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Mag

2019

Guida alla richiesta di NOTAM per operazioni con APR (ATM05)

In data 23 gennaio 2019 l'ENAC ha rilasciato una nota con la quale ha modificato la procedura per richiedere un'autorizzazione a effettuare operazioni con Aeromobili a Pilotaggio Remoto all’interno delle zone di traffico aeroportuale (ATZ) e sotto i coni di decollo e atterraggio nelle zone di controllo (CTR), di cui al Regolamento ENAC “Mezzi Aerei a Pilotaggio remoto”. Tale richiesta dovrà ora essere portata avanti mediante presentazione del Notiziario speciale Allegato A alla Circolare ENAC ATM-05A Eventi e attività speciali interessanti il traffico aereo completo di ogni dato richiesto.

Prima di questa data, la procedura per richiedere tale autorizzazione era scrivere alla Direzione Centrale Economia e Vigilanza Aeroporti dell’ENAC mediante una PEC a protocollo at pec.enac.gov.it dopo aver pagato i relativi diritti di segreteria (€94) e attendere l'esito della procedura: l'ufficio ENAC avrebbe contattato la Direzione Aeroportuale competente e restituito l'esito all'operatore. Qualora l'esito fosse stato negativo, bisognava modificare la richiesta e ricominciare la procedura. Sono stati segnalati casi nei quali l'autorizzazione al volo è arrivata dopo oltre 6 mesi dall'inoltro della pratica.

Il trasferimento delle competenze ha cambiato la procedura, che ora andiamo a illustrare, con la speranza che ciò velocizzi l'ottenimento dell'autorizzazione.

Questa richiesta di autorizzazione è chiamata richiesta di NOTAM: la NOtice To Air Men è un avviso pubblico a tutti i naviganti (dell'aria) su notizie inerenti il volo, nel caso di un APR della presenza di un possibile ostacolo o elemento disturbante al quale il pilota dell'aereo deve prestare attenzione per prevenire possibili incidenti o inconvenienti. Tuttavia è la Direzione Aeroportuale (D.A.) a determinare la necessità dell’emissione di un NOTAM: quindi l'operatore APR può essere autorizzato ad operare senza che questo comporti l'emissione di un NOTAM.

Quando è necessario richiedere un'autorizzazione al volo? Quando il luogo delle operazioni ha coordinate geografiche che ricadono all'interno di un'ATZ, di alcune aree Proibite, Regolamentate, o segregate, nelle CTR oltre i limiti imposti dal Regolamento (v200-H70) e sotto le traiettorie di decollo e atterraggio. Per sapere se il luogo di sorvolo è soggetto a restrizioni è a disposizione la cartografia aeronautica, acquistabile attraverso i servizi forniti da ENAV, oppure sfruttando il servizio che la stessa ENAV fornisce attraverso il portale d-flight: attenzione, solo la carta stampata ha valore ufficiale, qualsiasi mappa online, anche se gestita da un'Autorità statale come ENAV, può essere soggetta a errore che però non giustifica l'operatore SAPR e/o il pilota. Nel caso di un'area ATZ, ovvero una zona di traffico aeroportuale, ecco il messaggio che avvisa del divieto di volo:

Le operazioni dei SAPR non possono essere condotte all’interno dell’ATZ di un aeroporto e nelle aree sottostanti le traiettorie di decollo ed atterraggio. All'interno di ATZ, operazioni specializzate critiche e non critiche possono essere condotte solo previa autorizzazione da parte di ENAC.

Nel caso di un'area CTR, ovvero una zona di controllo, il Regolamento SAPR (ora all'Ed. 2 Em. 4 di luglio 2018) all'art. 24 comma 4b dispone il divieto di effettuare operazioni con SAPR all'interno di tali aree fatto salvo che, comma 5:

Le operazioni dei SAPR all’interno dei CTR sono consentite esclusivamente ai sistemi con mezzi aerei di massa operativa al decollo minore di 25 kg, fino ad un’altezza massima di 70 m AGL e fino ad una distanza massima sul piano orizzontale di 200 m. Nelle aree sottostanti le traiettorie di decollo e atterraggio oltre i limiti dell’ATZ e fino a 15 km dall’aeroporto, il limite di altezza è fissato a 30 m AGL.

