Handleiding voor het uitvoeren van dakinspecties met drones

In de VS is de opkomst van grote commerciële gebouwen groot. Daardoor is de vraag naar veilige en effectieve inspectie van daken aanzienlijk toegenomen.

Elk dak is namelijk uniek en heeft meerdere inspectiebehoeften. Lekken en gaten kunnen duizenden dollars kosten en andere problemen in een gebouw veroorzaken. Bovendien hebben de meeste grote commerciële gebouwen HVAC-systemen en zonnepanelen geïnstalleerd die allemaal een routine-inspectie nodig hebben.

De opkomst van drones heeft het afgelopen decennium de manier waarop we daken inspecteren veranderd. Zo hoeven vakmannen niet langer ladders te halen en – letterlijk – van de grond te gaan. Tijdens een eenvoudige dronevlucht verzamelen ze waardevolle informatie die gemakkelijk teruggekoppeld kan worden naar belanghebbenden en besluitvormers.

In dit artikel doorlopen we de stappen die je moet nemen wanneer je drones gebruikt voor een dakinspectie.

Gegevens verzamelen

HOE BEGRIJP JE DE ACTIVA?

Daken zijn er in alle soorten en maten en van residentieel tot commercieel. Bij inspecties van daken, is het belangrijk om te kijken naar de omvang van het project zodat je kan begrijpen hoe je de locatie het best kan aanpakken.

Een eerste factor om rekening mee te houden is de grootte van het dak. Bij kleine daken kunnen extra details in enkele minuten (of zelfs seconden) vastgelegd worden. Als het om grote commerciële daken gaat, kan een langere vluchttijd nodig zijn.

Daarnaast is de hoogte van het gebouw een belangrijke factor bij het plannen van een missie. Een snelle vlucht naar de top van het gebouw kan je een idee geven van de hoogte ervan. Zo kan je jouw missie beter plannen.

Een laatste punt is de omgeving van het gebouw. We willen namelijk altijd op een veilige manier vliegen. Als je het dak van een gebouw inspecteert en daar ligt een parking naast, zorg dan dat je de desbetreffende richtlijnen volgt voor het vliegen boven mensen. Bij het plannen van een missie, zorg je er ook best voor dat de groene vlieglijn niet te ver buiten de perimeter van het gebouw valt, als dat een factor is.

De Mavic 3 Enterprise maakt voor dit soort missies gebruik van O3 Enterprise Transmission voor een stabiele verbinding met de drone. Samen met Omnidirectionele Obstacle Avoidance en APAS 5.0 houdt die de drone veilig wanneer hij in krappe omgevingen vliegt. Samen zorgen ze ervoor dat de drone veilig thuiskomt wanneer de missie voltooid is.

STEL JOUW MISSIEDOEL VAST

Op een dak kunnen er verschillende middelen zijn die inspectie nodig hebben. Ze vragen elk om een andere gegevensbron (visueel, thermisch, enz.) of verschillende nauwkeurigheids/resolutievereisten.

Enkele van de belangrijkste te inspecteren zaken op een dak zijn de volgende:

• Scheur- of lekdetectie
  Probeer voor lekdetecties niet direct na regen te vliegen. Wacht minstens 24 uur tot een week nadat het geregend heeft om inzicht te krijgen in de drainage/lekkage. Een thermische analyse zal ook uitdagend zijn als er te vroeg na een regenbui gevlogen wordt. Vooral als er stilstaand water is dat een probleem verbergt.
• HVAC-inspecties
• Zonnepaneelinspecties
• Uitlaatinspecties
• Meetbehoeften

Bij situaties waar je een thermische sensor nodig hebt (zonnepaneelinspectie, lekdetectie, HVAC-inspectie, enz.) moet de vlucht vaak vlak na zonsondergang uitgevoerd worden. Zo voorkom je thermische belasting door direct zonlicht, hoewel het dak of de zonnepanelen vaak nog warm zijn van overdag. Scheuren in een dak vinden, is dan weer bijna onmogelijk met een visuele sensor in de schemering. Daarom vlieg je hetzelfde dak beter twee keer over: één keer voor en één keer na zonsondergang.

Het is ook belangrijk om de groote van het gebouw in te schatten. Neem je tijd om de oppervlakte over te vliegen. De Mavic 3 Enterprise – met RTK-module – heeft zo’n 42 minuten vliegtijd. Hierdoor zijn grote missies mogelijk. Plan jouw missies dienovereenkomstig. 

