Photogrammetrie und individuelle Dienstleistungen mit Flugrobotern i i 3 D Januar 2016 Seite 1

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1 Photogrammetrie und individuelle Dienstleistungen mit Flugrobotern 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 1

2 AGENDA Unternehmen Aufgabe und Kernwerte Anwendungen Technik Sicherheit Die in diesem Dokument verwendete Bezeichnung "Flugroboter" wird synonym für unbemannte, ferngesteuerte Fluggeräte eingesetzt. In Fachkreisen werden auch Begriffe wie: Kopter, Copter, Mikrokopter, Microcopter, Multikopter, Hexacopter, Octocopter, Quadrocopter, Drohne, Drone, FPV (first person view), UAV (Unmanned Aerial Vehicle), UAS (Unmanned Aircraft System), MAV (Micro Aerial Vehicle), RPV (Remotely Piloted Vehicle), VTOL UAV /VT UAV (Vertical Take-Off and Landing Unmanned Aerial Vehicle), etc. verwendet. Bei der Kategorie der unbemannten Luftfahrtsysteme (UAS) handelt es sich um unbemannte Fluggeräte, die nicht zu Zwecken des Sports oder der Freizeitgestaltung betrieben werden i i 3 D Januar 2016 Seite 2

3 Unternehmen i i 3 D i ndustry i mages in 3D Firmensitz: Lichtenstein / Sa. Gründung: 2015 Geschäftsführung: Schwerpunkte: Rainer Hack Vermessungsaufnahmen Photogrammetrie Technische Inspektionsflüge Thermografie Monitoring und Baufortschrittsdokumentation Schädlingsbekämpfung AirPhoto und AirVideo Katastrophenschutz 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 3

4 Aufgabe und Kernwerte i i 3 D i ndustry i mages in 3D Aufgabe Individuelle Luftaufnahmen mit Flugrobotern (UAS 1) ) Unsere Kernwerte Individualität: Innovation: Vertrauen: Luftaufnahmen mit Flugrobotern die den spezifischen Anforderungen des Kunden entsprechen. Zusammen mit dem Kunden innovative Lösungen gestalten, die ihm deutliche Verbesserungen oder Wettbewerbsvorteile verschaffen. Ist die Grundlage der Zusammenarbeit zwischen ii3d und seinen Kunden hinsichtlich Preistreue, Transparenz, Zuverlässigkeit sowie Beratung und technische Unterstützung bei spezifischen Anforderungen. 1) Unmanned Aerial System 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 4

5 Vermessungsaufnahmen Der Einsatz von unbemannten Luftfahrtsystemen (UAS) in der Vermessung eröffnet eine neue Qualität der Datenerfassung mit vielseitigen Einsatzgebieten. Zur Gewinnung der Datengrundlagen setzen wir Flugroboter mit unterschiedlichen Sensoren und einer digitalen Luftbildkamera ein. Damit erreichen wir eine Genauigkeit im Zentimeter- und Millimeter-Bereich. Die anschließende photogrammetrische Auswertung stellt Ihnen genau die Daten zur Verfügung, die Sie für Ihre Anforderungen benötigen. Dank einer hohen Bildauflösung von 36 MP ist es möglich, auch kleine Details genau zu dokumentieren. Auf Grund hoher Flexibilität können wir kurzfristig direkt am Einsatzort starten. Mit dieser Technologie können die Vorteile der Photogrammetrie auch für Objekte genutzt werden, für die eine wirtschaftliche Bearbeitung bisher nicht möglich war i i 3 D Januar 2016 Seite 5

6 Vermessungsaufnahmen Wir bieten unseren Kunden Leistungen von der Bildflugplanung bis hin zur photogrammetrischen Auswertung mit Datenaufbereitung für verschiedenste Zielstellungen. Für die Georeferenzierung setzten wir spezielle GCPs (Ground control points) ein, die eine automatische Erkennung der Marker und eine einfache Skalierung und Ausrichtung von Objekten ermöglicht. Vor jedem Vermessungsflug führen wir eine projektspezifische Kamerakalibrierung durch. Aus den digitalen Bildsequenzen erstellen wir hochauflösende 3D-Modelle (s. a. Photogrammetrie). Planung des Vermessungsfluges Vermessung einer Senke in Hanglage (Punktewolke und Kamerapositionen) Codierte Marker Orthophoto 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 6

