Actualmente se han generado nuevos campos de actividades para la industria topográfica. Si consideramos y promovemos constantemente el uso de nuestros datos digitales, por ejemplo, con respecto al tema de los “robots topográficos”. El uso de datos digitales es la base de nuestro trabajo diario, como un sistema de navegación confiable o un robot de inspección en funcionamiento, ya sea nadando, volando o manejando. El uso de nuevos algoritmos de la industria automotriz (manejo autónomo de palabras clave y reconocimiento de objetos) requerirá mas tarea de los robots topográficos.
La digitalización 4.0 está hoy en boca de todos y da la impresión de que está surgiendo algo completamente nuevo.
De hecho, muchos grupos profesionales han anticipado este desarrollo durante años y ya lo están aprovechando. El mundo digital, el “Internet de las cosas” es hoy en día la base de muchas aplicaciones de la vida cotidiana, como una guía de campos de golf, un sistema de información de líneas o estadios. Las guías de ciudades digitales facilitan la exploración de ciudades y los sistemas de planificación de vuelo controlan los drones y los robots de medición de forma totalmente automática.
Incluso un mapa digital de la ciudad es una obra maestra y una gran ayuda en la vida cotidiana. La herramienta “Smartphone” es el motor detrás de esta tecnología y está reemplazando lentamente la PC. El geoinformatista es el mediador que lleva esta técnica a la vida laboral cotidiana.
La digitalización en el campo de la topografía ha sido su lugar habitual durante años. Pero ayudarnos a que la palabra clave “Surveying 4.0” llegue a la mente de una base de usuarios más amplia debería ser lo correcto para nosotros. Pero también hay nuevos campos de actividad para la industria topográfica si consideramos y promovemos constantemente el uso de nuestros datos digitales, por ejemplo, con respecto al tema de los “robots topográficos”. El uso de datos digitales es la base de nuestro trabajo diario, como un sistema de navegación confiable o un robot de inspección en funcionamiento, ya sea nadando, volando o manejando.
El uso de nuevos algoritmos de la industria automotriz (manejo autónomo de palabras clave y reconocimiento de objetos) y de la industria cinematográfica de 3D permite 
En este caso, la cámara se convierte en el sistema de medición y los sistemas de grabación correspondientes también en el área de estudio para la cámara. 
Recopilación autónoma de datos digitales. Las ventajas de esta tecnología son obvias. Reducimos tanto la costosa fuerza de ventas hasta 90% como el personal de la oficina a computadoras autónomas, que funcionan principalmente sin supervisión o por la noche. Por cierto, obtenemos un mejor detalle de los resultados y una mayor precisión. Sin embargo, es indispensable cumplir con ciertas reglas del juego, como las especificadas en el flujo de trabajo “Flying Surveyor”.
¿Qué son los robots topógrafos?
Hoy entendemos que los robots topográficos son dispositivos autónomos que utilizan datos digitales de acuerdo con especificaciones específicas para poder ser autónomos. 
Mueve y captura nuevos datos digitales. Los sistemas de detección pueden ser diversos, desde el teodolito electrónico, que mide ciertos puntos en un orden predefinido a través de un bote autopropulsado que sale automáticamente de una distancia predefinida para medir la profundidad y la posición, hasta los UAV que vuelan de manera autónoma. tome fotos digitales en puntos adecuados y luego conviértalas a modelos 3D exactos. La lista de estos sistemas de grabación, que son nuestros “robots de encuesta”, no solo se puede ampliar como se desee, sino que es aún más interesante: los sistemas se pueden combinar para encontrar nuevos campos de actividad y campos de aplicación. En nuestros laboratorios, probamos sistemas de sonar voladores, dispositivos de movimiento autónomo, como cortacéspedes robóticos y drones submarinos, que se combinan con drones de vuelo que salen al centímetro más cercano y capturan objetos.
Los sistemas más importantes.