Een ander aspect dat je het best in het achterhoofd houdt, is de nauwkeurigheid van de gegevens voor jouw dakinspectie. Het kan vaak moeilijk zijn om doelen te meten met een basisstation boven op het dak. Met de Mavic 3 Enterprise en  RTK-module  kan je echter tot op centimeterniveau nauwkeurig meten zonder dat je grondcontrolepunten nodig hebt. Controlepunten zijn echter nog steeds nodig om de nauwkeurigheid te valideren. Bij dakinspecties is de nauwkeurigheid vaak niet van primair belang omdat veel van deze toepassingen inspectiegericht zijn. Maar als de gegevens uitgelijnd moeten worden met andere gegevens op een bouwsite, is de RTK een geweldige optie. Dankzij RTK-, PPK- en Cloud PPK-technologieën verkrijg je een hoog nauwkeurigheidsniveau voor jouw projecten. 

CONTROLEER DE SENSORINSTELLINGEN

Er zijn een paar verschillende factoren die je moet overwegen bij het kiezen van jouw camera-/sensorinstellingen. De automatische instelling zal meestal voldoende zijn om goede gegevens te verzamelen. Ben je echter op zoek naar enkele richtlijnen voor het instellen van de visuele sensor? Dan penden we hieronder onze aanbevelingen neer.

• Sluitertijd van 1/1000 of hoger tijdens een dagvlucht. Bij nachtvluchten zal bewegingsonscherpte altijd een belangrijke factor zijn. Probeer de sluitertijd zo snel mogelijk in te stellen terwijl je het dak nog goed kan zien.
• Gebruik ISO om de sluitertijd te compenseren. Overdag hou je de ISO het best op ‘Auto’ maar tijdens nachtvluchten kan je hem gebruiken om het beeld ‘helderder’ te maken als je snellere sluitertijden nodig hebt.
• Beeldformaat: JPG
• Beeldverhouding: 4:3
• Mechanische sluiter: AAN
• Sensoren om op te nemen (bij thermische opname): ALLE

Voer je een thermische inspectie uit? Dan stellen wij meestal voor om het kleurenpalet in te stellen op IronRed. Anders is er een groot kleurverschil tussen de temperaturen in het beeld van de camera.

We raden ook aan om bij aanvang de tijd te nemen om een snelle vlucht over het dak te maken. Dit kan je helpen om nog voor de vlucht de beste camera-instellingen te vinden. Een dak kan veel helderder zijn dan je verwacht. Als je de camera-instellingen handmatig vastlegt tijdens het eerste waypoint, worden de beelden vaak ‘uitgeblazen’.

PLAN JOUW VLUCHT

De meest gebruikelijke methode om een dak te inspecteren, is het verzamelen van voldoende overlappende foto’s. Zo maak je een kaart met hoge resolutie en een 3D-model van het dak. Als je met de Mavic 3 Enterprise vliegt, kan je dit doen door middel van de DJI Pilot 2 App.

Bij het plannen van missies, kies je dan weer het best voor de optie ‘Mapping Mission’. We geven je hieronder alvast enkele instellingen die wij speciaal aanbevelen voor dakinspecties:

• Gebruik de standaard overlapinstellingen van 70% frontlap en 80% frontlap. Dit moet voldoende zijn voor een hoogwaardige reconstructie van het 3D-model voor de visuele sensor. Is thermiek vereist? Dan raden wij 80% zij- en frontlap aan.
• Bij het kiezen van een hoogte, zal je zowel de glijders Flight Route Altitude en Target Surface to Takeoff Point willen gebruiken. De optimale vlieghoogte boven een dak voor woongebouwen is 25-50 voet boven het dak. Voor grotere commerciële gebouwen is die resolutie misschien niet haalbaar. 50 tot 100 voet boven het dak zou hier voldoende moeten zijn. Door een snelle vlucht in te plannen om de hoogte van het gebouw te controleren, kan je de missiehoogte vervolgens instellen. Als je bijvoorbeeld de hoogte van een residentieel dak controleert en het dak is 25 voet, stel dan het doeloppervlak in op 25 voet en de missiehoogte op 50-75 voet. Als je voor commercieel gebruik een dak van 50 voet hoog controleert, stel je het Target Surface to Takeoff Point in op 50 voet en de Flight Route Altitude op 100-150 voet.
• Door de schuifregelaar Target Surface to Takeoff Point te gebruiken, bereik je nog altijd de juiste overlappingsinstellingen. Zelfs wanneer de drone vanaf de grond gelanceerd is. Met de 4/3”-sensor van de Mavic 3 Enterprise kan je ongelooflijke details vastleggen met een groot dynamisch bereik.