7 Photogrammetrie Photogrammetrie (seltener auch Fotogrammetrie oder Bildmessung) ist eine Gruppe von Messmethoden und Auswertungsverfahren der Fernerkundung, um aus Fotografien und genauen Messbildern eines Objektes seine räumliche Lage oder dreidimensionale Form zu bestimmen. Mit den berechneten Daten können Sie berührungsfreies und 3dimensionales Vermessen aller sichtbaren Punkte eines Objekts am PC durchführen. Mit unserer Photogrammetriesoftware haben wir die Möglichkeit, auf alle Berechnungsparameter Einfluss zu nehmen. Der Auswertungsprozess stellt eine hohe Qualität und Genauigkeit sicher. Neben kalibrierten Kamerasystemen verfügen wir über eine spezialisierte IT-Infrastruktur, die es ermöglicht, auch große Datenmengen für externe UAS-Dienstleister mit Luftaufnahmen für Vermessungen zu bearbeiten. Beispiel: Punktewolke und Kamerapositionen Triangulation Texturiertes 3D Modell 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 7

8 Photogrammetrie Gleichermaßen können wir flexibel auf Feedbacks und Änderungswünsche unserer Kunden reagieren. Die Übergabe erfolgt in beliebigen Austauschformaten zur direkten Einbindung in Ihre Systeme. Austauschformate: ALF, ALN, ARB, WRL, DXF, LAS, STL, OUT, PLY, OBJ, JPG, TIFF Orthophoto (DSM) Wir erstellen im Auftrag: 3D-Punktwolken mit hoher Dichte phototexturierte 3D-Modelle hochauflösende Phototexturen True Orthophotos, DSM digitale Oberflächenmodelle (DOM) DSM und DTM-Modelle im GeoTIFF-Format Triangulation mit verschiedenen Algorithmen Kamerafahrten um Ihre 3D-Modelle in Full-HD Vorteile der Photogrammetrie: berührungslose Messung sehr geringer Zeitbedarf für die Aufnahme (Messung) vor Ort flächenhafte optische Erfassung des Objekts hohe Flexibilität bezüglich Aufnahme, Genauigkeit, Qualität und Ergebnisse Folgeauswertungen, z.b. Verdichtungsmessungen möglich 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 8

9 Technische Inspektionsflüge Zur Vermeidung von unnötigen Kosten für manntragende Konstruktionen (Leitern, Gerüste, Arbeitsbühnen oder Industriekletterer) bei Inspektionen, bietet ii3d seine Flugroboter für technische Inspektionsflüge an. Gerade an schwer zugänglichen Stellen können Flugroboter flexibel und rasch eingesetzt werden. Nutzen Sie die Vorteile dieser neuen Technik und ersparen Sie sich zusätzlich hohe logistische Aufwände. Sprechen Sie uns an, wenn ein Projekt in naher Zukunft ansteht und Sie Kosten einsparen möchten. Wir begleiten Sie bei der Planung und beraten Sie gerne über die Einsatzmöglichkeiten unserer Flugroboter. Wir bieten Ihnen ein umfangreiches und professionelles Kameraequipment, welches wir optimal für den täglichen Einsatz an unsere Flugroboter adaptiert haben. Im Rahmen eines Inspektionsfluges wird im Vorfeld die Art und der Umfang der Inspektion festgelegt i i 3 D Januar 2016 Seite 9

10 Technische Inspektionsflüge Dazu benennt der Auftraggeber bzw. ein Sachverständiger oder Gutachter die zu dokumentierenden Objekte bzw. Objektpunkte (Gebäude, Fassaden, Gelände, etc.). Der Inspektionsflug erfolgt mittels eines Flugroboters hauptsächlich an schwer zugänglichen Bauwerken. Die Aufnahmen können in Echtzeit am Bildschirm der Bodenstation verfolgt werden. Je nach Anforderung wird eine umfassende Bild- oder Videodokumentation mit hochauflösenden Bildsequenzen bereitgestellt. Einsatzgebiete: Baufelder Staubauwerke (z.b. Uferbauwerke, Staudämme) Historische Bauwerke (Burgen, Wehranlagen) Schornsteine Gebäudefassaden, Gebäudedächer, Steildächer Windkraftanlagen Sendemasten, Fernmeldetürme (Telekommunikation) und mehr 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 10

