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De acordo com o Índice de Desempenho Ferroviário Europeu, Ferrovias federais suíças (SBB) é a maior empresa de transporte público e mobilidade da Suíça e melhor desempenho em sua classe. Indicativo de sua abordagem inovadora para as operações, a SBB estabeleceu um Centro de competência para drones para supervisionar uma ampla gama de aplicativos de drones em toda a organização. Atualmente, mais de 100 pilotos especialmente treinados operam uma frota de mais de 80 drones em dezenas de casos de uso para o SBB.

Quando se trata de captura de dados de drones de alta qualidade, a SBB tem usado Drone Harmonydo software pela facilidade de uso e capacidade de produzir dados replicáveis ​​em casos de uso complexos. Um exemplo notável é Hill Scan, A mais nova tecnologia de mapeamento e inspeção de terreno da Drone Harmony, que a SBB planeja usar para inspecionar deslizamentos de rochas perto dos trilhos da ferrovia.

Inspeção de deslizamentos de rochas na infraestrutura ferroviária

Como parte do trabalho de manutenção regular, a SBB deve monitorar as colinas íngremes e pendentes que se estendem diretamente acima dos trilhos da ferrovia em toda a Suíça para identificar possíveis deslizamentos de rocha e de terra que podem colocar em risco o tráfego ferroviário abaixo. Existem diferentes métodos para monitorar esses deslizamentos de rocha e de terra em potencial, cada um com suas vantagens e desvantagens. Independentemente do método escolhido, os principais desafios na execução desse trabalho estão relacionados à grande extensão dessas áreas (às vezes vários quilômetros quadrados) e ao terreno íngreme e acidentado que cobrem.

A SBB realizou recentemente uma prova de conceito para testar uma nova abordagem que consiste no uso de imagens de drones para medir deslocamento, uma métrica útil para monitoramento de deslizamento de rochas. O novo método foi projetado para complementar os métodos tradicionais, como o monitoramento pontual para varredura a laser terrestre, adicionando mais informações sobre quais partes do terreno podem exigir inspeção em profundidade por outros meios. Especificamente, com o uso do mapa de deslocamento, os fiscais poderão priorizar pequenos trechos do terreno de maior risco e focar o trabalho de escalada e rapel nessas áreas, ao invés de realizar esse trabalho em todo o terreno.

Penhasco íngreme acima de uma ferrovia na Suíça que exige monitoramento regular.

O mapa de deslocamento é gerado a partir de imagens de drones coletadas usando a mais nova tecnologia do Drone Harmony projetada especificamente para capturar dados em um terreno muito íngreme e não uniforme chamado Hill Scan. Após a captura dos dados, as imagens são processadas usando outros produtos de software para gerar o resultado final. Concretamente, os métodos de fotogrametria processam imagens capturadas em levantamentos sucessivos em ortofotos da área. As ortofotos são então sobrepostas com precisão para gerar o mapa de deslocamento (veja a figura abaixo).

Esses mapas classificam o local de inspeção em regiões com altos e baixos deslocamentos. Áreas com altos deslocamentos correspondem ao maior deslocamento de pontos coincidentes nas ortofotos sucessivas.

Descrição do mapa gerada automaticamente
Um mapa de deslocamento de um penhasco em Brienz, Suíça, gerado pela SBB com base em imagens de drones. As áreas amarela e laranja correspondem às partes da falésia com o maior deslocamento registrado.

O conjunto de imagens é capturado em várias resoluções, permitindo que os inspetores inspecionem visualmente a área em diferentes níveis de detalhe. Além disso, um modelo 3D do penhasco é frequentemente criado para fins de representação visual adicional e para o planejamento da construção de infraestrutura de proteção ao redor do penhasco. Prevê-se que, no futuro, os modelos 3D gerados também serão usados ​​para análise de mudanças.

A coleta de dados de drones ao redor de penhascos íngremes e terreno irregular apresenta um conjunto de desafios. Nicolas Ackermann, Engenheiro de Desenvolvimento Drones da Centro de competência de drones em SBB, comentários:

Coletar os dados necessários do drone é um desafio por vários motivos. No passado, não havia nenhuma solução de software que pudesse automatizar o planejamento de voo. O planejamento com base no terreno padrão não era adequado devido às encostas íngremes e complicadas. Hill Scan deve resolver este problema para nós. Também adoramos o fluxo de trabalho simples e visual do Drone Harmony e como os dados do terreno são tratados na nuvem e no aplicativo da web. Isso nos permitirá treinar dezenas de pilotos com diferentes níveis de habilidade para fazer esse trabalho complicado.

