Mit dem mdLiDAR1000 hat Microdrones eine integrierte Lösung für die Erzeugung von laserbasierten 3D-Punktwolken per Multirotor auf den Markt gebracht.
Der integrierte 3D-Laserscanner der mdLidar1000 profitiert besonders von der hohen Flugsicherheit der High End-Drohne. Foto: Microdrones GmbH
Dass sich Vivien Heriard-Dubreuil begeistert von neuem Produkt zeigt, verwundert nicht. Schließlich freut man sich als Firmeninhaber immer, wenn etwas Neues die Entwicklungsabteilung verlässt. Doch diesmal ist die Freude eine spezielle. Der Präsident von Microdrones hat seine beruflichen Spuren bisher in der Luftfahrt hinterlassen und sich dort zu einem weltweit geschätzten Unternehmer entwickelt. Das Produkt aber besteht erstmals nicht nur aus aerodynamischen Rotoren, intelligenter Flugsteuerung oder einem hochintegrierten Sensorsystem, sondern daraus, den Nutzern eine einfache Möglichkeit zu geben, eine 3D-Punktwolke zu generieren, die per Laserdaten von einer Drohne erfasst wurde. Es ist ein vollintegriertes System, bestehend aus einer Drohne, einem LiDAR Sensor, Software, Workflow und Support.
Die 3D-Punktwolke ist freilich ein Datenprodukt und nicht standardmäßig aus einem Lagerbestand zu erwerben. Sie wurde mit dem neuen mdLiDAR1000 von Microdrones erzeugt, dem eigentlichen neuen Produkt des weltweiten Technologie-Anbieters im Bereich vollintegrierter UAVs. Die Spezial-Lösung ist im Grunde genommen ein fliegendes Sensorsystem.
Bei dem Quadrokopter ist ein 3D-Laserscanner integriert, der hochgenaue Messdaten erfasst. Eine ebenfalls von Microdrones entwickelte Software generiert aus den Rohdaten eine 3D-Punktwolke. Der Anwender erhält, so Microdrones, eine hochspezialisierte Vermessungslösung, die wesentlich einfacher als traditionelle Methoden ist. Nie war es demnach so einfach möglich, so gute Ergebnisse mithilfe eines UAVs zu erreichen.
Vollintegriertes System
Heriard-Dubreuil hat dem in Siegen gegründeten Unternehmen seit der Übernahme im Jahr 2016 eine neue Strategie verschrieben. Es entwickelt Drohnen-basierte Endlösungen für die jeweiligen geodätischen Anwendungen. Sinngemäß ist der mdLiDAR1000 damit ein Standard-Werkzeug für die 3D-Punktwolken-Produktion.
Der Wandel vom Drohnenhersteller, zum Sytemintegrator und Lösungsanbieter ist ein ambitioniertes Ziel. Die elektronische und mechanische Integration von Sensornutzlast und UAV-Plattform gilt als höchst anspruchsvoll. Ebenso ist der Workflow für die Erzeugung von 3D-Punktwolken nicht ohne Weiteres ohne tiefgreifendes Expertenwissen gestaltbar. Doch für Microdrones ist klar, dass in dieser Integration die Zukunft des UAV-Marktes liegt. „Die Innovationstätigkeit bei Microdrones geht unvermittelt weiter“, unterstreicht Heriard-Dubreuil die strategische Ausrichtung. Und dabei nehmen geodätische Anwendungen eine herausragende Stellung ein. Die Laser-Drohne basiert auf der im Markt weltweit etablierten Flugplattform md1000. Idealerweise erfasst die mdLiDAR1000 die Daten bei einer Flughöhe von 40 Metern und einer Geschwindigkeit von drei Metern pro Sekunde. Damit liefert sie nach Angaben des Herstellers eine relative Genauigkeit von sechs Zentimetern – nicht nur in der Lage, sondern auch bei den Höhendaten.