Ciertamente no es la tarea de tal artículo describir y registrar todos los sistemas en detalle. Muchos sistemas se describen en detalle en la literatura. Por ejemplo, los teodolitos electrónicos (estaciones totales) se han utilizado para el monitoreo de la construcción durante muchos años. Montado herméticamente, capturas puntos definidos incansablemente e informas cada pequeño movimiento al administrador que mira su teléfono inteligente en cualquier parte del mundo.
Sin embargo, muchos otros nuevos métodos de detección han experimentado una evolución drástica en los últimos dos años. Aquí nos centramos en los sistemas más importantes que cambiarán significativamente nuestro trabajo diario y merecerán el término “Topografía 4.0”.
- Robots autónomos de reconocimiento de vuelo (drones o UAV)
- Inspección autónoma de embarcaciones y
- Sistemas de fotos terrestres semiautónomos.
Finalmente, ofrecemos una breve perspectiva de los desarrollos esperados en los próximos años y los requisitos previos necesarios en ingeniería de software y tecnología de Internet (tecnología de nube).
Robots de encuesta de vuelo – Técnica actual de UAV
Hasta ahora, esta tecnología ha experimentado una década de desarrollo y, para ser honesto, solo hace unos dos años ha alcanzado un nivel técnico que hace que la inspección de drones sea útil en las operaciones diarias normales y es lo suficientemente práctica y simple. Sin las pruebas y las tribulaciones de estos años 10, el desarrollo de drones de consumo confiables y fáciles de usar como el DJI Phantom 4 pro no hubiera sido posible. En cualquier caso, sin el desarrollo de productos de consumo producidos por millones, todavía tendríamos un estándar técnico que solo permitiría el uso de esta tecnología a un puñado de especialistas.
¿Qué entendemos por drones de consumo?
El término “dron de consumo” estuvo por un tiempo mal visto cuando se trató del uso de vehículos aéreos no tripulados (UAV, por sus siglas en inglés) en los estudios topográficos. Mientras tanto, se ha convertido en 
pero la realización impuesta, entre otras cosas apoyada por muchos proyectos exitosos, de que el término “drones de consumo” representa un valor agregado real. Solo cuando uno considera lo que significa el avión no tripulado para la técnica de medición, uno puede calificar los requisitos de esta técnica y formular exactamente. El UAV (el avión no tripulado) sirve solo para colocar el dispositivo topográfico (la cámara) en la posición correcta. Esto le brinda la vista correcta de las propiedades esenciales para transformar un avión modelo en una herramienta de trabajo. Cuando hablamos de un producto industrial o de consumo, nos referimos a propiedades que agregan valor a los equipos “hechos a mano” en el sector de fabricación a pedido:
- Buena relación calidad-precio debido a altas cantidades.
- Si es posible, la producción industrial en la producción en masa – no la producción de una sola vez
- Siempre la misma alta calidad de producción.
- Alto estándar de calidad y una inspección final calificada.
- Alto estándar técnico debido a una buena situación competitiva (sistema basado en la competencia)
- Sistemas de servicio sencillos y económicos.
- Componentes de hardware inspeccionables
Con el desarrollo que va de la fabricación de modelos y los juguetes al producto en serie, la presión competitiva ha desarrollado rápidamente funciones que también han funcionado muy bien para usar con la herramienta de topografía y el robot de topografía.
Esta técnica ha traído beneficios que incluyen:
- Tiempos de configuración en minutos 2
- Tiempos de vuelo hasta 3o minutos.
- Función de inicio autónoma y controlada (también con control de batería)
- Baterías de vuelo inteligentes con control de carga y descarga.
- Planificador de vuelo gratuito para casi cualquier misión de vuelo concebible
- Protección total contra colisiones
- Control de distancia al suelo.
- Control de suelo para golpes.
- Sistema de medición inercial de alta sensibilidad.
- Control de cardán de alta precisión (aproximadamente 1 minuto para cámara y avión)
- Control de dirección de alta precisión (brújula electrónica)
- Control GPS preciso (GPS y Glonass)
- Cámaras integradas, de alta precisión e imágenes estables también en el sector de consumo.
- Resolución de hasta 4k en el área de video.
