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Name: Roma Drone Conference 2019: in arrivo aggiornamenti normativi
Author: The Staff

Sono specializzato nel campo dell'archeologia, dell'aerofotogrammetria da drone, della topografia, del laser scanner e Istruttore APR/CRO autorizzato ENAC per lavorare con i droni.

Mar

2019

Roma Drone Conference 2019: in arrivo aggiornamenti normativi

Si è svolta il 18 marzo 2019, presso l'Auditorium Centre Saint-Louis, la 6ª edizione del Roma Drone Conference, evento quest'anno particolarmente incentrato sul tema della nuova normativa EASA e l'impatto che avrà rispetto all'attuale Regolamento ENAC.

In questo articolo cerchiamo di riassumere gli argomenti trattati durante la giornata.

L'aspetto più importante riguarda operatori e piloti: gli operatori di droni di MTOM inferiore a 250 grammi, che normalmente non sarà obbligato alla registrazione, equipaggiati con una camera o un microfono, ovvero dispositivi in grado di catturare dati personali (privacy), dovranno essere registrati come con quelli di peso superiore. La registrazione si fa online nello stato di residenza, ma si creerà una banca dati interoperabile a livello europeo, così da far in modo che un pilota italiano che vola in Spagna possa essere facilmente e immediatamente identificato tramite una sorta di trasponder che trasmette i dati a un comune smartphone in mano al privato cittadino. E il contrario ovviamente.

Ricordiamo come saranno divisi i droni in futuro: non più in base a peso e forma, ma in base al rischio. Ci saranno 3 categorie:

Open: operazioni a basso rischio, operatività limitata ma possibile senza la necessità di un'autorizzazione preventiva
Specific: operazioni che richiedono una valutazione del rischio e un'autorizzazione preventiva
Certified: operazioni ad alto rischio (tipo drone con apertura alare maggiore di 3 metri sopra uno stadio), operatore e UAS devono essere certificati e il pilota deve ottenere una licenza (ancora in fase di studio)

Secondo aspetto importante: il fatto che più volte l'Ing. Di Rubbo di EASA abbia sottolineato come gli esami e l'addestramento previsti dal regolamento europeo siano pensati per essere condotti in autonomia. Per la categoria Open, l'esame online non richiederà che venga svolto in un Centro di Addestramento (CA). Per la categoria Specific, il training pratico con il drone potrà essere condotto dall'operatore in maniera autonoma, e soltanto alla fine, per il riconoscimento del certificato di competenza di pilota remoto, dovrà recarsi in un CA per un test addizionale questa volta scritto. Quindi con EASA sarà fortemente ridimensionato il ruolo dei CA nella formazione dei piloti: non è chiaro come questo favorisca la cultura e la sicurezza del volo, mentre è molto chiaro come vada a esclusivo vantaggio del consumatore, che obbligato a registrare il drone dalla caduta della differenza tra aeromodello e aeromobile, almeno non è costretto a spendere una barca di soldi per una formazione specialistica che forse non è a lui strettamente necessaria (in genere le attività ludiche avvengono per lo più in ambienti extra urbani), visto che lo stesso Ing. Di Rubbo ha ricordato come grazie ai dispositivi GPS presenti sui droni, controllare e pilotare questi oggetti volanti è oggi relativamente semplice. Un compromesso probabilmente imposto dalle case costruttrici.

Nelle Open category si vola in VLOS, la quota di volo massima sarà di 120 m AGL, ovvero basata sull'orografia del terreno: la presenza di molte zone collinari e montuose in Italia renderebbe impossibile mantenere una quota di 120 m dal punto di decollo, in questo modo l'altezza massima del drone cambia in funzione dell'altitudine del suolo. Importante da ricordare: se ci si trova in presenza di un ostacolo più alto di 120 m dal suolo (difficile ma non impossibile), lo si può sorvolare per un altezza di 15 metri oltre l'altezza massima dell'ostacolo ma solo e soltanto se il proprietario di quell'ostacolo lo richiede espressamente. Per volo ludico un muro più alto di 120 m costituisce un ostacolo insormontabile.

Per quei droni che oggi ricadrebbero nella definizione di aeromodelli ma che in futuro saranno esclusivamente droni, è prevista una classe apposita, la C4: il drone per ricadere all'interno di questa classe dovrà essere sprovvisto di elementi di stabilizzazione (ad es. assenza di un flight controller), affinché si dimostri che il pilota è più interessato alla dinamica del volo che non all'operatività con drone.

Per quanto riguarda l'operatore e il pilota, come nell'attuale Regolamento ENAC sono in capo a loro tutte le competenze in materia di sicurezza del volo: il pilota deve verificare di volare in una zona non interdetta, deve mantenere efficiente il mezzo, deve porre in atto tutte le manovre necessarie a evitare una potenziale collisione in aria (sia con ostacoli fissi che con altri mezzi aerei). Non sarà possibile volare in aree dove è in atto un'emergenza (incidenti o disastri naturali) a meno che non sia espressamente richiesto dall'autorità presente sul posto. Sarà però finalmente possibile effettuare operazioni in FPV (First Person View), a differenza di oggi, perché il pilota che con il visore non è più in VLOS potrà farsi coadiuvare da un osservatore al suo fianco che lo può informare immediatamente di eventuali pericoli del volo.

Al pilota del drone è richiesta un'età minima di 16 anni (oggi per i SAPR sono 18), che i singoli Stati membri possono, in maniera autonoma, abbassare fino a 14 anni.

Quando l'operabilità non ricade nelle limitazioni delle Open category, ad esempio si vuole volare in BVLOS, oltre i 120 metri, o con droni di MTOM superiore a 900 grammi (500 gr. nel periodo transitorio), vi è necessità di trasportare del materiale, trasporto materiale pericoloso ma in involucro sicuro, oppure devo volare in ambito urbano con droni di MTOM superiori a 4 Kg, si ricade nelle Specific category.