Nicolas Ackermann, Engenheiro de Desenvolvimento Drones da Centro de competência de drones em SBB

Além de contar com o Hill Scan para gerar missões de vôo para praticamente qualquer perfil de terreno, a SBB também se beneficiará da solução em nuvem da Drone Harmony para simplificar seu fluxo de trabalho. Por exemplo, todo o conjunto de dados do terreno usado pela SBB para realizar o planejamento em todo o país é armazenado em Drone Harmony Cloud. Ao planejar uma missão em um novo local, os inspetores da SBB precisam apenas navegar até este local no Drone Harmony Web. A partir daí, eles podem começar a planejar imediatamente, enquanto os dados críticos do terreno são automaticamente transmitidos para o navegador da web, eliminando a necessidade de manuseio e compartilhamento de arquivos. Quando a missão é computada, ela é simplesmente salva no Drone Harmony Cloud e automaticamente sincronizada com todos os dispositivos móveis associados, que podem então ser usados ​​para executar o vôo usando o Drone Harmony Mobile.

“Existem inúmeras áreas problemáticas que precisamos inspecionar regularmente. A maioria tem chuvas fortes regulares. Nosso objetivo é fornecer com esse processo novas ferramentas de monitoramento para a abordagem tradicional cara e perigosa, que incluía o envio de pessoal qualificado para levantamento do terreno a pé ou de rapel de cima para baixo. No longo prazo, além dos benefícios óbvios de segurança e qualidade do fluxo de trabalho baseado em drones, também estamos procurando economizar tempo e recursos na realização dessas atividades ”.

Nicolas Ackermann, Engenheiro de Desenvolvimento Drones da Centro de competência de drones em SBB

Hill Scan vs. Terreno Seguindo

Por que as abordagens padrão de acompanhamento do terreno não funcionam? Para entender isso, é preciso considerar o que acontece quando o acompanhamento de terreno é usado em terreno íngreme ou não uniformemente inclinado. Levantamentos de mapeamento de drones tradicionais dependem de missões de grade, que cobrem a área de interesse com imagens do nadir colocadas em uma grade. O espaçamento entre as imagens adjacentes é escolhido para coincidir com um parâmetro de sobreposição, e a altitude de voo é selecionada de acordo com a distância de amostragem do solo desejada (GSD – determina qual área da superfície é representada por cada pixel na imagem) Comparado a uma missão de grade padrão, o Terrain Follow melhora as aquisições ajustando a altura do voo ao perfil local, o que garantiu um GSD fixo, mas não garante a consistência da sobreposição, nem ajusta os ângulos da câmera à inclinação do terreno. O Hill Scan do Drone Harmony resolve todos esses problemas. A figura a seguir fornece uma comparação visual entre os três métodos e resume suas propriedades.

Inspeção de penhasco usando seguimento de terreno tradicional (esquerda) vs. Hill Scan (direita)

Outro atributo valioso de Hill Scan é a sua flexibilidade. Pode-se usar Hill Scan para mapear uma área maior com perfis de elevação variados, sem a necessidade de dividir a região em regiões que são coerentes em termos de declive ou azimute. Como resultado, as áreas montanhosas podem ser mapeadas em combinação com áreas mais planas, tudo em uma missão contígua. Em resumo, Hill Scan é uma ferramenta poderosa que pode auxiliar em uma variedade de atividades de inspeção, como avaliação da estabilidade de penhascos, inspeção do local da mina, inspeções de barragens e muito mais. Martin Fuchsberger, CEO da Drone Harmony, comenta sobre o relacionamento com a SBB e o futuro da tecnologia por trás do Hill Scan:

Inspeção de um local de mineração planejado com Hill Scan

Desde o início, tivemos uma conversa aberta com a SBB. Estamos muito satisfeitos em ver a tecnologia da Drone Harmony entregando valor agregado à SBB para uma atividade tão crítica para a segurança. Para Drone Harmony, é fundamental alinhar a tecnologia com os casos de uso reais. Hill Scan é um importante passo em frente, mas para nós, é apenas arranhar a superfície do que a tecnologia subjacente pode alcançar. No futuro, esperamos estendê-lo a muitos casos de uso, incluindo inspeção estrutural para infraestrutura vertical. ”

Martin Fuchsberger, CEO da Drone Harmony



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