Drone uçuş görevi: planlama ve en iyi uygulama

Giriş

Hassas tarımda drone artık vazgeçilmez bir araçtır: mahsullerin yukarıdan gözlemlenmesine, görsel, multispektral ve termal verilerin toplanmasına ve bilgilerin hedefe yönelik agronomik kararlara dönüştürülmesine olanak tanır. Ancak elde edilen verilerin kalitesi ve operatörün güvenliği doğrudan uçuşun nasıl planlandığına bağlıdır.
Genellikle uçuşu görevin ‘merkezi’ anı olarak görme eğilimi vardır, ancak gerçekte en önemli kısım kalkıştan önce gerçekleşir. Dikkatli bir planlama, sadece toplanan verilerin kalitesinin garanti altına alınmasını değil, aynı zamanda ENAC yönetmeliklerine uygun olarak çalışılmasını, insanlara, mallara ve ekipmana yönelik risklerin önlenmesini sağlar.

Bir uçuşun doğru şekilde ayarlanması, nihai sonucu doğrudan etkileyen bir dizi parametrenin önceden tanımlanması anlamına gelir: görüntü çözünürlüğü, görüntü örtüşmesi, uçuş yüksekliği, uçuş hızı ve işlenen verilerin kalitesi.

Uçuş görevi için temel parametreler

Verilerin kalitesini doğrudan belirleyen teknik parametreler uçuş yüksekliği, yanal ve önden örtüşme ve uçuş hızıdır. Bu parametreler radyo kontrol arayüzü üzerinden modüle edilebilir. Öncekilerle dolaylı olarak bağlantılı olan başka parametreler de vardır: tahmini uçuş süresi ve yer çözünürlüğü.

• Uçuş yüksekliği uzamsal çözünürlüğü (veya GSD, Yer Örnekleme Mesafesi) ve görev süresini (uçuş yüksekliği ne kadar düşükse görev süresi o kadar uzun olur) doğrudan etkiler. Bir yandan, çok yüksekte uçmak ayrıntı kalitesini düşürür. Öte yandan, çok alçak irtifada uçmak daha fazla çekim yapmak zorunda kalmak ve bunun sonucunda daha yüksek pil tüketimi ve daha uzun süreler anlamına gelir. Araştırmanın amacına bağlı olarak, bunun için yeterli çözünürlüğü sağlayan bir uçuş yüksekliği seçmek gerekir (örneğin, bir yabani ot araştırması için, uçuş yüksekliği küçük ayrıntıları bile tespit etmek için oldukça düşük olabilir).
• Görüntüler arasındaki önden ve yandan örtüşmeyi (yandan örtüşme ve önden örtüşme) yönetmek, doğru işlenebilir veriler ve uyumlu haritalar ve modeller elde etmek için çok önemlidir. Örtüşme, bir noktada çekilen görüntünün bitişik görüntülerle (ön, arka, yan) gerçek örtüşmesini ifade eder. İyi bir fotogrametrik yeniden yapılandırma için iyi bir örtüşme %70-80’dir. Yetersiz örtüşme, araştırma sonuçlarında delikler ve artefaktlar oluşturur ve tek çözüm uçuşu yeterli örtüşme ile tekrarlamaktır.
• Uçuş hızı, yukarıda belirtilen diğer parametrelere bağlı olarak drone üreticileri tarafından belirlenen belirli bir aralıkta ayarlanabilir, bu nedenle aslında uçuş yüksekliğine (çözünürlük) ve istenen örtüşmeye bağlı bir değişkendir. Çok yüksek bir hız ‘hareket bulanıklığı’ etkisine, yani fotoğrafların çekildiği hıza kıyasla çok hızlı ilerleme nedeniyle görüntülerin bulanıklaşmasına neden olabilir. Tersine, çok düşük bir hız, daha uzun görev süresi ile uçuşun verimliliğini azaltır.

Şekil 1: Bir drone görevinin ana parametreleri.

Tahmini uçuş süresi yüksekliğe ve uçuş hızına bağlıdır. Akü yönetimini etkilediği için bu parametrenin kontrol edilmesi önemlidir.

Uzamsal çözünürlük (cm/piksel) uçuş yüksekliğine ve sensörün kalitesine bağlıdır. Genel olarak, multispektral bir sensör daha fazla kararlılık ve hassasiyet gerektirirken; görünür (RGB) bir kamera kapsama alanı araştırması için kullanılabilir.

Şekil 2: Görüntüler arasında önden ve yandan örtüşme. Yeşil renkte, ilgi alanı. Gri renkte, sensör çekimlerini tanımlayan noktalarla uçuş görevi.