Is 3D-reconstructie het doel van jouw missie? Dan kan je met de Mavic 3 Enterprise-serie gebruikmaken van de Smart Oblique-functie. Die helpt je om tijdens de vlucht controle te nemen over de gimbal en zo automatisch schuine beelden vast te leggen in plaats van alleen NADIR.

BELANGRIJK: moet je een zonnepaneelinspectie op een dak dat gebruikmaakt van warmte verrichten? Dan is Smart Oblique niet aanbevolen voor nauwkeurige temperatuurmetingen.

Andere aspecten waarmee je rekening moet houden, zijn vliegtijd en snelheid. De Mavic 3 Enterprise maakt gebruik van een 4/3” mechanische sluiter die een snelle opname mogelijk maakt met behoud van de beeldnauwkeurigheid en minimale beeldvervorming. Dankzij de opnametijd van 0,7 seconden, kan de drone veel sneller in kaart brengen dan vorige versies. Vluchtsnelheid is niet zo belangrijk voor de Mavic 3E. Is het doel echter een thermische inspectie? En verricht je die met de  M3T ? Probeer dan de topsnelheid te beperken tot minder dan 10 mph (~4,4 m/s) om beeldonscherpte en onjuiste beeldmetingen van de thermische sensor te minimaliseren.

Bij het plannen van de vliegrichting en het vastleggen van alleen visuele beelden, is het aanbevolen om in de meest efficiënte richting te vliegen. Voor thermische inspecties van zonnepanelen op daken is het dan weer aangeraden om parallel aan de panelen te vliegen. Zo krijg je de beste resultaten bij het verwerken van de gegevens. 

LEG JOUW GEGEVENS VAST

Nu je het gebouw begrijpt, de omvang van het project vastgesteld hebt en je mapping missie hebt voorbereid, moet je klaar zijn om de locatie vast te leggen.

• Zorg er voor dat je altijd een visuele zichtlijn met jouw drone kan behouden. Dit kan moeilijk zijn bij het vastleggen van daken.
• Hou het vluchtplan van de drone en de FPV-camera goed in de gaten om er zeker van te zijn dat je niet boven mensen vliegt.
• Is jouw missie voltooid? Dan komt de drone terug of blijft hij hangen. Dit hangt af van de instellingen voor het einde van de missie.

HANDMATIGE INSPECTIE

Nadat jouw geautomatiseerde missie voltooid is, kan je (optioneel) extra gegevens van de locatie vastleggen. Via handmatige vastlegging heb je veel functies die je helpen om het meeste uit jouw handmatige inspectie te halen. De Mavic 3 Enterprise en de Mavic 3 Thermal maken allebei gebruik van een 56x hybride telezoomsensor. Door het rechter scrollwiel te gebruiken, pas je het zoomniveau van de sensor aan.

Om je doel beter te begrijpen bij deze handmatige inspectie met de Mavic 3T, biedt DJI Side by Side view. Door op de SBS-knop op het scherm te klikken, kan je ervoor kiezen om beide weergaven tegelijk weer te geven. En zie je zowel de zoom als de thermische camera naast elkaar.

Gebruik je de zoomsensor van de M3T? Dan raden wij ook aan om de functie Link Zoom te ebruiken. Zo hou je de zoom- en de thermische sensor op hetzelfde zoomniveau vergrendeld.

Procesgegevens

THERMISCHE EN VISUELE DATASETS

Zodra je de locatie vastgelegd hebt, is het tijd om de gegevens om te zetten in een 2D-orthomosaic en een 3D-model van hoge kwaliteit. Met DJI Terra is het eenvoudig om geweldige datasets te maken.

Snelle stappen voor het verwerken van gegevens met DJI Terra zijn:

• mporteer de foto’s/mappen in DJI Terra.
  Verwerk je zowel visuele als thermische datasets? Dan is het aanbevolen om de datasets afzonderlijk te verwerken.
• Selecteer de gewenste outputtypes (2D map, 3D model) en bestandsextensies (TIFF, Obj, etc.) en definieer het coördinatensysteem (indien je een NTRIP-service gebruikt).
• Voer de Aerotriangulatie uit.

