Der Abriss eines Kühlturms ist keine leichte Aufgabe. Die schiere Größe und das Alter der Struktur erfordern eine eingehendere Inspektion, um Erosion, gefährliche Materialien und strukturelle Integrität zu beurteilen. Vor dieser Herausforderung stand das “Sopreco“ -Team bei der Bewertung von drei Türmen, die im französischen Metz abgerissen werden sollen. Um die sichere und genaue Inspektion dieser Kühlgiganten zu gewährleisten, entschieden sie sich für eine mit LiDAR ausgestattete Drohnenlösung.
“Sopreco“ , eine Tochtergesellschaft der Eurovia-Gruppe in Frankreich, ist ein führender Anbieter für das Management von Steinbrüchen, Inspektionen und spezialisierte Lösungen für die geografische Informationssystemkartierung (GIS). “Sopreco“ leitet auch das Eurovia-Drohnenprogramm für Anlageninspektion, Landvermessung, LiDAR und Minenerkennung.
Für dieses viertägige Projekt hatte man sich entschieden, Drohnen mit denen sowohl LiDAR- als auch Photogrammetrie-Techniken möglich sind, zu verwenden. Dies war unter den strengen Zeitvorgaben die beste Lösung. In diesem Fall stellte DJI “Sopreco“ eine Zenmuse L1-Nutzlast für die Aufgabe zur Verfügung.
“Sopreco“ - L1 P1Zenmuse L1 und P1 waren beide für das Sammeln wesentlicher Inspektionsdaten verantwortlich.
Veraltete Methoden erfordern kommerzielle Drohnenlösungen
Der traditionelle Ansatz für die Wartung oder den Abriss von Kühltürmen erfordert normalerweise Teams, die von Gerüsten oder anderen Aufhängungsmethoden aus arbeiten. Der enge Zeitplan des Projekts erforderte jedoch eine schnellere Inspektionsmethode. Noch wichtiger ist, dass herkömmliche Inspektionsmethoden einfach nicht durchführbar waren, da ein Teil des Betons beschädigt und mit asbesthaltiger Farbe bedeckt war.
Ein alternativer Ansatz für das Team hätte der Einsatz eines Krans oder Helikopters sein können, um den Schaden zu beurteilen, aber wie Jonathan Lopez, der leitende Spezialist der “Sopreco“ -Drohnensparte, klarstellt:
„Eine Drohneninspektion war die einzige Lösung, die in Betracht kam. Für unser Inspektionsteam ergeben sich hinsichtlich Kosten und Sicherheit keine Vorteile gegenüber anderen Optionen.“ - Jonathan Lopez, Lead Specialist der “Sopreco“ Drone Division
Der erste Schritt beim Abriss ist die Planung. “Sopreco“ beschloss, zunächst mit Unterstützung der Zenmuse P1 und L1 ein 3D-Modell der drei Kühltürme zu erfassen und zu erstellen. Alle Daten würden mit den Drohnen gesammelt und mit DJI Terra zu einem genauen 3D-Modell verarbeitet. Der präzise erfasste Datensatz konnte dann mit den Gruppen geteilt werden, um sich für den nachfolgenden Abbruchjob vorzubereiten. Diese 3D-Phase des Prozesses kann Unternehmen dabei helfen, Risiken besser zu erkennen, geplante Methoden zu evaluieren und das beste Angebot der konkurrierenden Unternehmen sicherzustellen.
„Der Flugprozess ist ziemlich unkompliziert und relativ schnell abgeschlossen – etwa eineinhalb Tage pro Turm. Die Datenverarbeitung und Modellerstellung kann 1-3 Wochen dauern. Das sollten Teams bei der Planung berücksichtigen“, fügt Lopez hinzu.
Ein Tandem-Ansatz: Photogrammetrie mit LiDAR-Unterstützung
Wie viele andere Vermessungs- und Kartierungsprofis auch, verwended das “Sopreco“-Team traditionell die Drohnen-Photogrammetrie für einen Auftrag dieses Umfangs, um Daten zu erfassen und um Orthomosaics oder 3D-Modelle zu erstellen.
Die Erschwinglichkeit und Flexibilität der Photogrammetrie zur Bereitstellung detaillierter Karten und Modelle haben diese Option für viele Inspektoren von Anlagen oder Bauwerken wie Kühltürmen zur optimalen Wahl gemacht.
