aviones de ala fija una gran área de cobertura también pueden ser su mayor debilidad. Mientras gana en velocidad y distancia, pierde en términos de maniobrabilidad absoluta.

Vuelo pausado

Los drones de ala fija no pueden flotar en su lugar, por ejemplo, lo que reduce su versatilidad. Y realizar levantamientos en entornos complejos o confinados puede resultar peligroso porque no suelen tener la misma capacidad de adaptación y detección de obstáculos que sus homólogos multirrotor.

Tedioso despegue y aterrizaje

El despegue y el aterrizaje son quizás los elementos más complicados de cualquier misión topográfica de ala fija. Estos momentos críticos requieren un mayor nivel de habilidad, capacitación y aportes por parte del piloto. Dependiendo del tamaño del dron, el lanzamiento puede requerir una pista, algún tipo de catapulta o un lanzamiento manual. Los aterrizajes también pueden ser tensos, requiriendo paracaídas, redes o (con suerte) un “aterrizaje suave”.

Ala fija o multirrotor. Pros y contras de la topografía con un dron de ala fija

Topografía con drones multirrotor

Los drones multirrotor son la herramienta perfecta para recopilar información rápidamente desde puntos estratégicos desafiantes.

En comparación con los métodos topográficos tradicionales, capturan datos comparables en períodos de tiempo más cortos, con mayor flexibilidad, requisitos de planificación reducidos y menos riesgo para el personal.

 

Hay varias razones por las que los drones multirrotor se han convertido en una herramienta de topografía de referencia en la construcción, la agricultura y más.

Facilidad de uso y automatización

El primero es la facilidad de uso. Gracias a los avances en el software de planificación de misiones y vuelos autónomos, se pueden configurar y ejecutar tareas de mapeo complicadas con facilidad. Aunque todavía se requieren pilotos capacitados, su función ahora es más de supervisión que práctica.

Este nivel de automatización tiene otro beneficio: garantiza una mayor precisión y deja menos margen para errores humanos. Los planes de vuelo de precisión se pueden ejecutar y repetir con solo tocar un botón, que es exactamente lo que desea al crear mapas y modelos 3D a lo largo del tiempo.

 

Maniobrabilidad y versatilidad

La segunda razón del auge de los multirrotores topográficos es su maniobrabilidad. Las plataformas como DJI Matrice pueden ajustar fácilmente su altitud, flotar en su lugar y girar en el aire.

Esto convierte a los multirrotores en una herramienta de imágenes aéreas versátil, independientemente de la escala y complejidad de la tarea en cuestión. También tienden a tener más funciones de seguridad integradas, como el receptor ADS-B del DJI Matrice 300 y la tecnología para evitar obstáculos.

Cargas útiles intercambiables para satisfacer sus demandas

En tercer lugar, está la capacidad de trabajar con cargas útiles intercambiables. El DJI Matrice 300 RTK mencionado anteriormente es compatible con imágenes de alta especificación y cargas útiles térmicas, incluida la serie Zenmuse H20, Zenmuse XT S, Zenmuse XT2 y Zenmuse Z30, así como cargas útiles de terceros, como sensores multiespectrales cuando se usa el SDK de carga útil de DJI.

Con un multirrotor adaptable, puede construir la solución topográfica que necesita, cuando la necesita.

Portabilidad

El resultado final positivo de los drones multirrotor que ofrecen los profesionales de la topografía es en términos de portabilidad. Los drones multirrotor son fáciles de empacar y transportar, e incluso más fáciles de configurar y poner en funcionamiento. Todo lo cual le ahorra tiempo en el sitio y simplifica el proceso de llevar el equipo de un lugar a otro.

Duración de vuelo más corta

La mayor desventaja de usar drones multirrotor es bien conocida: el tiempo de vuelo. En los levantamientos aéreos, los tiempos de vuelo más cortos significan menos datos capturados en un solo vuelo. También significa que se producirán interrupciones mientras tengas que aterrizar y cambiar las baterías.

Para operaciones urgentes, esto no es ideal. Pero en realidad, la interrupción es mínima. Al sobrevivir con el P4 RTK o el M300 RTK, la función de reanudación de la operación recordará dónde detuvo su misión y automáticamente continuará donde lo dejó después de cambiar las baterías nuevas en caliente.

Ala fija o multirrotor. Pros y contras de la topografía con un dron multirrotor

El término medio: aviones VTOL híbridos

Reconociendo que las opciones de ala fija y multirotor tienen sus inconvenientes para ciertas aplicaciones topográficas, algunos fabricantes han desarrollado drones híbridos que despegan y aterrizan como un quadcopter normal pero vuelan como un avión de ala fija: drones verticales de despegue y aterrizaje (VTOL ).