Praxisgerechter Worlkflow
ESG. Unsere Themenschwerpunkte im Bereich GeoIT und Fernerkundung
liegen in der Konzeption und Realisierung von Geodatenmanagementsystemen,
Geodateninfrastrukturen, verlegbaren (mobilen) Geoinformationssystemen
und Software für die automatisierte Bildauswertung sowie für die
Karte/Lage-Darstellung in Einsatzsystemen.
Portfolio: Aerial Mapping, 3D-Modelle/Auswertung, Orthobilder und GIS/CAD-Anwendungen, Thermalanalyse/Wärmebild zur Inspektion am Boden und aus der Luft, Reseller von Multispektralkameras mit Expertise u.a. in Präzisionslandwirtschaft + Tagebau, Unternehmensberatung zur Einbindung von UAVs im industriellen Geschäftsbetrieb, sowie Anwenderschulungen.
Corporation – weltweit führend in der Herstellung von optischen und elektronischen
Instrumenten für die Medizin, Vermessung und Bauwirtschaft. Topcon
entwickelt und produziert innovative Positionierungslösungen und bietet ein
ganzheitliches Produktportfolio an GNSS-Systemen, Lasern, Produkten für die
optische Vermessung und Maschinensteuerung, sowie Anwendungssoftware an.
Software, u.a. Agisoft Photoscan. Daneben bieten wir eine aufgabenspezifische
Durchführung von nahbereichs- und UAV-photogrammetrischen Vermessungen
und teilen unsere Erfahrung und unser Wissen im Bereich moderne Photogrammetrie
mit unseren Kunden im Rahmen von Photogrammetrie-Seminaren und
onlinebasiertem On-the-job Support.
Die Lösung ist beispielsweise dafür geeignet, Stromleitungen, Straßen oder Vegetation abzubilden. Ein Vorteil des LiDAR-Systems ist die Nutzung in Gebieten mit Wald und Vegetation. Dies resultiert aus den reflektierten Laserimpulsen, die das Blattwerk durchdringen und auf dem Boden auftreffen.
Als vollintegriertes System ist der mdLiDAR1000 dafür konzipiert, dass Kunden direkt die 3D-Punktwolken generieren können, was effizienter als traditionelle Methoden ist. Dafür hat Microdrones einen durchdachten Workflow entwickelt. Insgesamt unterteilt der Hersteller den Workflow in vier Stufen: Zum einen die Planung des automatisierten Fluges (Mission). Vor dem Hintergrund der zu erzielenden Datenqualität werden hier etwa Höhe und Geschwindigkeit des Fluges festgelegt. Den zweiten Schritt betrifft die Flug-Überwachung durch MDcockpit, der Systemsteuerung der Drohne. Sie überprüft, ob die „Produktion“ der Daten ordnungsgemäß funktioniert. Die Software benötigt dafür hochpräzise Georeferenzierung. Im mdLiDAR1000 ist das POSPac UAV System von Applanix integriert, dass die Position, von der die Aufnahmen gemacht wurden, präzise bestimmt.
Als dritter Schritt wird automatisch eine Punktwolke aus den Einzelaufnahmen zusammengesetzt. Die Software greift dabei auf eine hochgenaue Georeferenzierung zurück. Bei der mdLiDAR1000 ist das System POSpac UAV von Applanix integriert, das genau festhält, von welcher Position aus die Aufnahmen getätigt wurden.
Das System kommt bereits in der Praxis zum Einsatz. Im November 2017 wurde es eingesetzt, um die Start- und Landebahn des internationalen Flughafens in Griffiss im US-Bundesstaat New York zu befliegen. Aufgabe war es dort, während des Flughafenbetriebs den Zustand der Landebahn zu erfassen und ein 3D-Modell zu erstellen.
„Das Projekt hat bewiesen, dass unsere Lösung in der Lage ist, genaue Punktwolken sehr einfach zu erstellen“, sagt Heriard-Dubreuil. „Dadurch bieten wir die Möglichkeit, Vermessungsprojekte noch schneller und kostengünstiger durchzuführen.“