Es gibt jedoch auch einige kleinere Rückschläge bei der Verwendung der Photogrammetrie bei der Vermessung. Bei diesem Projekt gab es beispielsweise große Helligkeitsunterschiede an der Innen- und Außenseite der Kühltürme. Vor allem im Inneren ist die Beleuchtung viel dunkler und es kann schwierig sein, qualitativ hochwertige visuelle Daten zu erfassen. Darüber hinaus bedeutete der enge Zeitplan für dieses Projekt, dass ein Großteil der Arbeiten bei schlechten Lichtverhältnissen durchgeführt werden musste, was zu Fotos von geringerer Qualität und letztendlich zu einem weniger nützlichen Modell führte.
Hier kommt die LiDAR-Option ins Spiel und füllt diese Lücke.
LiDAR (Abkürzung für englisch „Light detection and ranging oder Light imaging, detection and ranging“) funktioniert, indem es Laserlicht emittiert und die Ping-Zeit und -Intensität vom Objekt zurück zum Sensor misst. Es erstellt topographisch genaue Geländemodelle, indem es die hochgenauen Systeme der Satellitenpositionierung (GNSS-Daten) und eine Trägheitsmesseinheit (IMU) integriert.
Ein großer Vorteil von LiDAR besteht darin, dass es im Gegensatz zur Photogrammetrie keine hellen, gut beleuchteten Bedingungen erfordert. Darüber hinaus sind die endgültigen Datenausgaben Punktwolkenkoordinaten und können mit Software viel schneller zu einem praktikablen Modell verarbeitet werden. In diesem Fall war der L1 eine perfekte Option für den engen Zeitplan von “Sopreco“ und die Notwendigkeit, auch abends und in der Dämmerung zu arbeiten.
Das Ergebnis: Zentimetergenau gerenderte Punktwolken (3D-Darstellung von Objekten), die schneller sind als Bodenvermessungs- oder Photogrammetrieoptionen.
Die Zenmuse L1 vor Ort
Nach den ersten Schritten mit der Aufstiegsgenehmigung für den Flug, erstellte das “Sopreco“ -Team eine Missionsanalyse, um eine umfassende Strategie zur Datenerhebung zu haben. Vor den Befliegungen wurden Bodenkontrollpunkte (GCP) gesetzt und vermessen.
Die größte Herausforderung der Aufgabe lag im Inneren des zylindrischen Ungetüms, wo GPS aufgrund seiner metallischen Struktur ungenau werden kann (GPS shadowing). Aus diesem Grund übernahm für diese Projektphase ein ausgebildeter Drohnenpilot die manuelle Kontrolle über die Drohne.
Vor Beginn der automatisierten Drohnen-LiDAR-Inspektion wurde zunächst ein manueller Photogrammetrieflug mit der P1 durchgeführt, um die Außen- und Innenflächen jeder Struktur zu erfassen. Als nächstes sammelte ein LiDAR-Flug genaue Daten innerhalb und außerhalb der Türme.
„Wir hatten auf keiner der Strukturen ein leicht zu markierendes Ziel. Also haben wir die von LiDAR gesammelten Daten verwendet, um die Photogrammetriedaten zu kontrollieren und neu zu skalieren“, bemerkte Lopez. „Der neue P1-Sensor hat die Gesamtergebnisse wirklich verbessert und war trotz der schlechten Lichtverhältnisse hervorragend.“
Zenmuse L1 auf einen Blick |
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Die Zenmuse L1 LiDAR-Lösung ist bahnbrechend
Integrierte LiDAR-Lösungen für Drohnen wie die M300 und L1 sind erschwinglicher und zugänglicher denn je. Dies hat die Demokratisierung von LiDAR in vielen Berufen ermöglicht, einschließlich der Geodaten-, Vermessungs- und Bauindustrie. Aus diesem Grund, was früher als exorbitante Kosten angesehen wurde, kann LiDAR nun neben der Photogrammetrie in eine Drohneninspektion einbezogen werden und so für höchste Präzision sorgen.
Die Genauigkeit und Vielseitigkeit von LiDAR zum Beispiel bei schwachem Licht und in Gebieten mit starker Vegetation bedeutet, dass es selbst bei den anspruchsvollsten Luftvermessungsmissionen mehr Effizienz bringen kann.
„Der Einsatz von Drohnentechnologie ist vergleichbar mit einer Bohrmaschine, einem Hammer oder einem anderen Werkzeug. In die Hände eines Drohnenpiloten und Land- oder Gebäudevermessers gelegt, sind die Wettbewerbsvorteile enorm.“