In questo caso l'elemento principale è la valutazione del rischio: quest'analisi potrà essere compiuta tramite il sistema SORA (Specific Operation Risk Assessment), che guida l'operatore a valutare gli elementi che possono costituire un problema al volo, valutare le attività mitigative del rischio, definire le operazioni da svolgere e le competenze del personale, determinare eventuali requisiti tecnici del drone, assicurare i dovuti livelli di privacy. In questo modo si potrà scrivere un pacchetto operativo basato sulle diverse operazioni (non dissimile dai nostri documenti "analisi del rischio" e "manuale operativo") da sottomettere all'autorità per essere autorizzato al volo (tipo le autorizzazioni CRO odierne). Verranno proposte anche da EASA degli scenari standard, attraverso delle appendici che inizieranno ad essere proposte da quest'anno: per questi scenari sarà EASA ad effettuare l'analisi del rischio e a fornire a operatori e piloti l'elenco di attività da completare per svolgere l'operazione. Nel periodo transitorio è possibile che rimarranno attivi gli attuali scenari standard di ENAC. In futuro sarà anche disponibile un pacchetto modello per determinare operazioni che potrà essere adattato ai singoli scenari e inviato all'Autorità per non dover effettuare un Risk Assessment completo: i primi pacchetti dovrebbero arrivare dopo questa estate. Quando l'Autorità nazionale avrà autorizzato l'operatore, questa autorizzazione risulterà valida in tutti i Paesi membri senza ulteriore verifica: sarà sufficiente inviare dichiarazione e autorizzazione del proprio Stato all'autorità dello Stato in cui devo volare. Tuttavia, se nel Paese estero la tipologia di operazione sarà diversa rispetto a quelle per cui nel mio Paese ho effettuato il Risk Assessment, dovrò richiedere al Paese estero di verificare che il mio RA sia conforme limitatamente alle modifiche necessarie per operare in quella zona. La nuova autorità non dovrà autorizzare ma riconoscere tramite lettera la bontà delle modifiche apportate al RA.

Gli standard di sicurezza per le Open e le Specific category saranno standard incrementali: ci saranno standard minimi per semplici operazioni, standard molto complessi per operazioni con rischio maggiore. Da qui ne discende che sicuramente in futuro non tutti gli operatori/piloti potranno effettuare missioni, perché magari piccole e micro imprese non potranno essere compliant con determinati requisiti per operazioni complesse.

Il Light Uas operator Certificate (LUC) è un certificato che l'operatore può volontariamente richiedere all'autorità nazionale per verificare la propria organizzare e dimostrare di essere in grado di verificare il rischio, secondo una versione semplificata dei requisiti SMS presenti nei regolamenti aeronautici: questo certificato può essere utile per operare in scenari standard senza inviare la dichiarazione, autorizzare le operazioni coperte da RA senza richiedere autorizzazione dell'autorità, o valutare operazioni nuove non coperte da RA, effettuare il Risk Assessment e autorizzarsi senza inviare la dichiarazione all'autorità.

Il certificato rilasciato è valido nello Stato membro come in tutti gli altri Stati facenti parte di EASA. Se il modello è quello degli SMS, ci si deve aspettare che solo le grandi aziende, dotate di una particolare organizzazione interna, potranno essere in grado di ottenere questo certificato: indubbiamente non è materia per piccole aziende o singoli operatori.

Fino all'estate 2020 i Regolamenti nazionali, in Italia il Regolamento SAPR di ENAC, resteranno pienamente validi. Tra il 2020 e il 2022 ci sarà un periodo transitorio nel quale il Regolamento EASA entra in vigore ma con alcune limitazioni, mentre nel 2022 tale Regolamento andrà in vigore a pieno regime.

La Open category limitata, con velivoli senza marchio CE, prevede che i droni in classe C1 abbiano un MTOM di massimo 500 grammi (ad es. DJI Mavic Air) e potranno operare similmente ai nostri trecentini. In ambito urbano i droni con MTOM entro i 2 Kg (ad es. DJI Mavic 2 e Phantom) potranno volare mantenendo una distanza da almeno 50 metri dalle persone. Tutti gli altri droni fino a MTOM 25 Kg potranno volare in ambito extra-urbano e comunque lontano dalle persone (sarà interessante capire come in quel caso con un DJI Inspire 2 si potranno riprendere scene cinematografiche in ambito urbano).

Sarà compito delle autorità nazionali definire i requisiti con i quali i piloti potranno, fino al 2022, volare in queste tre categorie.

Per quanto riguarda le Specific, non ci sono particolari limitazioni, quindi si potrà già operare secondo quelle che sono le specifiche previste dal Regolamento EASA. Tutti i Risk Assessment previsti da EASA dovrebbero essere per lo più definiti entro il 2022: si prevede che i primi scenari standard potranno essere adottati nel 2020. Nel frattempo tutto ciò che non è standard sarà sotto autorizzazione.

Entro il 2021 tutti gli Stati membri dovranno convertire le autorizzazioni, certificati etc. rilasciati con le attuali normative verso i nuovi scenari imposti dal Regolamento EASA, e definire anche uno standard europeo per definire il sistema con il quale la cartografia aeronautica mostrerà le zone vietate (ad es., arancione per gli aeroporti, in tutte le cartografie degli Stati membri dovrò vedere quel colore per gli aeroporti).

Dal 2022, anno di entrata in vigore definitiva del Regolamento EASA, non potranno più essere commercializzati droni di categoria Open senza marchio CE. Tutto ciò che è senza marchio CE, perché magari acquistato in precedenza, ricadrà sotto la classe A3. Per quella data inoltre club e associazioni aeromodellistiche dovranno aver ottenuto dall'autorità nazionale l'autorizzazione ad operare in deroga ai limiti imposti dalle categorie EASA.

L'Ing. Carmela Tripaldi di ENAC ha annunciato quali saranno gli ambiti nei quali l'Autorità nazionale agirà fin da giugno 2019 per arrivare al 2020 senza traumi improvvisi: verrà eliminata la differenza tra aeromobili e aeromodelli, le operazioni non critiche non avranno bisogno di dichiarazione, registrazione su D-Flight di tutti i droni con MTOM superiore a 250 grammi, revisione della formazione del pilota, emissione di una circolare ATM-09 "Aeromobile a pilotaggio remoto. Criteri di utilizzo dello spazio aereo" in merito all'uso dello spazio aereo da parte di UAS. La circolare dovrebbe quindi andare oltre quella che è l'ATM05A per la richiesta di NOTAM per il volo in ATZ: in futuro dovrebbe essere più semplice volare in ATZ a determinate condizioni senza richiedere autorizzazioni o riserve. Un esempio di condizione potrebbe essere: un drone che a 4 km dal centro dell'aeroporto voli entro i 25 m AGL potrà farlo senza autorizzazione. Le ATZ degli aeroporti dovrebbero passare ad avere una forma rettangolare, mentre rimarrà circolare quella degli eliporti.