11 Thermografie Die Thermografie ist ein bildgebendes Verfahren zur Anzeige der Oberflächentemperatur von Objekten. Dabei wird die Intensität der Infrarotstrahlung, die von einem Punkt ausgeht, als Maß für dessen Temperatur gedeutet. Die Flugroboter von ii3d sind mit einer Wärmebildkamera der Firma FLIR ausgestattet. Mit ihr können radiometrische Daten (abgehende und reflektierende Strahlung) erfasst werden. In Abhängigkeit der Emissionsfaktoren und weiterer Parameter können Temperaturen berechnet werden. ii3d führt im Auftrag von Gutachtern thermografische Luftaufnahmen durch. Die Aufnahmen können in Echtzeit am Bildschirm der Bodenstation verfolgt werden. Weitere Aufnahmemöglichkeiten am Boden mit einem speziellen Tragegestell und einer LiveView Funktion sind möglich. Einsatzgebiete: Solarmodule auf Dächern und Feldern Gebäudehüllen (Fassadendämmungen) Isolatoren an Freilandleitungen Wilderkennung (Land- und Forstwirtschaft) Personensuche in schwer zugänglichem Gelände Wilderkennung 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 11

12 Monitoring und Baufortschrittsdokumentation Auf Basis von GPS-Daten können Flugrouten im Vorfeld exakt geplant werden. Dazu gehören neben den Flugpositionen auch Aufnahmewinkel, aus denen Luftbilder aufgenommen werden. Somit ist es möglich, jede GPS- Position periodisch erneut anzufliegen, um Vergleichsaufnahmen zu erstellen. Für Geländeaufnahmen bieten wir zudem georeferenzierte Orthophotos an. Zur Beweissicherung stehen weitere Flugdaten für die Dokumentation zur Verfügung. Mit dieser Vorgehensweise lassen sich z.b. Baufortschritte, Entwicklungen, Montagen, Demontagen oder Vegetationsveränderungen über einen längeren Zeitraum dokumentieren. Einsatzgebiete: Größere Erdbewegungen (Haldenvermessung) Bergbau Straßenbau Großbaustellen Beweissicherung 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 12

13 Schädlingsbekämpfung Der Einsatz des Flugroboters eröffnet Landwirten in der Bekämpfung des Maiszünslers logistisch und wirtschaftlich ganz neue Möglichkeiten. Unsere GPS-gesteuerten Flugroboter fliegen die vorher mit Wegpunkten geplanten Maisflächen exakt ab und bringen dabei Trichogramma-Kugeln gleichmäßig im Bestand aus. Pro Hektar benötigt unser Flugroboter ca. vier bis fünf Minuten. Wir bieten Lösungen für ständig wachsende Anforderungen in der Agrar- und Forstwirtschaft sowie im Naturund Tierschutz. Weitere Einsatzgebiete in der Agrar- und Forstwirtschaft : Wilderkennung Beweissicherung Dokumentation von Ernteausfällen Ermittlung der Bestandsdichte 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 13

14 AirPhoto und AirVideo Objekte perfekt in Szene gesetzt mit imposanten Luftbildern und faszinierenden Videoaufnahmen aus neuen Blickwinkeln. Wir bieten Privatkunden und Gewerbekunden professionelle Luftaufnahmen als Photo oder Video in HD. Insbesondere achten wir beim Einsatz unserer unbemannten Flugroboter darauf, dass datenschutzrechtliche Bestimmungen, Urheberrechte, Persönlichkeitsrechte u. a. nicht verletzt werden. Hinweis: Wir fliegen grundsätzlich nur auf Sichtweite, und nicht über Menschen bzw. Menschenansammlungen. Einsatzgebiete: Privat / Gewerbe und Industrie Tourismus / Kultur Gemeinde- / Stadtverwaltungen Immobilien und Sportstätten u.v.m i i 3 D Januar 2016 Seite 14