En teoría, este tipo de solución ofrece lo mejor de ambos mundos. Con velocidad, alcance y maniobras de despegue y aterrizaje simplificadas, los usuarios pueden mapear áreas grandes con facilidad. Dicho esto, estas funciones tienen un precio superior y no están necesariamente garantizadas para muchas tareas de mapeo que, en cambio, se pueden realizar por menos con una solución multirrotor.

Ala fija o multirrotor ¿Para qué casos de uso de topografía y cartografía son ideales los multirrotores?

Como regla general, la escala de la tarea en cuestión es un factor determinante importante en si debe realizar un levantamiento con un dron multirrotor o de ala fija.

• Los multirrotores son una solución adaptable y rentable para mapear y modelar sitios de hasta alrededor de 10 hectáreas. Los proyectos en construcción, minería, petróleo y gas, agricultura y más pueden beneficiarse enormemente de la velocidad, profundidad y precisión de los conocimientos aéreos que se pueden recopilar.
• Los modelos de ala fija e híbridos pueden ser más adecuados si su misión es a mayor escala.
• Dicho esto, si el costo es más una prioridad que el tiempo de respuesta de la misión, los multirrotores son una opción viable incluso para sitios de gran escala.
• La escala de la misión debe ser fundamental para su pensamiento cuando se decida por un dron topográfico, pero otro factor importante es la profundidad de los datos que desea capturar.

Con eso en mente, hay algunas preguntas simples que debe responder antes de elegir. Primero, ¿en qué medida desea que su mapa o modelo refleje la realidad? En otras palabras, ¿Cuál desea que sea la Distancia de muestra del suelo (la longitud entre los centros de dos píxeles consecutivos en su mapa)?

Las respuestas a estas preguntas deberían guiar su elección en términos de calidad de la cámara, así como la altitud (y por lo tanto la velocidad) de sus vuelos de recopilación de datos. En ese momento, vale la pena señalar que no todas las cargas útiles son iguales.

 

Soluciones topográficas de DJI

Hay varios drones multirotor para elegir si está buscando llevar su kit de herramientas de topografía al siguiente nivel.

Phantom 4 RTK

Una solución de mapeo profesional con un módulo RTK integrado para una precisión centimétrica. Este es nuestro dron de arranque sugerido para aspirantes a topógrafos de drones.

Matice 300 RTK

Una solución de mapeo empresarial construida sobre una plataforma robusta y adaptable con cargas útiles intercambiables y 55 minutos de tiempo de vuelo.

Opciones de carga útil de DJI

Zenmuse L1: la primera solución LiDAR de DJI para levantamientos aéreos

El Zenmuse L1 combina un módulo Livox LiDAR, una IMU de alta precisión y una cámara CMOS de 1 ‘en un cardán estabilizado de 3 ejes.

Con una precisión vertical de 5 cm y una precisión horizontal de 10 cm, esta carga útil LiDAR admite 3 retornos, una tasa de puntos de 240,000pts / s y un rango de detección de 450 m, todo en un marco protegido contra ingreso con clasificación IP44.

Junto con Matrice 300 RTK y DJI Terra, el DJI L1 forma una solución completa para recopilar datos 3D en tiempo real, capturando de manera eficiente los detalles de estructuras complejas y entregando modelos reconstruidos de alta precisión.

Zenmuse P1: fotogrametría avanzada

El Zenmuse P1 integra un sensor de 45 MP de fotograma completo con lentes de enfoque fijo intercambiables en un cardán estabilizado de 3 ejes. Sin GCP, esta carga útil cuenta con una precisión vertical de 5 cm y una precisión horizontal de 3 cm. Con el M300 RTK aprovechando el P1, los topógrafos pueden cubrir 3 km2 cubiertos en un solo vuelo.

Diseñado para misiones de vuelo de fotogrametría, el DJI P1 lleva la eficiencia y la precisión a un nivel completamente nuevo.

Zenmuse P1: fotogrametría avanzada

Basado en el PSDK abierto de DJI, nuestros socios del ecosistema han desarrollado una amplia variedad de cargas útiles de terceros que cumplen con los requisitos específicos del proyecto. Obtenga más información sobre las cargas útiles de terceros compatibles con el M300 RTK.

Elegir el dron adecuado para su tarea topográfica

Los drones se han convertido en una parte esencial del conjunto de herramientas de un topógrafo. Los datos aéreos de alta precisión son más accesibles que nunca y hay una gran cantidad de opciones en el mercado.

En última instancia, el dron adecuado para usted dependerá de su presupuesto, la escala de la tarea en cuestión y el nivel de detalle que desee capturar.

Las opciones multirrotor ofrecen un equilibrio entre portabilidad, facilidad de uso y alcance, lo que las hace ideales para la mayoría de aplicaciones de mapeo y modelado. También son cada vez más capaces en términos de tiempo de vuelo e integración de carga útil, siendo el DJI Matrice 300 RTK un ejemplo de ello.

Para obtener más información sobre cómo los drones pueden ayudar a su negocio de topografía, consúltenos.

Autor Malek Murison