Le operazioni non critiche e ricreative (fino a oggi escluse dal Regolamento) verranno revisionate sulla base delle Open category, mentre le operazioni oggi critiche diventeranno per lo più le future Specific. Il nuovo Regolamento ENAC uscirà entro luglio 2019, con previsione di giugno 2019, i corsi per piloti saranno uniformati a quanto richiesto da EASA (revisione della LIC-15) e verranno attivati corsi per il pilotaggio BVLOS.

Per le non critiche/ricreative, al pilota non sarà richiesta una prova pratica né un certificato medico o un attestato, ma un training con test online (40 domande a scelta multipla) che porterà una dichiarazione di competenza.

Per le critiche, non dovrebbe cambiare nulla nel periodo transitorio tranne che il syllabus della prova per l'attestato presso i Centri di Addestramento sarà revisionato e non sarà più necessario nemmeno in questo caso il certificato medico.

Verrà emesso uno scenario denominato "TIPO" per il BVLOS, operazioni per le quali non sarà più necessaria la licenza fino a MTOM di 25 Kg ma l'autorizzazione ENAC e potrebbe in alcuni casi non essere richiesta l'area segregata (NOTAM).

Mar

2019

Guida a UgCS+Litchi: programmare una missione automatica per il DJI Spark

Chi è pilota di UAV, che lo sia da tempo o che lo stia diventando, avrà sicuramente cercato in rete, almeno una volta, informazioni su app per il volo automatico. Chi possiede un drone DJI conosce da tempo questa possibilità, così come i possessori di mezzi Parrot: tutti gli altri (per citarne alcuni: Walkera, Yuneec, le italiane ItalDron piuttosto che la fu FlyTop) si devono affidare purtroppo soltanto alle applicazioni di controllo fornite con il mezzo stesso (eccezion fatta per lo Yuneec H520). Facciamo qualche nome di app, alcune gratuite altre a pagamento, disponibili per i vari mobile device sia Android che iOS, che consentono il volo automatico, con il solo intento didascalico e certi di dimenticarne qualcuna: DJI GS Pro (solo iPad), Pix4D Capture, DroneDeploy, Drone Harmony, Autopilot, Litchi, PrecisionMapper, AirMap, Altizure, UgCS. Chi se ne intende un po' avrà subito capito che si parla soprattutto di rilevamento aerofotogrammetrico, quindi di topografia.

Affinché queste app funzionino correttamente, il nostro drone deve essere dotato di funzionalità di controllo volo e navigazione tramite waypoint: ecco perché programmare un volo automatico per un DJI Phantom 3/4, un Inspire, un Mavic, un Matrice, è semplice come bere un bicchier d'acqua.

Ben diverso il discorso per il piccolino di casa DJI, lo Spark, molto famoso e diffuso in Italia per la possibilità di farlo rientrare nella categoria dei cd trecentini, SAPR che è possibile pilotare senza patentino. Sulle capacità di ripresa video e fotografica di questo drone non spenderemo altre parole, ci sono ore di letture e video online se ancora siete dubbiosi. Non diremo nulla nemmeno sul Parrot Anafi, altro drone trecentino disponibile dall'estate scorsa e che può effettuare una missione automatica di rilevamento aerofotogrammetrico con l'app Pix4D Capture, di proprietà di Parrot stessa. La guida che state leggendo è stata preparata per ovviare al problema dell'assenza di navigazione tramite waypoint che affligge lo Spark: da quando, fine luglio 2018, DJI ha annunciato un aggiornamento firmware che avrebbe integrato questa funzione, nulla più si è visto e sono già passati 7 mesi. In ogni caso è stato reso disponibile un SDK che supporta questa funzionalità: se fino a poco tempo fa il volo automatico con lo Spark era possibile solo tramite l'app Autopilot attraverso un trick, oggi l'app Litchi ha integrato questa funzione tramite SDK ed è certamente una delle più evolute applicazioni per il volo automatico con un drone di casa DJI. Piccolo problema: Litchi nasce come app di ripresa videofotografica, ma se volessimo effettuare un rilevamento aerofotogrammetrico in modalità automatica?

Ci sono diversi motivi per i quali sarebbe meglio pilotare lo Spark in modo manuale, a cominciare dal fatto che la connessione con il radiocomando è gestita tramite un "semplice" e facilmente disturbabile collegamento WiFi, ma come fare se volessimo gestire la missione in modalità automatica? In fondo alla pagina troverai i riferimenti a due tutorial dei nostri colleghi l'Ing. P. Corradeghini e l'Ing. G. Beretta, che ti mostrano come ottenere questo risultato con l'accoppiata rispettivamente di Thopos+Litchi e di QGIS+Litchi. Noi ci siamo assunti il compito di mostrarti l'accoppiata UgCS+Litchi.

UgCS è la Universal Ground Control Station della società lettone SPH Engineering: la versione per desktop, disponibile sia per PC che per Mac e Linux, denominata UcGS mapper, si collega al drone tramite un client e l'app installabile su un mobile device, al quale può così inviare i parametri di una missione automatica. UcGS come dice il nome nasce come sistema per il rilevamento aerofotogrammetrico, è compatibile con molte piattaforme di droni, anche autocostruiti, e viene distribuito in forma commerciale con il nome di UgCS Pro: $69 per 1 licenza mensile, $199 per 1 licenza di 3 mesi, $600 per la licenza perpetua che include 1 anno di aggiornamenti. Questa guida è stata redatta con la versione 3.1 (871).

Perché UgCS? Perché integra un pianificatore di volo che consente l'esportazione dei waypoints e delle rotte in formato KML, il formato per la gestione dei dati geospaziali di Google Earth, diventato uno standard per molte applicazioni: basti pensare che un KML per un volo pianificato può essere importato sia in Litchi ma anche in Pix4D Capture se le modalità predefinite di quest'ultima app facessero al caso nostro.

Poiché dunque a noi interessa UgCS come pianificatore di volo, in fase di installazione possiamo togliere la spunta alle voci "UgCS mapper" e "Video service" e a tutte le voci support. Concludiamo l'installazione lasciando le restanti voci così come proposto dal programma. Quando avvieremo il programma per la prima volta ci verrà chiesto di inserire un codice di attivazione o attivare la trial di 14 giorni: chiudiamo semplicemente la finestra perché a noi non interessano le funzionalità aggiuntive di controllo del drone offerte dal software.