15 Katastrophenschutz Bei Großschadenslagen hat sich in der Vergangenheit oft gezeigt, dass die Umgebungserkundung unter anderem durch die beschädigte Infrastruktur erschwert wird. Insbesondere bei Unfällen oder bei großflächigen Großschadenslagen mit zerstörter Infrastruktur werden Einsatzkräfte vor große Herausforderungen gestellt. Flugroboter können bei der Lageerkundung und Einsatzdokumentation eine wesentliche Unterstützung bieten. Nach dem Eintreffen an einer Einsatzstelle ist der Flugroboter innerhalb weniger Minuten einsatzbereit. Durch unsere regelmäßigen Flüge, stehen unsere Flugroboter mit betriebsbereiten Akkus auch kurzfristig zur Verfügung. Flugroboter verursachen einen Bruchteil der Kosten gegenüber Helikoptern. Einsatzgebiete: Lageerkundung, Beweissicherung, Schadensbeurteilung und Dokumentation bei: Naturkatastrophen Groß- und Waldbränden Unfällen Aufspüren von Glutnestern Nachkontrolle bei großflächigen Waldbränden Gasdetektion bei Gefahrgutunfällen Personensuche in schwer zugänglichem Gelände 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 15

16 Technik Flugroboter (UAS) MK ARF Okto XL 6S12 MK ARF Quadro XL 6S Bodenstation Sender Graupner HOTT MC-32 Notebook für Flug- und Wegpunkteplanung LCD Monitor 7 Zoll für LiveView RangeExtender Sicherheit Flugroboter Redundante Fluglagenregelung Automatische Höhenreglelung GPS Funktionen (Systeme: GPS, Glonass u. BeiDou) PositionHold (Steuerung per GPS) ComingHome (autom. Rückflug zum Startpunkt) FailSafe (autonomer Rückflug zur Homeposition bei Senderausfall bis Empfang wieder hergestellt oder automatische Landung mit Not-Gas) Unterspannungswarnung mit 3 Warnschwellen Motor-Redundanz (sollte ein Motor ausfallen, kann der Kopter dennoch sicher gelandet werden) Auto-Start/landen CareFree (Automatische Ausrichtung der Flugrichtung bei Verdrehung des Kopters) Reichweite bis 4 km (einstellbare Flug-Grenzen) Flugtauglich bis 4 Beaufort Logbuch / Flugdatenschreiber Flugsimulation 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 16

17 Technik Kamerasysteme Sony Alpha 7R mit Zeiss Sonnar T* FE 35 mm F2,8 ZA 35 mm Vollformat-Sensor 36,4 Megapixel (7360 x 4912 ) ohne Tiefpassfilter für optimierte Detailtiefe Sony PJ810E Brennweite 35 mm (Foto u. Video) Steadyshot zur Bildstabilisierung 12-fach optischer Zoom Live Video Übertragung FLIR Tau Brennweite 13 mm (Foto u. Video) Digitale RAW Videodaten Live Video Übertragung 2016 i i 3 D Januar 2016 Seite 17

18 Sicherheit Maximales Abfluggewicht unter 5kg (MTOM) Einhaltung der Sichtflugregeln Maximale Flughöhe von 100 Metern über Grund Führen eines elektronischen Flugbuches mit integrierter: Pre Flight Check List After Flight Check List Maintenance Check LiPo Dokumentation Flight Monitoring (Flugdatenaufzeichnung während des Fluges) Brandschutzgerechte Aufbewahrung der LiPo s Luftfahrt-Haftpflichtversicherung ( ) Flüge ausschließlich mit behördlichen Aufstiegsgenehmigungen. Ausführliche Flugplanungen mit Informationen über die örtlichen Gegebenheiten, den meteorologischen Bedingungen sowie den aktuellen Luftraumverhältnissen am Aufstiegsort. (Bei Bedarf) Vorabinformation an zuständige Ordnungsbehörde/Polizeidienststelle bzw. Naturschutzbehörde. Kein Flugbetrieb über Menschen oder Menschenansammlungen. Einhaltung der datenschutzrechtliche Bestimmungen, Urheberrechte, Persönlichkeitsrechte i i 3 D Januar 2016 Seite 18

19 ii3d Rainer Hack Zum Talblick Lichtenstein Tel.: i i 3 D Januar 2016 Seite 19