En yaygın hatalar

En yaygın hataları bilmek, tam olarak bunların gerçekleşmesini önlemeye hizmet eder.
İlk hata, tam olarak şarj edilmemiş veya doğrulanmamış bataryalarla çalışmaktır ve ani kesintilerin ve veri kaybının en yaygın nedenlerinden biridir. Benzer şekilde, yanlış uçuş yüksekliklerinin ayarlanması sadece araştırmanın kalitesini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda hava sahası düzenlemelerinin ihlal edilmesine de yol açabilir ve bu da önemsiz sonuçlar doğurmaz.
Genellikle göz ardı edilen bir diğer husus da sensör kalibrasyonudur: bunu unutmak, zaman içinde kullanılamaz veya karşılaştırılamaz görüntüler toplama riskini almak anlamına gelir. Hava koşulları da belirleyici bir rol oynar: güçlü rüzgar, değişken ışık ve bulutluluk (kısmi veya toplam) elde edilen görüntülerin kalitesini tehlikeye atabilir. Son olarak, doğru değerlendirilmediği takdirde ağaçlar, elektrik hatları veya binalar gibi engellerin varlığı basit bir uçuşu potansiyel bir operasyonel riske dönüştürebilir.

Kalkıştan önce her ayrıntıya dikkat etmek, hata olasılığını büyük ölçüde azaltmak ve agronomik analiz için tutarlı, homojen ve gerçekten yararlı verilerin toplanmasını sağlamak anlamına gelir.

Pilot kontrol listesi
Öngörülemeyen olaylardan kaçınmak için her zaman bir kontrol listesine sahip olmak faydalıdır. Kontrol listesini kişinin drone filosuna ve araştırma türüne göre özelleştirmek de aynı derecede önemlidir.

Tarımsal araştırmalarda drone kullanımı için bir kontrol listesi örneği aşağıda verilmiştir:

Uçuş görevine giden günlerde:

• Hava sahasını kontrol edin (yasak bölgeler, NOTAM’lar, CTR’ler, vb.).
• Araştırma alanındaki engelleri (uzun ağaçlar, direkler, vb.), sıkışık alanları veya hassas altyapıyı kontrol edin
• Drone ve radyo kontrol bataryalarının şarj durumunu kontrol edin
• Yükü, pervaneleri, motorları ve drone yapısını hasara karşı kontrol edin
• SD kartları biçimlendirin ve fotoğraflar için yeterli belleğiniz olduğundan emin olun
• Hava durumunu ve K-endeksini (elektromanyetik bozulmalar) kontrol edin
• Özel uygulamada uçuş görevini simüle edin
• Uçuş parametrelerini ayarlayın ve en iyi kombinasyonu seçin
• Uçuş görevini belirlenen parametrelerle kaydedin
• Güvenli bir şekilde uçmak için gerekli belgelere (lisans, sigorta) ve gerekli izinlere sahip olduğunuzdan emin olun

Uçuş görevi sırasında sahada:

• Yedek pil ve acil durum kiti (ilk yardım kiti, yangın söndürücü) bulundurun
• Yönetmeliklere uymak için uçuş görev alanını kontrol etmek
• Kalkış ve iniş alanlarının kontrol edilmesi ve temizlenmesi
• Uçuş alanında bilgisiz kişilerin bulunup bulunmadığını kontrol edin
• Kalibrasyon panelleri kullanarak multispektral sensörlerin kalibrasyonu
• Drone ve çevresindeki alanın görsel kontrolünü her zaman sürdürürken görevi yerine getirin

Şekil 3: Tarımsal bir ortamda tipik drone görevi.

Sonuçlar

Uçuş planlaması önemli bir adımdır. Kalkıştan önce parametrelerin doğru şekilde ayarlanması , güvenilir haritaların oluşturulabileceği kaliteli verilerin sağlanması anlamına gelir. Haritalar agronomik kararları desteklemelidir. Bu nedenle, uçuş planlama ve saha uçuşu aşamaları işin ayrılmaz bir parçası olarak görülmelidir: teknik uzmanlık, saha bilgisi ve güvenliğe gösterilen özen bu aşamada bir araya gelir.

Teşekkürler iDronehizmetinde Agrobit ekibi her şeyi düşünür. Yöntemimiz uçuşun planlanmasını, havadan görüntülerin çekilmesini ve son olarak toplanan verilerin tarımsal kararları desteklemek için haritalara dönüştürülmesini içeriyor.
Bu şekilde çiftçi ve tarım uzmanı asıl önemli olana odaklanabilir: haritaları yorumlamak ve daha bilinçli, sürdürülebilir ve karlı kararlar almak için objektif verileri kullanmak.