Avviato il client, apriamo il menù principale (icona in alto a sinistra) e creiamo una nuova missione: possiamo partire da zero o importare un file esistente. Per le nostre finalità scegliamo la prima opzione. Nella seconda finestra ci viene chiesto il nome da dare al percorso e di selezionare un modello di drone dal database: naturalmente andiamo a cercare e selezionare il DJI Spark. Il database di UgCS contiene i dati di svariate decine di modelli che aiutano il software a pianificare più correttamente la missione, ecco perché selezionare il modello giusto in questa fase ci aiuterà dopo. Nell'ultima finestra lasciamo i parametri come sono e diamo OK.

La sezione di questo paragrafo è teorica, in quanto la funzionalità che la supporta richiede la sottoscrizione di una licenza Pro o Enterprise.

Un DEM, acronimo di Digital Elevation Model, è un file raster che contiene dati sull'altimetria della Terra, in grado di aiutare il nostro pianificatore di volo a generare dei waypoint che seguono quote del terreno non approssimate. Il motivo di questa necessità è presto detto: in fotogrammetria l'accuratezza e la risoluzione di un rilievo dipendono dal GSD, acronimo di Ground Sampling Distance, ovvero un valore che determina qual'è il più piccolo dettaglio che il sensore fotografico è in grado di catturare: il GSD è direttamente dipendente dalla distanza del sensore rispetto all'oggetto rilevato, nel nostro caso dall'altezza di volo. Immaginando di dover rilevare un piano inclinato, se mantenessimo una quota costante rispetto al punto di decollo avremo un rilievo in alcuni punti con un GSD di 1 cm, in altri punti un GSD di 3 cm: affinché tutto il rilievo abbia un GSD di 1 cm è necessario fornire al nostro APR informazioni precise sulla quota da mantenere in relazione all'andamento altimetrico del terreno, ad es. un'altezza costante AGL (Average Ground Level) di 30 metri.

I più comuni DEM in rete sono file di grandi dimensioni che tendono a riprodurre grosse estensioni di territorio, e per questo motivo sono pochi accurati, nell'ordine di decine di metri: ma, parlando del caso italiano, grazie alla direttiva europea INSPIRE, sono disponibili molti DEM provenienti da dati LiDAR e che per questo motivo sono molto accurati, nell'ordine di centimetri. Il Ministero dell'Ambiente ha prodotto un DTM da LiDAR, acronimo di Digital Terrain Model, ovvero un modello della superficie geodetica ovvero del terreno pulito da eventuali sovrastrutture come edifici e vegetazione, con passo di 1x1 metri (con accuratezza di ca. 30 cm sul piano orizzontale e 15 cm sul verticale): è possibile farne richiesta al modico prezzo di €2 come diritti di ricerca e ufficio e vi sarà possibile utilizzare questi dati per pianificare una missione che mantenga un GSD costante.

La possibilità di caricare dati di elevazione o ulteriori mappe anche attraverso servizi WMS, lo ripetiamo, è riservata agli utenti Pro o Enterprise. Se volete provarla sarà comunque sufficiente attivare la trial di 14 giorni.

Volendo proseguire con la versione demo, ma funzionante per le nostre esigenze, di UgCS, passiamo ora a generare il piano di volo. A differenza di altre applicazioni, non siamo costretti a lavorare su quadrati predefiniti o a effettuare complicate manovre per trasformare il quadrato iniziale nel poligono di nostra necessità: in UgCS la creazione del poligono avviene per aggiunta di vertici. Sulla barra degli strumenti a sinistra attiviamo il comando "strumenti per fotogrammetria": ora, ogni volta che faremo doppio clic su un punto della mappa, verrà creato un vertice. Aggiungiamo tutti i vertici necessari a perimetrare l'area da rilevare e infine facciamo in modo che il doppio clic conclusivo avvenga sul primo vertice, affinché il software capisca che abbiamo determinato l'area. In qualsiasi momento ogni vertice può essere selezionato e spostato a piacimento sulla mappa: il programma si occuperà di aggiornare il piano di volo di conseguenza.

Vedremo ora una serie di strisce verdi apparire nel nostro riquadro: sono le strisciate che percorrerà il nostro drone, in accordo con i dati di volo inseriti. La direzione delle strisciate può essere ruotata a nostro piacimento, al fine di individuare la miglior serie di percorsi per l'area da rilevare, funzione molto utile soprattutto in caso di poligoni complessi.

Perché il software generi un percorso corretto, è necessario nella finestra che si è aperta sulla sinistra dello schermo inserire una serie di dati. Ipotizziamo di voler effettuare un rilievo con il nostro Spark che abbia un GSD di 1,5 cm (generalmente sufficiente in considerazione dell'accuratezza di un GNSS differenziale in modalità rover normalmente utilizzato per la correzione metrica di un progetto aerofotogrammetrico): utilizzando un foglio di calcolo dei tanti che è possibile trovare in rete (qualche link in fondo all'articolo), scopriamo che per ottenere un GSD di quel tipo con il sensore dello Spark (6,17x4,56 mm per un FOV di 4,4 mm) il drone deve volare a ca. 40 metri di distanza dal soggetto ripreso, nel nostro caso a 40 metri d'altezza rispetto al suolo.

Purtroppo UgCS non è proprio preciso nel calcolo della quota di volo corretta di uno Spark, per cui affinché si ottenga una quota di volo di 40 metri dobbiamo indicare al software di voler ottenere un GSD di 0,80. Stabiliamo poi che la sovrapposizione in avanti e laterale siano rispettivamente del 70% e del 60%, valori che ben si adattano alla maggior parte delle situazioni. Infine alla voce tipo di altitudine selezioniamo AGL. Questo è il risultato.

Infine, se attiviamo l'opzione che ci consente di visualizzare il profilo altimetrico della nostra missione, potremo visionare appunto l'andamento in quota del drone e l'altezza di volo adattiva dal terreno, nel nostro caso 39 metri. Per fare questo dovremo cliccare l'icona con i 3 ingranaggi ("parametri") presente accanto al tipo di velivolo selezionato (voce "DJI Spark") e cliccare su "mostra elevazione". Ottenere la quota di volo corretta è importante al fine di calcolare la corretta distanza tra le strisciate del drone.

