Un UAV de ala fija VTOL montado en LiDAR cartografía 2200 km para la construcción de la autopista Trans-Sumatra en Indonesia
Soluciones eVTOL y UAV LiDAR utilizadas para un estudio a gran escala en Sumatra
Uno de los mayores retos de los levantamientos LiDAR es la productividad. En lo que sigue, se dará cuenta de lo eficiente que puede ser la cartografía LiDAR cuando se utilizan y combinan las herramientas adecuadas: UAV y sistema LiDAR.
Indonesia tiene un gran programa de desarrollo que finaliza en 2024. El plan consiste en mejorar las conexiones por carretera de todo el país y sus principales islas. Hutama Karya, empresa estatal de construcción de infraestructuras, ha sido asignada a la construcción de autopistas de peaje, en la isla de Sumatra.
En su implementación, Hutama Karya utilizó el UAV Tron eVTOL de Quantum-Systems, que transportaba la carga útil del sensor LiDAR Yellowscan Surveyor Ultra UAV, para cartografiar el plan de la autopista de peaje a lo largo de la isla de Sumatra.
Hutama Karya se encargó de trazar y construir la totalidad de la autopista Trans-Sumatra, de 2200 km de longitud, que conecta la ciudad de Banda Aceh (noroeste) con la de Bandar Lampung (sureste). ¡Y esto definitivamente no es un negocio pequeño!
Mapa de la construcción de la autopista de peaje Trans-Sumatra – Photo credit. Hutama Karya.
Construcción de la autopista de peaje Trans-Sumatra – foto aérea – Crédito de la foto. Hutama Karya.
Vea el despegue del UAV Tron combinado con el Surveyor Ultra LiDAR sobre un bosque de palmeras.
¿Cómo realizar la cartografía de un corredor de 2.200 km para la construcción de carreteras?
El proyecto de cartografía del corredor se dividió en secciones de 10 km, lo que dio lugar a un plan mínimo de 220 misiones de vuelo (en el mejor de los casos) y un plan máximo de 350 misiones de vuelo (en el peor de los casos, es decir, incluyendo malas condiciones meteorológicas, posibles daños y reparaciones del UAV o los sensores…).
El Surveyor Ultra se voló a 150 m AGL, sobrepasando los límites de este sistema LiDAR (la altitud de vuelo AGL recomendada por YellowScan para el Surveyor Ultra es de 80 m), pero cumpliendo los requisitos del proyecto. Volar a baja altura sobre terrenos boscosos y montañosos, o incluso extremos, como Muara Enim, Padang, Bengkulu y Pekanbaru, ¡es todo un reto!
En la zona de «Muara Enim», el UAV Tron con Surveyor Ultra voló incluso más allá de la línea de visión (BVLOS) en cada sección de prospección (de 30 km de longitud), ya que la normativa local lo autoriza en Indonesia. Era la primera vez que un eVTOL de ala fija con LiDAR volaba BVLOS en Indonesia.
En resumen, la cartografía del corredor de 30 km en Muara Enim se realizó desde 3 puntos de despegue y aterrizaje, utilizando una estación base Leica GPS en tierra. Aunque la precisión cumplía las expectativas del cliente, lo difícil era encontrar la señal GCP instalada inicialmente, ya que estaba cubierta por una densa selva tropical.
¿Por qué un UAV de ala fija eVTOL combinado con YellowScan Ultra en este enorme proyecto de levantamiento LiDAR?
El LiDAR aerotransportado se descartó rápidamente como opción, ya que el uso de aeronaves para la cartografía LiDAR no cumple las expectativas de precisión ni los costes previstos, además de permitir la adquisición de datos parciales de pequeño tamaño.
Hutama Karya decidió optar por la cartografía LiDAR UAV para satisfacer sus requisitos y adaptarse al tamaño del proyecto, la densa vegetación (hojas de palmera) y los relieves del terreno.
Los UAV de ala fija eVTOL permiten despegues y aterrizajes verticales rápidos y seguros. Es imprescindible cuando se trabaja en zonas de vegetación densa como en Indonesia, no se necesita mucho espacio para volar y la recogida de datos comienza rápidamente. Además, puede volar más alto, más rápido y durante mucho más tiempo que con un UAV multirrotor. Es la mejor solución para la productividad.
YellowScan Surveyor Ultra UAV LiDAR proporciona una alta densidad de puntos con su sensor láser integrado VLP-32 de Velodyne (360° FOV, 32 rayos láser, 600.000 pts/seg, hasta 2 ecos/retornos), lo cual es necesario cuando se trabaja con bosques tropicales. Por lo tanto, la captura de datos LiDAR de alta velocidad a través de vegetación densa es posible con Surveyor Ultra. La integración de Li DAR en la nariz de Quantum-Systems Tron es fácil y, como resultado, la recopilación de datos es rápida y precisa.
¿Parámetros de vuelo?
- Área cubierta (longitud del corredor): 2.200 km
- Número de vuelos: 260
- Duración de la misión: 10 meses
- Precisión obtenida: min 5cm (@80m AGL) – max 10cm (@150m AGL)
- Longitud del corredor por vuelo: 10-12 km dependiendo del patrón del corredor
- Velocidad de vuelo: 20 m/s
- Altitud de vuelo: 100-150 m AGL
- Resultados: 20 puntos/m² con cobertura vegetal
La misión completa de la autopista de peaje Trans-Sumatra fue un éxito sin obstáculos durante la adquisición de datos LiDAR. YellowScan Surveyor Ultra funciona en condiciones difíciles (uso intenso, altitud AGL superior a la recomendada, tasa de humedad…) y sin duda se ajusta a las limitaciones de las zonas tropicales para la cartografía con UAV.
Surveyor Ultra es capaz de adquirir datos LiDAR muy grandes para infraestructuras lineales (cartografía de corredores) y su combinación con Quantum-Systems Tron es una solución probada.
De hecho, este proyecto a gran escala ha demostrado al mundo cómo Las soluciones combinadas de Quantum-Systems y YellowScan llevaron la topografía con UAV a un nuevo nivel. Quantum-Systems Tron UAV y YellowScan Surveyor Ultra LiDAR alcanzaron el nivel de productividad y el tamaño de área cubierta por vuelo que suelen alcanzar las aeronaves tripuladas.
Esto es sólo el principio, ya que esperamos nuevas mejoras con los nuevos sistemas LiDAR UAV que llevarán esta tecnología a un nivel sin precedentes de eficacia, facilidad de uso y menor coste.
NB : Autor Julien BO.