- Amplia gama de planificadores de misiones con todos los mecanismos de control imaginables de Tapfly, control de POI, misiones de superficie, altitud sensible al DTM, seguimiento de objetos, control de contorno y mucho más.
- Tamaño práctico, ligero y adecuado para el embalaje de mano.
Al igual que muchos productos basados en la tecnología moderna de baterías, los principales fabricantes provienen de China. Es posible que desee venir a China como quiera, pero actualmente no está preocupado por su ventaja en el mercado. DJI es un pionero particularmente importante de la tecnología de aviones no tripulados como producto producido en serie, que, impulsado por el fanático de la tecnología Sr. Wang (propietario y administrador), se basó en sistemas de vuelo autónomos desde el principio. El mercado objetivo era y es el fotógrafo. Incluso si los sistemas de vuelo hasta el Phantom 3 fueran un desarrollo interesante, el Phantom 4 y el Phantom 4 Pro + versión 2 fue nuevamente una evolución en el camino hacia el robot de reconocimiento perfecto en el segmento de precio medio hasta 4000 €. Decisiva fue la óptica de la nueva cámara instalada de forma permanente con lentes de vidrio precisas, un sensor preciso de ¾ “y más tarde un sensor 1” y un gimbal aún más rápido para inmovilizar el
Cámara durante el vuelo. El martillo correcto para esta técnica, sin embargo, fue el obturador de la óptica de la cámara. Por primera vez, se instaló un obturador global en una cámara de esta categoría. Esto aseguró que no se produzca distorsión incluso a alta velocidad, como ocurre con las cámaras CMOS convencionales. Esta técnica generalmente se encuentra solo en sistemas de cámaras mucho más caros, pero aquí se convirtió en estándar.
Sensacional fue la relación precio-rendimiento de esta tecnología de alta gama. Ofrecer un sistema de transportista con estas características bajo 2000 € fue sin duda un gran riesgo financiero. DJI apuntaba al mercado de consumo, donde ya estaba en el extremo superior. El número de pedidos anticipados de más de 1 millones de dispositivos y una venta de más de varios millones de robots de vuelo demostró que tenían razón.
Sin embargo, sería injusto negar a otros fabricantes o incluso a los fabricantes de los grandes drones clásicos una capacidad de aprendizaje. En la actualidad, todos los fabricantes ofrecen una gama de equipos que pueden describirse como un “robot de topografía” con una conciencia limpia (excepto por la tecnología global Hutch). Siempre debe comparar qué características y accesorios hay en el mercado. A todos los usuarios les va bien cuando hay una competencia sana entre los fabricantes de aviones. Reaviva el negocio.
Para decirlo de antemano, como usuario y desarrollador del flujo de trabajo de Flying Surveyor, no nos importa qué aeronave lleva el dispositivo al cielo. Nos complacería que hubiera más competencia en este segmento de precios, pero en la actualidad los competidores valoran más el mercado de la fotografía que el área de topografía. Los fabricantes nacionales se centran en equipos portadores de alto precio y gran volumen que pueden transportar equipos pesados.
Puede encontrar una comparación de los drones que se pueden usar para Flying Surveyor en nuestra página de inicio.
Robot de vuelo en operación especial
Es obvio que puede usar esta categoría de dispositivo para una variedad de tareas. Probablemente el uso más común sea en las áreas de Lageplanerstellung sobre ortofotos de alta precisión, en la determinación de masas en vertederos y minería de superficies y en modelos 3D para cortar perfiles longitudinales y transversales, como base para BIM y modelos de construcción.
Utilizar como drone sonar
Con esta área de aplicación, nos adentramos en el campo del levantamiento de ríos y en el punto donde nadie quiere o puede que ya no lo haga. Por lo tanto, en ríos propensos a las inundaciones, rápidos o contaminados, aguas de olas grandes, zonas ribereñas inaccesibles o zonas costeras propensas al colapso.