Siamo dunque pronti a esportare il file KML che contiene il path della nostra missione di volo: ritorniamo sull'icona con i 3 ingranaggi e questa volta clicchiamo su "Esporta in KML". Date un nome al file e salvatelo nella posizione del vostro PC che più vi fa comodo, magari in una cartella sincronizzata con un servizio cloud così da averlo a disposizione anche sui vostri mobile device.

Litchi è un'applicazione a pagamento per il controllo dei droni DJI sviluppata dalla londinese VC Technology Ltd. È probabilmente una delle migliori app del suo genere, superiore persino alla DJI GO/GO4, l'app ufficiale di questi dispositivi. Grazie alla DJI SDK permette di programmare moltissime manovre che il drone eseguirà in maniera automatica, che poi è il motivo per cui vale acquistarla: ad oggi è compatibile con DJI Mavic 2 Zoom/Pro/Enterprise, Mavic Air/Pro, Phantom 4 Normal/Advanced/Pro/ProV2, Phantom 3 Standard/4K/Advanced/Professional, Inspire 1 X3/Z3/Pro/RAW, Inspire 2, Spark.

Uno dei più grandi vantaggi offerti da questa applicazione è il Mission Hub, ovvero un ambiente cloud fruibile da browser con il quale programmare la missione che poi, salvata, può essere aperta dall'app sul dispositivo mobile per essere eseguita. E sarà proprio questo Hub che andremo a utilizzare adesso.

Colleghiamoci dunque al Litchi Hub, creiamo l'account se non ne abbiamo già uno, quindi entriamo nel nostro account così da poter salvare la missione. In basso a sinistra troviamo il pulsante Mission: passandoci il mouse sopra si attiverà un menu dal quale sceglieremo la voce "import". La finestra che si apre consente di importare un file KML o file CSV appositamente formattato o una missione nel formato Litchi esportata in precedenza o creata da altri. Andiamo dunque a selezionare il file KML salvato in precedenza e vedremo le traiettorie create in UgCS apparire nel nostro universo Litchi: ogni vertice delle traiettorie è diventato un waypoint, identificato dall'icona simbolo dell'app che assomiglia a un razzo. Ogni waypoint ha un numero identificativo che rappresenta l'andamento della missione: il drone dopo il decollo si porterà al punto 1, indi punti 2-3-4 etc., e tornerà a casa una volta raggiunto l'ultimo waypoint. La punta del razzo identifica la prua del drone, ma non la direzione che è rappresentata dalle linee che uniscono i waypoint: questo significa che noi possiamo decidere di manovrare il drone indipendentemente dalla sua posizione, come se nell'applicazione DJI GO avessimo attivato la modalità di volo intelligente Course Lock.

La direzione della punta è per noi importante perché determina il modo in cui le fotografie verranno scattate, se in "landscape" o in "portrait": a noi interessa che la punta sia sempre direzionata secondo la linea che unisce il punto 1 al punto 2 affinché le fotografie siano in modalità "landscape" e rispettino dunque la percentuale di sovrapposizione che abbiamo scelto. Quando il drone passerà dal punto 2 al 3, dal 3 al 4 e così via, non dovremo cambiare orientamento ma mantenere la stessa direzione precedente: questo perché in caso contrario il drone effettuerà delle virate rischiando così di creare delle zone senza foto o delle aree con foto in "portrait". La filosofia di navigazione che dovremo adottare è la stessa della DJI GS Pro, per chi conosce questo software.

Per modificare la direzione della prua del drone e i dati di navigazione associati a ogni waypoint, dobbiamo prima selezionarlo: si aprirà di conseguenza una finestra sulla destra dello schermo con i "waypoint settings". Primo dato che ci salta all'occhio: UcGS ha sì esportato le traiettorie, ma ha associato ad ogni waypoint una quota di volo di 500 metri, invece che i 39 metri che visualizzavamo nel client. Questo significa che dovremo apportare una modifica su ogni waypoint: un lavoro un po' noioso ma necessario per la buona riuscita della missione. Quindi portiamoci alla voce "altitude" e inseriamo la quota di 40 metri: spuntiamo con un check la voce "Above ground" affinché la quota di volo non sia assoluta dal punto di decollo ma basata sull'andamento altimetrico del terreno, così come già fatto in UcGS. Affinché sia possibile attivare questa opzione, Litchi deve conoscere qual'è il modello di elevazione del terreno per quella località e per questo dobbiamo attivare l'opzione "Use Online Elevation" in the Mission Hub settings.

Ancora meglio, quella che era una funzione a pagamento di UcGS è una possibilità integrata in Litchi: stiamo parlando dell'uso di un DEM per pianificare correttamente l'altezza di volo del drone in funzione delle quote del terreno. Tuttavia Litchi supporta soltanto i DEM in formato .asc WGS-84 Esri ASCII Grid: un formato non particolarmente diffuso rispetto al raster geoTIFF, ma ad esempio il geoportale della Regione Sardegna ha messo a disposizione i dati derivati da LiDAR di una buona parte dell'area costiera dell'isola anche in formato .asc WGS-84.

Ai fini della nostra guida questa opzione non interessa, sarà oggetto di un tutorial avanzato. Quindi affidiamoci all'altimetria del terreno che Litchi prende da Google e terminiamo il lavoro di settaggio dei waypoint. Altro parametro da modificare è il "Gimbal Pitch": esso identifica il tilt del gimbal, in parole povere l'inclinazione della fotocamera. In un lavoro di aerofotogrammetria è importante che l'inclinazione della fotocamera rispetti determinati parametri: per una parete verticale deve essere frontale quindi 0°, per un modello 3D deve essere inclinato, tipicamente tra -50° e -60°, per una ripresa del territorio deve essere nadirale, ovvero -90°. Siccome lo Spark di default ha un'inclinazione compresa tra 0° e -85°, o si modifica tale parametro tramite la DJI GO4 portandolo a -5°/-90° oppure alla voce "Gimbal Pitch" di Litchi dobbiamo selezionare l'opzione interpolate inserendo come valore -85°: non è proprio nadirale al 100%, ma la leggera inclinazione non disturba la qualità del rilievo.

