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1/07/2015
RPAS/UAV: Análisis de los factores que
influyen en la calidad métrica de los
resultados.
Rubén Burón
GEOTRONICS
Foco
Mostrar un mejor conocimiento de los
elementos clave a considerar al elegir un
UAS cuyo objetivo sea la precisión
– Todos los UAS del mercado vuelan y tienen cámaras
– Intentaremos ir más allá de la comparación de
especficaciones técnicas e intentar entender los
elementos diferenciales
Determinando los
elementos clave
que influyen en la
calidad de los datos
Comparativa de
proyectos
ilustrando esas
influencias
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Foco
Elementos importantes a considerar para
obtener una buena calidad métrica
Flight
Behavior
Sensor
Size
Processing Optimized
Software
Camera
RPAS:
Definiciones y
Orígenes
GEOTRONICS: Soluciones
Trimble UAS Aerial Imaging
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¿Qué es UAS/RPAS?

Un vehículo aéreo no tripulado (UAV), comúnmente conocido como dron,
es una aeronave sin piloto.

El término Sistema aéreo no tripulado (UAS) resalta la importancia de
otros elementos aparte de la aeronave. Un UAS standard está compuesto
por:
– Aeronave
– Sistema de control, por ejemplo Ground Control Station(GCS)
– Sistema de comunicaciones