Planificación de la misión sensible a la altura
Son un gran deseo del Flying Surveyor para los UAV controlados por robots. Mientras tanto, en la oferta de proveedores de datos geográficos oficiales (por ejemplo, BKG), existe la posibilidad de obtener datos de altitud exactos para un área de vuelo definida “sobre la marcha” y llevar a cabo una planificación precisa de la misión. Con los geoportales habituales (por ejemplo, WebCADdy), puede definir un área de vuelo allí y transferirla a la aplicación correspondiente.
El resultado es impresionante. Siempre obtiene las mismas altitudes, el UAV vuela a lo largo del contorno del terreno y proporciona una cobertura uniforme de las imágenes. Por supuesto, esto indica una mejor precisión de evaluación y no hay agujeros blancos en lugares con cobertura insuficiente.
Planificación de vuelo controlado por el edificio
Si es posible integrar alturas de edificios, Flying Surveyor estaría perfectamente feliz. El vuelo está libre de riesgos y el resultado aún mejor.
¿Qué es un servidor de altura?
¿Por qué los ascensores facilitan la planificación de vuelos autónomos?
Se refiere a un servidor que envía solicitudes desde un cuadro delimitador al servidor y escupe las alturas requeridas en el mismo al presionar un botón y las transfiere a CAD (por ejemplo, para planificación de calles) o planificación de vuelo. Actualmente hay dos proveedores:
El servidor de altura CADdy
Este servidor proporciona datos de elevación para Alemania basados en modelos de elevación de creación propia de varias fuentes. Los datos son muy precisos en ciertos lugares, pero tienen inexactitudes mayores de hasta 3 m en otros lugares. El servicio es gratuito para los miembros del club CADdy y los usuarios de WebCADdy, pero también puede ser utilizado por terceros con una tarifa fija de 30 € por mes. Los datos se actualizan constantemente mediante un sistema editorial y una homogeneización automática, por supuesto, mediante modelos de altura del Flying Surveyor.
Preparación de vuelo basada en SIG
Actualmente, el software de planificación de misiones en el mercado tiene varias opciones para preparar una misión para una variedad de tareas y calcular. Pero también tiene deficiencias en lo que respecta a la implementación de requisitos legales, diferentes bases de planes, limitaciones o solo los datos de terreno antes mencionados, que se necesitan para una planificación de vuelo precisa y quizás límite. Aquí es donde entran en juego los puntos fuertes de los sistemas de información geográfica que funcionan con geodatos oficiales, servicios WMS / WFS y sistemas de coordenadas.
Trabajando con WebCADdy para determinar el área de vuelo y los modelos de elevación
Probablemente, el sistema más adecuado para una preparación de vuelo profesional hoy en día sea probablemente WebCADdy, la variante basada en el navegador de CAD / GIS CADdy, que se ha establecido durante más de 35 años y probablemente el más utilizado en topografía y construcción. Se ejecuta en el navegador, por lo que es independiente del sistema operativo y funciona en el teléfono inteligente, la tableta y en el escritorio.
Es compatible con los sistemas de coordenadas oficiales en todo el mundo, así como con los servicios WMS / WFS. Esto permite acceder a los mapas catastrales, así como a las fotos aéreas oficiales, Google Maps u OpenStreetMap como base para la planificación. Del mismo modo, casi todos los formatos comunes de CAD y GIS y los sistemas de coordenadas están disponibles para la exportación. Usando las funciones de dibujo, los límites del área de vuelo se pueden determinar y registrar con una precisión centimétrica.
La entrega a la Flugsteuerungsapp a través de los formatos habituales, como kml o EsriGris.
El simple control de vuelo
Además del cálculo de los modelos 3D, está en el corazón de los modernos robots de vuelo o de topografía. Aquí podemos esperar una amplia gama de tecnología de control confiable y fácil de usar. Si estamos en terreno fácil (plano, sin grandes diferencias de altura, sin edificios altos), no necesitamos ninguna preparación con un SIG. Esto es necesario solo en terrenos muy móviles. Siempre es una cosa personal con qué sistema puedes enfrentarte mejor.