Il successivo comma 6 determina inoltre che qualora le operazioni non soddisfino tali requisiti, esse sono soggette ad autorizzazione secondo le procedure pubblicate da ENAC, ovvero dal 25 gennaio con l'allegato A della circolare ATM05A nel modo che stiamo illustrando.

Bene, abbiamo determinato che la nostra operazione ricade all'interno di un'area ATZ, come procediamo?

In quanto soggetti alla richiesta di autorizzazione, dovremo compilare l'allegato A della circolare ATM05A che come scritto riguarda Eventi e attività speciali interessanti il traffico aereo.

Il modulo è relativamente semplice da compilare: bisogna inserire il tipo di APR che s'intende utilizzare, il luogo delle operazioni con le coordinate geografiche espresse nel sistema WGS84, l'area delle operazioni individuata con la stessa modalità (se l'area delle operazioni è circolare, sarà sufficiente indicare il centro e il raggio, se è poligonale bisognerà indicare le coordinate degli spigoli che determinano il poligono), l'altezza di volo, fissata a 30 metri che scende a 15 metri se il volo sarà effettuato sotto le traiettorie di decollo e atterraggio, oppure all'altezza massima di un'ostacolo già presente, e andranno indicate le date delle operazioni. Un NOTAM può essere richiesto per istituire una zona soggetta a restrizione con validità fino a 90 giorni, rinnovabili per altri 30.

La nostra azienda fornisce aiuto agli operatori che avessero bisogno di compilare l'allegato A senza errori, e assistenza nella procedura di richiesta. Per qualsiasi esigenza contattaci.

In merito alle tempistiche di presentazione della domanda, l'articolo 4.3 della circolare ATM05A recita:

L’organizzatore, compilato il “Notiziario Speciale”e acquisite le necessarie valutazioni tecniche e le eventuali prescrizioni o restrizioni da parte degli enti ATS presenta tale documento, come richiesta di emissione NOTAM, alla D.A. competente (vedi AllegatoB), almeno 45 (quarantacinque) giorni calendariali prima della data dell’evento o di inizio dell’attività.

Vi sono casi nei quali l'autorizzazione è stata ottenuta pur non avendo rispettato i tempi previsti: in tal caso, è facoltà della D.A. rilasciare l'autorizzazione valutato che l'operazione non confligge con il traffico aereo civile, dopo contatto diretto con l'operatore SAPR. Noi consigliamo, per maggiore tranquillità, di iniziare la procedura almeno 2 mesi prima la data delle operazioni. Inoltre, qualora le riprese non vengano effettuate ad un evento che ha un data e un orario precisi, si consiglia di richiedere più giorni di segregazione dello spazio aereo, questo per 2 semplici motivi: non è possibile prevedere la situazione meteorologica con 2 mesi di anticipo e/o il lavoro potrebbe rivelarsi più lungo e complesso del previsto.

Una volta compilato il notiziario speciale bisogna spedirlo all'Ente ATS di competenza dell'aeroporto che gestisce l'ATZ, nell'esempio della figura soprastante l'aeroporto di Ciampino, affinché rilasci il parere di competenza sull'operazione richiesta, con eventuali condizioni o prescrizioni da rispettare. Ecco una lista di indirizzi email ai quali inoltrare l'allegato A per dare inizio alla procedura di richiesta NOTAM.

Di seguito un fac-simile con le indicazioni di come si deve compilare un ATM05A.

Dopo un tot periodo di tempo che non è possibile predeterminare (vi sono Enti che hanno risposto in 15 giorni, altri Enti che hanno risposto in 40 giorni), riceverete il parere ATS con relativo nulla osta al volo, eventuali condizioni e prescrizioni da rispettare durante l'operazione (tipo mantenere il contatto diretto con l'aeroporto, volare al di sotto dello skyline prodotto da alberi ed edifici circostanti), o ricevere il diniego all'operazione perché le modalità operative confliggono con il traffico aereo civile previsto per quelle date. In quest'ultimo caso bisognerà modificare le modalità di volo e le date dell'operazione per ottenere il nulla osta.