Una volta terminato il lavoro di settaggio dei waypoint, rivediamo alcune impostazioni prima di volare. Ogni waypoint su mappa è accompagnato da due numeri di cui 1 tra parentesi: il primo numero è la quota di volo che abbiamo impostato, il numero tra parentesi il piano determinato dalla quota di volo del primo waypoint. Ad esempio vediamo i valori del waypoint 29 della nostra immagine: 40 metri il primo numero come quota di volo, 23,7 metri come piano della quota attuale in riferimento al terreno. Questo vuol dire che al waypoint 29 il nostro drone avrà una quota di volo inferiore di 16,3 metri rispetto al primo waypoint. Possiamo fare ulteriori verifiche: Litchi per ogni traiettoria ci dice la sua lunghezza, ovvero la distanza tra 2 waypoint. La distanza che a noi interessa è il valore che divide le strisciate principali, quelle più lunghe per intenderci, e che equivale a determinare la percentuale di sovrapposizione (noi abbiamo scelto il 60%) delle fotografie in base alla quota di volo. Per sapere se il software ha lavorato correttamente, possiamo avvalerci del foglio di calcolo messo a disposizione dall'Ing. G. Beretta. Questo file excel ci permette di calcolare una nutrita serie di dati, compreso la distanza che sarà necessario impostare tra strisciate trasversali per mantenere la corretta sovrapposizione: bene, il file ci dice che la distanza si aggira intorno ai 22 metri. Non ci facciamo ingannare dalla dicitura 12,7 - 12,8 che vediamo in Litchi, in quanto quella è una distanza reale e non proiettata, una distanza che dunque tiene conto della pendenza della traiettoria che segue il drone. La distanza trasversale tra le strisciate sarà di ca. 12 metri, quindi ampiamente rispettosa dei parametri, anzi restituente una sovrapposizione reale di quasi l'80%.

Ora non resta che impostare la velocità di crociera: attualmente lo Spark non supporta un trigger di comando che gli dica in quale momento scattare, dovremo dunque utilizzare la funzione di scatto temporizzato, come se stessimo realizzando un timelapse. Dobbiamo quindi decidere qual'è l'intervallo di tempo necessario per rispettare la sovrapposizione frontale delle fotografie, tenendo presente che il valore minimo da inserire è pari a 2 secondi. Se decidiamo di inserire 3 secondi, dovremo fare in modo che la velocità del drone non oltrepassi l'area di sovrapposizione con l'immagine successiva: a 40 metri, con una sovrapposizione longitudinale del 70% e un intervallo di scatto pari a 3 secondi, la velocità massima del drone è di 4 metri al secondo, che convertiti in Km/h corrispondono a 14,4 Km/h. Questo sarà il valore da inserire alla voce "Cruising speed". Se riteniamo che le condizioni operative potrebbero risultare in un mosso sulle foto a questa velocità, sarà sufficiente aumentare l'intervallo di scatto per diminuire la velocità dell'APR: con un intervallo di 5 secondi tra uno scatto e l'altro, la velocità da tenere è di 2 metri al secondo, pari a 7,2 Km/h.

Teniamo naturalmente presente che la durata operativa della batteria di uno Spark è di ca. 10-12 minuti, quindi sarà necessario parametrare la velocità anche in relazione alla distanza totale da percorrere e alla velocità con la quale verrà percorsa e il ritorno a casa. Nel nostro esempio la missione sull'area da rilevare alla velocità di 2 m/s verrebbe completata in circa 12 minuti, in assenza di vento, quindi al limite di 1 batteria. Meglio sarebbe una velocità di 3 m/s con un intervallo tra gli scatti di 4 secondi.

Terminato il lavoro di settaggio della nostra missione, possiamo esportare da Litchi un KML in 3D che, importato in Google Earth Pro, ci mostrerà il nostro percorso su mappa, con tanto di elevazione dei vari waypoint: un buon modo per controllare di aver impostato tutto correttamente ma attenzione, il modello digitale di elevazione utilizzato da Google Earth differisce da quello presente in UgCS, il planner che ha generato la missione, pertanto in effetti noteremo che le quote di volo non seguono pedissequamente l'altimetria del terreno. Se siamo fortunati nella ricerca di un DEM in formato .asc, possiamo rientrare in Litchi, importare il DEM per l'area di nostro interesse e correggere le quote ove necessario. Altrimenti qualche correzione potremo apportarla sul campo, direttamente nella Litchi app sul nostro dispositivo mobile, una volta verificato in situ l'effettivo andamento altimetrico del terreno.

Una bella funzione al Mission Hub è stata aggiunta da due programmi esterni: si tratta di un software per PC Windows e di una sua estensione per il browser Google Chrome, così da poterlo utilizzare anche su computer Mac e Linux. La Virtual Litchi Mission si scarica dal forum mavicpilots, mentre l'estensione la trovate nel webstore di Chrome. Cosa fa: il software si collega direttamente al Mission Hub, quindi lo si può utilizzare a tutti gli effetti come se stessimo lavorando tramite una finestra del browser. Permette di esportare la missione in un formato che viene interpretato da Google Earth come un percorso di camera: in questo modo la camera si muoverà nel mondo virtuale replicando i parametri della nostra missione come fosse il nostro drone e noi con buona approssimazione potremo vedere un'anteprima di quello che sarà il rilievo sul campo. L'estensione fa la stessa identica cosa ma senza uscire dal browser.

Per generare questo file dovremo posizionare il mouse su "mission" e dare il comando "export as csv": questo software genererà invece un file KML che come detto in precedenza sfrutta la funzionalità tour di Google Earth Pro.

Poiché l'app Litchi si collega ad AirData, il servizio offerto da Airdata UAV, Inc. che permette l'analisi dei log di volo dell'APR restituendo informazioni molto dettagliate e di vario tipo sul volo effettuato (il dettaglio dipende dal piano di abbonamento che avete sottoscritto), una volta eseguita la missione programmata è possibile verificare su app.airdata.com se il percorso eseguito è stato corretto. Come possiamo vedere dall'immagine che segue, il drone ha rispettato i percorsi e le quote di volo impostate: il fatto che le linee non siano dritte naturalmente è dovuto al fatto che lo Spark è un oggetto volante soggetto alle turbolenze dell'aria.