Actualmente recomendamos la aplicación patentada DJI go4 para el control de la aeronave y los derechos de promoción. Aquí se comprueba el dispositivo y se realizan los ajustes de la cámara. Para el vuelo en sí, apenas utilizamos el producto DJI, ya que es bastante complicado de la GUI y la operación para tareas de topografía. El producto estándar para el levantamiento de vuelo es actualmente Pix4D. Un controlador de vuelo muy simple que está disponible de forma gratuita en Playstore de Android y Apple AppStore. Le permite definir un área en segundos y controlar exactamente el orden de vuelo. Nos diferenciamos
- Vuelos de superficie poligonales (a lo largo de las fronteras).
- Vuelos rectangulares con función cruzada.
- Órbita vuela alrededor de un objeto.
- Los vuelos de diferencia se controlan a mano y solo se ingresa la diferencia de las fotos (distancia de foto a foto). Si el vuelo se planifica correctamente, el robot volador (UAV) se inicia de forma totalmente automática y regresa de forma totalmente automática.
Trabajando con el software 3D
Por supuesto, el corazón de esta técnica es la evaluación y el cálculo de los modelos 3D con el software apropiado. Esto ha cambiado en los últimos años. 
2 hace años dio como resultado una intensa competencia entre los diferentes fabricantes. Dos filosofías se han establecido en el mercado:
- Evaluación basada en escritorio
- Servicios de evaluación en internet.
Ambos sistemas tienen sentido. Los sistemas basados en escritorio tienen la ventaja de poder acceder a los datos de forma inmediata y controlada por el usuario, pero requieren un buen hardware. Los servicios de evaluación en línea están más agradecidos aquí, pero tienen serias desventajas. No tiene influencia en el resultado de la evaluación y no puede intervenir en el proceso de cálculo. La velocidad de la red es muy importante cuando se cargan las imágenes (que pueden estar muy por encima de 1000 o más). En términos de precio, los servicios son baratos, por supuesto, si solo tiene 1 o dos modelos para calcular, pero es costoso si pertenece a la actividad diaria (y eso es muy rápido)
Como fabricante, Agisoft y 3Dsurvey específicos han dejado su marca en el mercado, mientras que DroneDeploy, Pix4D y Altizure están entre los proveedores de servicios a la cabeza.
Usando el ejemplo de 3Dsurvey, nos gustaría explicar las posibilidades de esta solución muy innovadora. Actualmente estamos convencidos de 3Dsurvey porque está hecho por topógrafos para topógrafos, por lo que está más cerca del corazón de la profesión. Los aspectos más destacados de 2018 son:
- Procesando hasta fotos 3000
- ajuste exacto del bloque del paquete
- el reconocimiento de la estructura del suelo
- algoritmo de reconocimiento de estructura rápida
- resultados altamente precisos
- Georreferenciación a través de puntos de control de tierra.
- fácil determinación rápida de masas
- Exportación de modelo de terreno y ortofoto.
- Secciones longitudinales y transversales
- Funcionalidad de dibujo CAD
- Consideración de una calibración de cámara
¿Cuáles son los beneficios de encuestar con fotos?
Muy a menudo se nos pregunta cuáles son los beneficios de trabajar con sistemas de topografía fotográfica. ¿Qué es más preciso? ¿Qué es más rápido? Aquí hay algunas respuestas a este complejo tema de práctica de la experiencia de casi los proyectos 1000 creados con esta técnica.
- La medida clásica es lenta y costosa
- Los datos vectoriales no son tan representativos, el cliente no los entiende.
- Una ortofoto explica el terreno aún mejor para los laicos.
- No es necesario ingresar terreno difícil / inaccesible
- En lugar de cientos de puntos, solo se deben medir los puntos de control terrestre (menos error humano)
- No hay más puntos de olvido, los puntos todavía se pueden reproducir después de años
- La grabación es mucho más detallada y de filigrana.
- La encuesta es mucho más precisa con el arreglo apropiado.
- Excelente preparación para proyectos BIM.