Optioneel kan je op dit punt de grens van de reconstructie wijzigen. Dit kan helpen de verwerkingstijden en de omvang van de uitvoergegevens te versnellen wanneer je je alleen richt op het te hechten object.

• Optioneel: importeer Ground Control Point data en selecteer de juiste EPSG-code voor regio.
• Voer de reconstructiestappen voor de 2D-kaart en het 3D-model uit.

Let op, DJI Terra garandeert geen radiometrisch gestikte uitvoer, alleen de ruwe beelden.

Wanneer je klaar bent, kan je het Accuracy Report bekijken om de nauwkeurigheid van de kaart te begrijpen. Jouw gegevens zijn nu klaar om bekeken en geëxporteerd te worden.

GEGEVENS WEERGEVEN

DJI Terra heeft een aantal functies waarmee je jouw gegevens kan bekijken en analyseren. Dankzij de annotatietools meet je scheuren en lekken. Met de muis kan je dan weer door het 3D-model navigeren. En bij langdurige weergave heeft DJI Terra zelfs een tool om het 3D-model voor onbepaalde tijd in een baan te brengen.

Maar laten we eens kijken naar de typische outputs voor dakinspecties.

Bij het zoeken naar lekken, scheuren en thermische onregelmatigheden, is het gebruikelijk om een 2D-orthomosaic te analyseren in plaats van een 3D-model. Die laatste helpt je om de locatie in perspectief te plaatsen. Maar vaak analyseren externe analysetools voor thermische inspecties de ruwe beelden, in plaats van het 3D-model. Als een klant om een dataset vraagt, zijn hier enkele ondersteunende outputs van DJI Terra. Alle geëxporteerde gegevens zijn gegeorefereerd en kunnen geïmporteerd worden in een externe analysetool naar keuze (DroneDeploy, Raptor Maps, enz.).

DJI heeft ook een Thermal Analysis Tool. Binnen deze toepassing kan je ruwe beelden en verwerkte datasets analyseren om de temperatuurmetingen volledig te begrijpen. Er is ook een openbaar beschikbare tool van Eric Olsen om jouw thermische gegevens te converteren naar RJPG. Zo kan je ze importeren in de Thermische Analyse tools van Flir.

AANBIEDERS VAN ANALYSES DOOR DERDEN

Er zijn veel gespecialiseerde oplossingen voor het automatiseren van inspectieanalyses. Wil je scheur- of lekdetectie of zonnepaneelinspectie of meer automatiseren? Dan kunnen onderstaande aanbieders je met hun oplossingen helpen bij het automatiseren van de workflow.

DroneDeploy is een cloud processing provider die wereldwijd meer dan 500 miljoen acres in kaart heeft gebracht en verwerkt. Hun tools bestrijken verschillende sectoren (bouw, landbouw, olie en gas, zonne-energie, enz.). DroneDeploy heeft een aantal gespecialiseerde tools en rapporten specifiek voor dakinspecties.

Met hun Dakrapport bijvoorbeeld, verkrijg je afmetingen van daken uit een verwerkt 3D-model. Het gebruik is meer voor de planning van zonnedaken en het begrijpen van de dakafmetingen, en heeft geen automatische schadedetectie.   

Daarnaast kan de radiometrische thermische analyse van DroneDeploy helpen bij het bepalen van problemen binnen een thermische kaart. Gebruik daarbij het histogram aan de linkerkant om het temperatuurbereik te veranderen. Ze hebben ook een side-by-side tool om de verschillen tussen meerdere vluchtdata te begrijpen.

Als het missiedoel meer gericht is op schadedetectie, zijn Loveland Innovations en Eagleview twee geweldige opties voor geautomatiseerde schadedetectie. Zij hebben een aantal tools die niet alleen haarscheurtjes kunnen opsporen, maar ook kleine gaten/kuilen van hagel- en boomschade.

Is het missiedoel dan weer thermisch? Dan is er Raptor Maps, dat bekend staat om de analyse van thermische beelden. Het heeft tot nu toe meer dan 50 GW aan zonnepanelen geanalyseerd. Hun tools zijn dan ook de go-to voor zonnepanelenanalyse.

Meer weten over de mogelijkheden van de Mavic 3 Enterprise-serie voor dakinspecties? Of ben je benieuwd welke van deze tools je hierbij kunnen helpen?  Contacteer ons voor advies op maat van jouw project(en).