Siamo giunti alla fine di questa guida su come generare una missione automatica per il rilievo aerofotogrammetrico da fare con un DJI Spark sfruttando le funzionalità della versione demo di UgCS client e dell'app Litchi. È ora di segnalarti una serie di risorse online in parte già citate nel testo: dei tutorial simili a questo sono stati già scritti sviscerando il tema con un approccio diverso. L'Ing. G. Beretta ha illustrato come programmare la missione sfruttando il software open source QGIS+Litchi; l'Ing. P. Corradeghini ha fatto la stessa cosa sfruttando il software a pagamento Thopos+Litchi. Thopos è un software di topografia sviluppato in Italia ad oggi unico nel suo genere, perché è l'unico programma che offre dei tool per pianificare una missione automatica con APR che può essere gestita da Litchi e app simili.

Ora è davvero tutto.

Feb

2019

Il 9 marzo a Roma corso pratico sull’aerofotogrammetria con drone

Villaggio Vela Bianca ad Ardea: il modello 3D

Aerofotogrammetria da drone

La storia, le tecniche, i concetti fondamentali per un buon rilievo aerofotogrammetrico da drone

Gli strumenti

Impara a pianificare e rilevare correttamente i GCP per la correzione metrica

I Software

Impara a conoscere e usare correttamente i principali software per la fotogrammetria

Si terrà il prossimo 9 marzo a Roma, presso il Pick Center di Piazza Marconi all'EUR, il corso pratico di aerofotogrammetria con drone organizzato in collaborazione con la piattaforma Ispezioni con Drone.

Il corso ha la scopo di introdurre tutti i piloti di droni alla tecnica del rilevamento aerofotogrammetrico e affinare gli esperti di fotogrammetria terrestre nelle problematiche inerenti il rilievo da APR. Avrà la durata di 6 ore più la pausa pranzo, e si svolgerà dalle 10:00 alle 17:00. La location è facilmente raggiungibile dalle autostrade A1, A12, A24/25, A91 tramite GRA, uscita 26 Pontinia/Colombo/EUR. Per coloro che arrivano in treno o in aereo e vogliono muoversi con i mezzi pubblici, il quartiere è servito dalla Metro B e dalla linea Express 714 dell'Atac con partenze da Roma Termini. Per coloro i quali vengono da fuori Roma, è possibile pernottare facilmente in zona EUR, a prezzi anche modici.

Programma

MODULO 1: INTRODUZIONE ALLA FOTOGRAMMETRIA

Che cos'è la fotogrammetria e a cosa serve;
Breve introduzione sulla storia della fotografia aerea e della fotogrammetria;
Concetti teorici;
Rilievo fotogrammetrico 2D E 3D;

MODULO 2: RILIEVO FOTOGRAMMETRICO 3D

Scelta del sensore;
Progettare al meglio il rilievo;
Acquisizione delle immagini;
Generazione della nuvola di punti tramite structure from motion;
Generazione della mesh;
Generazione della texture;
Georeferenziazione e scalatura del progetto;
Esportazione di ortophoto;
Panoramica sui principali software di fotogrammetria 3D

MODULO 3: RILIEVO FOTOGRAMMETRICO DA DRONE

Multicottero o ala fissa;
Programmare il volo;
Posizionamento di GCP (Ground Control Point)

MODULO 4: ESERCITAZIONE PRATICA

Info varie

D: Il prezzo del Corso per i vostri clienti è scontato?

R: Si, esatto! Richiedi il codice coupon e potrai effettuare l’iscrizione al corso in qualità di nostro cliente con il -10% di sconto sul prezzo di listino.

D: Devo portare il computer?

R: Non è necessario che porti il tuo computer, ma è caldamente consigliato. Portando il tuo PC avrai la possibilità di seguire la parte pratica del corso.

D: Devo portare qualcosa?

R: A parte il tuo computer, no. Forniremo noi tutto il materiale didattico.

D: Fornite delle dispense?

R: Certo, sono previste dispense del corso in formato elettronico (pdf).

D: Dopo aver fatto la parte teorica come funziona?

R: Verrà effettuata una simulazione di volo relativa ad attività di aerofotogrammetria. In genere nel pomeriggio al completamento della parte teorica.

Feb

2019

Rilasciato FARO Scene 2019 e il nuovo firmware 6.4 per i laser scanner

CAM2 del Gruppo FARO ha rilasciato una nuova versione del software di lavorazione e gestione delle nuvole di punti ottenute da scansione laser3D : SCENE 2019.

Il vantaggio principale di questa nuova release consiste in un algoritmi di filtraggio degli oggetti in movimento: se prima la scansione della facciata di un edificio significava ore di lavoro per rimuovere le tracce lasciate da macchine e pedoni, ora SCENE rimuove questi oggetti in maniera automatica, al fine di produrre dati senza la presenza di elementi indesiderati. Quella che è una funzione pay-per-use in Autodesk Recap, è inclusa in SCENE.

Finalmente il software si allinea all'ultima serie S degli scanner terrestri Faro: supporta dunque la riscansione di target distanti; è stata ottimizzata il Virtual Reality Viewer che supporta l'esplorazione tramite Oculus Rift e HTC Vive; è presente la nuova funzione di creazione di immagini Laser High Dynamic Range (Laser-HDR™). È possibile armonizzare e collegare dati di scansione provenienti da fonti diverse, combinando dati tra tra CAM2 Focus e Freestyle.

Inoltre, utilizzando il software per controllare il laser scanner sul campo, sarà possibile sfruttare quasi il 100% della CPU a bordo strumento per efficentare i tempi di elaborazione della scansione fino al 50%.

In data 28 gennaio 2019 è stato rilasciato anche il nuovo firmware per gli scanner terrestri Focus S e M. La nuova release introduce importanti novità: la prima è la retake picture: avete scansionato una parete ma lo strumento ha acquisito la fotografia mentre passava una gentil signora e la facciata rischia di colorarsi con i suoi capelli biondo platino? Adesso è possibile chiedere al laser scanner di riscattare le fotografie che presentano anomalie, naturalmente prima di spostare lo strumento. Bisogna ricordare che questa funzione, poiché agisce durante la registrazione dati, non completa la scansione finché non verrà premuto il bottone "Finalizza scansione": qualora si verificassero degli errori la scansione andrà persa completamente.