RPAS (REMOTELY PILOTED AIRCRAFT SYSTEMS). Su vuelo es
controlado automáticamente por una unidad de control situada en la
aeronave o por control remoto desde el terreno.
Los Inicios
 Primera fotografía
aérea (1858)
Gaspard Tournachon,
“Nadar”(1820-1910)
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Los Inicios
 Palomas
Los Inicios
 Ala fija, 1979
Przybilla & Wester- Ebbinghaus
Altura de vuelo 150 m.
Velocidad 11 m/s
 Helicóptero, 1980
Wester-Ebbinghaus
Altura de vuelo 10-100 m.
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Clasificación
de los UAVs
GEOTRONICS: Soluciones
Trimble UAS Aerial Imaging
Clasificación
UAVs según motorización y peso
Más pesados que el aire
Ala flexible
Ala fija
Ala giratoria
Sin energía
Balones
Ala Delta
Parapente
Cometa
Planeador
Cometa giratoria
Con energía
Más ligeros que aire
Dirigibles
Parapente
Hélice
Motor propulsión
Helicóptero
Coaxial
Quadrotor
Multi-rotor
Van Blyenburgh, 1999.
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UAV de Ala Fija
Sistemas de Lanzamiento
UAV de Ala Fija
Sistemas de Aterrizaje
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UAV de Ala Fija
Características
 Vuelan en condiciones meteorológicas adversas
 Fiabilidad en condiciones extremas
 Gran autonomía de vuelo.
 Levantamiento de grandes extensiones.
 Facilidad de control y guiado
UAV de Ala Rotatoria
Clasificación
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UAV de Ala Rotatoria
Características
 Quadrotor / Multirotor: Mayor versatilidad y
portabilidad.
 1 rotor / Coaxial: Experiencia en pilotaje y problemas
con las vibraciones
 Quadrotor / Multirotor: Menor capacidad de carga.
 Quadrotor / Multirotor: Menor velocidad y autonomía
Tipos de
Sensores
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Sensores
Sensores pasivos y activos
 RGB
 Multiespectral
 Térmicos
Características de las cámaras RGB
Resolución
 Focal
Fijadel sensor
Tamaño
full frame
full frame
APS-C
1/1.7”
1/1.7”
7.60 x 5.70 mm
APS-C
23.40 x 15.60 mm
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Tamaño del Sensor
Relación señal / ruido
1/1.7” 6.16 x 4.62 mm
APS-C 23.40 x 15.60 mm
Tamaño del Sensor
Rango Dinámico
1/1.7” 6.16 x 4.62 mm
APS-C 23.40 x 15.60 mm
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Tamaño del Sensor
Sensibilidad
1/1.7” 6.16 x 4.62 mm
APS-C 23.40 x 15.60 mm
Proyecto
Comparativo
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Trimble UAS Aerial Imaging
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Condiciones del Proyecto
 Vientos: 6 km/h
 Tiempo: Soleado
 Área: 500 x 500 m
 Recubrimiento: 80 %
(longitudinal y trasnversal)
 Nº de puntos de control: 7
 Puntos de chequeo: 13
 Ground Sample Distance (GSD):
2.4cm
Vuelo
Velocidad 80 km/h
Alta velocidad Estabilidad en
la adquisición de imágenes
• Datos consistentes
Velocidad inferior
Baja velocidad “Dancing in
the air”
• Reducción del recubrimiento
• Huecos sin datos
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Vuelo
Velocidad inferior
“Shaky  Image blur”
Velocidad 80 km/h
Estabilidad en la toma
Tamaño del sensor
Gran tamaño de sensor
•
•
•
Alta sensibilidad
High dynamic range (alto
contraste en zonas de luz y
sombra y reducción de
zonas con sobreexposición)
Relación señal/ruido
Tamaño de sensor menor
•
•
Baja calidad de colores de
la ortofoto
Zonas con sobreexposición
(carretera y tejado) Menos tie
points Peor precisión
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Data acquisition system
Distorsión de un terreno horizontal sin usar GCPs
Sistema Optimizado para
Fotogrametría
•
•
•
Otra Solución
•
•
•
Estabilidad en el vuelo
Tamaño de sensor
Geometría de la
cámara optimizada
Vuelo inestable
Sensor pequeño
Cámara
convencional
PRECISIÓN FINAL
Errores en x GSD
5.2
XY - Average
Z - Average
1.7
Z - Max
2
1.1
1
1.3
UAS Trimble UX5
Otro UAS
Project GSD: 2.4cm
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Calidad de los datos
DSM
Solución UX5
Otra solución
Artificial ‘steps’ son creados
en zonas de bajo
recubrimiento y pocos tie
points
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UAS Comparison
Ejemplos
Trimble UAS Aerial Imaging &
Trimble Business Center
Photogrammetry Module
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Corredor – Obra Lineal
Trimble UX5: Las Palmas Gran Canaria.
Nube de puntos (2,4cm)
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Trimble UX5: Las Palmas Gran Canaria.
Nube de puntos (2,4cm)
Trimble UX5: Las Palmas Gran Canaria.
Nube de puntos (2,4cm)
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Trimble UX5: Las Palmas Gran Canaria.
Nube de puntos (2,4cm)
Trimble UX5: Las Palmas Gran Canaria.
Nube de puntos (2,4cm)
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Trimble UX5: Las Palmas Gran Canaria.
Ortofoto 2,4cm
Trimble UX5: Las Palmas Gran Canaria.
Ortofoto 2,4cm
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Trimble UX5: Las Palmas Gran Canaria. Ortofoto 2,4cm
Trimble UX5: Las Palmas Gran Canaria.
Ortofoto 2,4cm
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Trimble UX5: Las Palmas Gran Canaria.
Ortofoto 2,4cm
Industrial Park,
Denmark
139 Images
100 m Flight Height
3.3 GSD
300 x 600 m
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Industrial Park,
Denmark
139 Images
100 m Flight Height
3.3 GSD
300 x 600 m
Landfill, Colorado
588 Images
175 m Flight Height
6 cm GSD
1.2 km2
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Landfill, Colorado
588 Images
175 m Flight Height
6 cm GSD
1.2 km2
Landfill, Colorado
588 Images
175 m Flight Height
6 cm GSD
1.2 km2
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Antártida 2014
Base Antartica
Española
Juan Carlos I
410 m Alt. Vuelo
Antártida 2014
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1/07/2015
1ª Zona Crítica
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1/07/2015
1er Corte de la Carretera Central
Colapso del cauce
Votadero
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1/07/2015
Corte de la calle, daños en el Badén y acumulación de roca y lodo
Corte de la carretera Central por acumulación de roca y lodo
Cisterna con Agua potable
Volquete
Pala Cargadora
RPAS/UAV: Análisis de los factores que
influyen en la calidad métrica de los
resultados.
Rubén Burón
GEOTRONICS
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