Con questo documento in mano possiamo scrivere a ENAC, inviando una PEC a protocollo AT pec.enac.gov.it contenente:

Il Notiziario Speciale compilato così come precedentemente inviato all'Ente ATS
Il parere dell'Ente ATS (può essere un timbro sul Notiziario o un documento a parte)
La fattura che attesti il pagamento dei Diritti per richiesta emissione NOTAM, art. N57-4 del valore di €94

I diritti possono essere pagati attraverso i servizi online forniti da ENAC.

Attenzione, aver ottenuto un parere ATS positivo, non autorizza l'operatore a volare in ATZ. Il parere infatti non è un'autorizzazione, documento che può rilasciare soltanto ENAC.

Poiché con questa procedura il compito di ottenere il parere dell'Ente ATS è in capo all'operatore SAPR, l'ufficio ENAC si limita a controfirmare il Notiziario e rilasciare dunque autorizzazione ad effettuare l'operazione, anche nel giro di 24H.

Con questo documento in mano, fatte salve eventuali ulteriori autorizzazioni di Enti preposti al controllo di quell'area (Parchi naturali, siti archeologici, etc.), l'operatore è legalmente autorizzato a volare all'interno dell'ATZ nel rispetto delle leggi e dei Regolamenti, che servono a garantire la sicurezza di chiunque utilizzi lo spazio aereo.

Riassumiamo in breve la procedura descritta:

verifico se l'area delle operazioni ricade in ATZ o se devo volare secondo specifiche che non rientrano in quanto previsto dal Regolamento SAPR
compilo l'allegato A "Notiziario Speciale" della circolare ATM05A inserendo in modo completo ed esaustivo tutti i dati richiesti
inoltro il notiziario all'Ente ATS che ha competenza sull'aeroporto che controlla l'ATZ, possibilmente almeno 45 giorni prima la data dell'attività, al fine di riceverne il parere positivo con eventuali condizioni e prescrizioni
ottenuto il nulla osta, pago i diritti di emissione NOTAM N57-4 a ENAC (€94)
invio notiziario speciale, insieme al parere ATS e alla fattura che attesta il versamento effettuato a protocollo at pec.enac.gov.it
attendo che ENAC mi risponda con l'autorizzazione ad effettuare l'attività
carico le batterie e vado a svolgere l'operazione con SAPR

Seguendo questa procedura nel rispetto di quanto previsto dalla Circolare ATM05A e dal Regolamento SAPR vigente, abbiamo già ottenuto diversi nulla osta con relative autorizzazioni per effettuare attività con SAPR all'interno di ATZ. Quindi siamo abbastanza certi della correttezza di tale procedura che vogliamo condividere per migliorare la cultura della legalità, del rispetto delle regole e dell'utilizzo sano dello spazio aereo, senza che questo pregiudichi il lavoro.

Volare illegalmente per paura che la burocrazia possa farci perdere un lavoro, generando così un guadagno illecito, mette a repentaglio la sicurezza dei cittadini e non solo (se dovete effettuare un'operazione di tipo CRO che necessita di un'area delle operazioni non accessibile a persone estranee, dovete magari far chiudere una strada o una piazza, attività di competenza della Polizia Locale che vi richiederà l'autorizzazione ENAC a operare) e ha come unico effetto la percezione negativa nell'uso dei droni da parte di imprese e consumatori, che sono il motore economico di questo settore.

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.

guide

Guida alla richiesta di NOTAM per operazioni con APR (ATM05)

!!! AVVISO !!!

La procedura: determinare il luogo delle operazioni

Compilare l'allegato A dell'ATM05A

Spedirlo all'Ente ATS per il rilascio del parere di competenza

Inviare il Notiziario Speciale a ENAC

Riepilogo

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

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