È possibile adesso selezionare impostare la velocità di acquisizione delle immagini: in precedenza in ambienti con poca luminosità la camera aumentava i tempi di esposizione, in questo modo rallentando il processo di acquisizione. Ora è possibile selezionare una modalità veloce, che alzando gli ISO della camera velocizza l'acquisizione del colore: attenzione, alzando gli ISO in ambienti bui potrebbe produrre artefatti sulla fotografia.

Il nuovo firmware ha inoltre velocizzato i tempi di scansione, così da generare un sensibile risparmio di tempo durante le operazioni sul campo.

Feb

2019

ENAC scrive ai Comuni: “solo ENAC può vietare il volo ai droni”

AOPA Italia, acronimo di Aircraft Owners and Pilots Association, è un'associazione di privati cittadini per la difesa del diritto a volare. Negli anni i successi di AOPA sono stati notevoli e in questi giorni l'associazione si può appuntare un'altra stella: grazie al dialogo continuo con ENAC, l'Ente Nazionale Aviazione Civile, è stato prodotto un documento ufficiale che impone ai Sindaci dei Comuni italiani di smetterla di vietare il volo ai droni, o meglio agli APR, con iniziative proprie e locali non omologate dall'Ente.

Bisogna ricordare che il 28 aprile 2015 ENAC aveva già scritto ai Comuni in merito alla nascente, all'epoca, nuova professione dei droni, da poco normata con apposito Regolamento: due pagine sull'impiego degli Aeromobili a Pilotaggio Remoto, sulle modalità e fruibilità di tali attività di volo. Evidentemente qualche Sindaco si è arrogato il diritto di controllare lo spazio aereo soprastante il proprio territorio: tuttavia mentre il terreno è di competenza locale, l'aria è di competenza nazionale. Un Sindaco in base alla all'art. 50 del D. Lgs. n. 267/2000, in quanto autorità sanitaria locale, può adottare ordinanze in caso di emergenze sanitarie o di igiene pubblica a livello esclusivamente locale o ancora interventi volti a superare situazioni di grave incuria o degrado del territorio, del patrimonio, dell'ambiente locale.

Purtroppo qualcuno è andato oltre. Ad esempio il 18 aprile 2018 il Comune di Villa Lagarina integrava il Regolamento Comunale di Polizia Locale con un espresso divieto di volo a oggetti volanti radiocomandati, per il rispetto della privacy e della quiete pubblica.

ENAC è finalmente intervenuta con una lettera all'ANCI affinché ricordi a tutti i Sindaci che, in attuazione dell'art. 687 del Codice della Navigazione Aerea, ENAC è l'unica Autorità nazionale nel settore dell'aviazione civile per la regolazione tecnica, la certificazione e la vigilanza. Pertanto solo ENAC può regolamentare e gestire l'uso dello spazio aereo nazionale, che in assenza di ulteriori leggi rimane libero.

Finalmente dunque un pezzo di carta con il quale il pilota professionista (ben diverso il discorso per gli aeromodellisti) può eccepire a eventuali divieti disposti dai Comuni che non fossero certificati da ENAC. Una bella picconata al far west locale che si è generato in questi anni in merito al discorso droni.

L'Autorità infatti può accogliere un'istanza comunale di riserva dello spazio aereo soltanto tramite la procedura dedicata, attraverso la circolare ATM 03-B del 15 dicembre 2016 - Istituzione, modifica o cancellazione di zone soggette a restrizioni delle attività di volo. È quello che fanno le Prefetture quando devono chiedere a ENAC di istituire una No Fly Zone (NFZ), o area Proibita (acronimo P) come quella ad esempio che vige sul centro di Roma per motivi di sicurezza pubblica.

Ben diverso il discorso per quanto riguarda Parchi naturali (non parchi pubblici che sono altra cosa) e Aree Archeologiche.

Il sorvolo dei Parchi sotto una quota di 500 metri AGL, è normato dalla legge 394/1991, ovvero dalla Legge quadro sulle aree protette. Tale legge precede di ben 6 anni la nascita di ENAC, Ente Istituito nel 1997. In quanto legge dello Stato, essa si applica finché un'altra legge dello Stato non la abolisce, come abbiamo scritto su un nostro precedente post. L'applicabilità di tale legge ci è stata confermata dalla Direzione Regolazione Aeroporti e Spazio Aereo che ha ricordato come quanto presente in cartografia AIP è processato direttamente da ENAC ma valgono anche leggi regionali (alcune risalgono agli anni '80 del secolo scorso) e statali (precedenti la nascita dell'Ente) che l'Ente non ha la possibilità di abolire o disattendere, in assenza di specifica abrogazione del Parlamento. Ben diverso è il discorso per il quale il potere di controllare quella fetta di spazio aereo dato agli Enti Parco ha portato molti di essi ad arrogarsi il diritto di negare la possibilità di lavorare, senza una specifica esigenza di protezione della fauna locale, come quei parchi che scrivono che il divieto di volo ai SAPR è vietato tout court.

Mentre il discorso sulle aree archeologiche è diverso: non esiste un divieto di sorvolo sulle aree archeologiche, ma un divieto di ripresa professionale. Siccome sulle aree archeologiche nel 99% dei casi possono volare soltanto APR, che per definizione sono mezzi di ripresa professionali, tali APR possono sì volare ma senza effettuare ripresa alcuna, in assenza di autorizzazione della locale Soprintendenza. Anche questo l'abbiamo spiegato in un nostro precedente intervento.

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Il LUC

Il periodo transitorio EASA

Il periodo transitorio ENAC

Roma Drone Conference 2019: sessione mattutina

Roma Drone Conference 2019: sessione pomeridiana

Il nuovo Regolamento europeo sui SAPR: contenuti e novità (PDF)

La transizione verso il nuovo Regolamento europeo sui SAPR in Italia (PDF)

UcGS

Generare un piano di volo basato su DTM

Generare il piano di volo

Litchi

Google Earth 3D e Virtual Litchi Mission

Test sul campo

Elaborazione in Agisoft Metashape

Conclusioni

Approfondimenti

Corso pratico di aerofotogrammetria con drone

Roma - 9 marzo 2019

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Cosa imparerai frequentando questo corso

Aerofotogrammetria da drone

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Faro SCENE 2019: what's new

Firmware 6.4.0.1474

E su Parchi e Aree archeologiche?

Divieto di volo per i SAPR in Parchi e Riserve naturali

Divieto di ripresa per i SAPR nelle aree archeologiche

Approfondimenti