Levantamiento con embarcaciones de medida autónomas (robots nadadores)
Por supuesto, el bote de inspección autopropulsado es uno de los robots de prospección, que captura grandes áreas submarinas de forma totalmente independiente y con una precisión hasta ahora inimaginable. Actualmente, no hay una gran cantidad de barcos autónomos y el sistema “Swimming Surveyor” sigue siendo el único en el mercado que está disponible en serie. El sistema “Surveyor 1” también ha acumulado mucha experiencia, que hemos procesado en el recientemente lanzado Surveyor 2. El sistema Surveyor 1 sigue siendo el modelo de nivel de entrada. Las características de estos vehículos robot de natación:
- Embarcaciones de medición autónomas con CPU desde la tecnología drone.
- Controlable a través de aplicaciones especiales de la tecnología UAV
- Opción de Control de la mano
- Determinación del área de conducción a través de WebCADdytechnik (vuelo de reconocimiento con terreno modificado)
- Fuente de alimentación a través de Lipos de la tecnología de drones (tiempo de funcionamiento aprox. 1 hora por batería)
- Protección de la hélice mediante tornillo interno (propulsión a chorro).
- Sistema de sonar de alta precisión con posicionamiento vía GPS.
- Accesorio de prisma para sistemas robóticos terrestres (estaciones totales)
- Opción de montaje para RTK GPS
La técnica de medición del Surveyor 1 ha funcionado bien, pero también ha resaltado las debilidades. Por lo tanto, el bote era demasiado débil en aguas que fluyen con fuerza y aguas de olas fuertes en el área costera. El campo de aplicación fue y está limitado a aguas de pequeña ola y lagos de cantera con alcance limitado.
El nuevo desarrollo del Surveyor 2 está dirigido precisamente a este nuevo escenario de implementación. Las características del Surveyor 2:
- Motorización más fuerte (más fuerte, más estable, más rápido)
- Casco más grande y por lo tanto más estable en el agua.
- Protección de hélices para aguas contaminadas.
- Mayor potencia de la batería (mayor duración de la batería hasta las horas 2 y batería de respaldo para Coming Home)
- Nuevo sistema de sonar instalado firmemente.
- Nuevo RTK GPS para la planificación de rutas de alta precisión y el registro de mediciones.
- Registro acumulativo de posición y profundidad.
- Visualización de la conexión a través de WebCADdy (preparado)
- Prisma integrado para robótica terrestre.
- Preparado para la detección de la nueva orilla a través del radar de distancia.
Sistemas robóticos terrestres para la adquisición de datos terrestres
Por supuesto, como ya se mencionó anteriormente, una estación total automática para los sistemas robóticos también cuenta naturalmente. Una verdadera función robótica lograda. 
pero solo si se dirige repetidamente a ciertos objetivos en el control y medición de edificios y documéntelos exactamente, por ejemplo, durante las mediciones de liquidación.
En este contexto, pensamos más en la topografía fotográfica terrestre. Cubrimos áreas que no se pueden volar debido a requisitos legales (por ejemplo, en una autopista) o porque ciertas inspecciones de edificios en el BIM o en el área de documentación hacen que esto parezca razonable.
Los sistemas de grabación robótica también están ganando terreno en esta área. Actualmente no tenemos un vehículo de conducción autónoma en uso, pero ya estamos probando. Actualmente controlamos a mano, pero todos los demás procesos ya son totalmente automáticos.
El sistema funciona en principio análogo al robot volador. Grabaremos tantas fotos georeferenciadas como sea necesario para calcular un modelo 3D único de alta precisión. La posición de la cámara no se fija en un avión no tripulado, sino que se monta en un vehículo a una altura suficiente o incluso se sujeta con la mano. La posición exacta del GPS (si es posible, la coordenada GPS corregida RTK, por ejemplo, con Sapos) se agregará a la foto más adelante y se correlacionará con la marca de tiempo. Por lo tanto, es factible una determinación de un modelo 3D con una precisión centimétrica.
Fuente: https://www.caddy-geomatics.de
