Guide étape par étape pour effectuer des inspections de toit avec des drones

Avec l’essor des grands bâtiments commerciaux aux États-Unis, la demande d’inspection sûre et efficace des toits a considérablement augmenté.

Chaque toit est unique et chaque toit a de multiples besoins d’inspection. Les fuites et les trous peuvent coûter des milliers de dollars et causer d’autres problèmes dans le bâtiment, et les grands bâtiments commerciaux peuvent avoir des systèmes CVC et des panneaux solaires installés qui nécessitent tous une inspection de routine.

L’essor des drones au cours de la dernière décennie a changé la façon dont nous inspectons les toits. Il n’est plus nécessaire de sortir les échelles et de faire décoller les bottes du sol. Un simple vol de drone peut recueillir des informations précieuses qui peuvent facilement être partagées avec les parties prenantes et les décideurs.

Dans cet article, nous examinerons de près les étapes à suivre lorsque vous utilisez des drones pour inspecter un toit.

Table des matières

Collecter des données

1. Comprendre l’actif
2. Établir le but de la mission
3. Vérification des paramètres du capteur
4. Planifier un vol
5. Capture de données
6. Inspection manuelle

Données de processus

7. Ensembles de données thermiques et visuelles
8. Points de contrôle/points de contrôle au sol
9. Paramètres DJI Terra

Afficher les données

10. Fournisseurs d’analyse tiers

Collecter des données.

Comprendre l’actif

Les toits sont de toutes formes et tailles. Certaines inspections sont pour les toits résidentiels, et beaucoup sont commerciales. Il est important d’examiner l’étendue du projet pour comprendre la meilleure façon d’aborder le site.

La taille du toit est un facteur à considérer. S’il s’agit d’un petit toit, des détails supplémentaires peuvent être capturés en quelques minutes (voire quelques secondes). Les grands toits commerciaux peuvent nécessiter des temps de vol prolongés, alors planifiez en conséquence.

La hauteur du bâtiment est un facteur majeur lors de la planification d’une mission. Un vol rapide vers le haut du bâtiment peut vous donner une lecture de la hauteur du bâtiment, afin que vous puissiez mieux planifier la mission.

Un autre facteur important est la compréhension de l’ environnement du bâtiment . Le Mavic 3 Enterprise utilise la transmission O3 Enterprise pour fournir une connexion stable au drone, ainsi que l’évitement d’obstacles omnidirectionnel et APAS 5.0 pour aider à garder le drone en sécurité lorsqu’il vole dans des environnements restreints et à rentrer chez lui en toute sécurité une fois la mission terminée. Nous voulons toujours voler en toute sécurité, donc si l’inspection du toit concerne un bâtiment avec un parking à côté, assurez-vous de suivre les directives de la FAA sur le fonctionnement au-dessus des personnes. Lors de la planification d’une mission, assurez-vous que la ligne de vol verte ne tombe pas trop loin à l’extérieur du périmètre du bâtiment si cela est un facteur.

Établir le but de la mission

Il peut y avoir de nombreux atouts différents sur un toit, il est donc important de comprendre l’objectif du projet. Des objectifs différents peuvent exiger une source de données différente (visuelle, thermique, etc.) ou des exigences de précision/résolution différentes.

Certains des principaux cas d’utilisation des inspections de toiture sont :

Détection de fissures/fuites
Inspections CVC
Contrôle des panneaux solaires
Inspections des gaz d’échappement
Besoins de mesure
Lorsque vous examinez des cas d’utilisation nécessitant un capteur thermique (inspection de panneaux solaires, détection de fuites, inspections de CVC, etc.), le vol doit souvent être effectué juste après le coucher du soleil. Cela garantit l’absence de charge thermique due à la lumière directe du soleil, mais le toit/les panneaux solaires seront toujours chauds de la journée. Évidemment, trouver des fissures dans un toit serait presque impossible avec le capteur visuel au crépuscule, il est donc parfois nécessaire de voler deux fois sur le même toit (avant et après le coucher du soleil).

Pour la détection des fuites , essayez de NE PAS voler directement après la pluie. Il est préférable d’attendre au moins 24 heures après la pluie (jusqu’à une semaine après), pour comprendre le drainage/la fuite. L’analyse thermique sera également un défi si vous volez trop près d’un événement de pluie s’il y a de l’eau stagnante qui cache un problème.

Il est également important de mesurer la taille du bâtiment . N’essayez pas de voler à 20 pieds du haut du toit d’un très grand bâtiment commercial la première fois. Non seulement cela prendrait trop de temps, mais cela pourrait aussi être un vol dangereux pour un pilote inexpérimenté. Avec les 42 minutes de temps de vol du Mavic 3 Enterprise avec le module RTK attaché, de grandes missions sont possibles – il suffit de planifier en conséquence.

Les exigences en matière d’exactitude des données pour l’inspection de votre toiture sont un autre aspect à prendre en compte. Il peut souvent être difficile de mesurer des cibles avec une station de base au sommet du toit, mais avec le module Mavic 3 Enterprise et RTK, vous pouvez générer une précision centimétrique sans avoir besoin de points de contrôle au sol (des points de contrôle sont toujours nécessaires pour valider la précision ). Souvent, la précision des données n’est pas d’une importance primordiale car une grande partie de ce cas d’utilisation est orientée vers l’inspection, mais si les données doivent être alignées avec d’autres données de chantier, RTK est une excellente option. Les technologies RTK, PPK et Cloud PPK peuvent vous aider à obtenir un haut niveau de précision pour votre projet.

Vérification des paramètres du capteur.

Il y a quelques facteurs différents à prendre en compte lors du choix des paramètres de votre caméra/capteur. Le réglage automatique sera généralement suffisant pour recueillir de bonnes données, mais si vous recherchez des directives sur le réglage du capteur visuel, voici nos recommandations :

• Vitesse d’obturation de 1/1000 ou plus pendant un vol de jour. Lorsque vous volez la nuit, le flou de mouvement sera un facteur majeur, alors essayez de régler la vitesse d’obturation aussi vite que possible tout en étant capable de voir clairement le toit.
• Utilisez ISO pour équilibrer la vitesse d’obturation. Pendant la journée, il est préférable de garder l’ISO sur Auto, mais pendant les vols de nuit, vous pouvez l’utiliser pour « éclaircir » l’image si vous avez besoin d’utiliser des vitesses d’obturation plus rapides.
• Format d’image : JPG
• Rapport d’image 4:3
• Obturateur mécanique : ON
• Capteurs à capturer (si capture thermique) : TOUS

• S’il s’agit d’une inspection thermique, nous suggérons généralement de régler la palette de couleurs sur rouge de fer car il existe une grande différenciation des couleurs selon les températures dans la vue de la caméra.

Nous vous recommandons également de prendre le temps au début de faire un rapide survol du toit. Cela peut vous aider à trouver les meilleurs réglages de caméra avant le vol. Un toit peut être beaucoup plus lumineux que prévu, et si vous verrouillez manuellement les paramètres de la caméra au-dessus du premier waypoint, les images seront souvent “soufflées”.

Planifier un vol

La méthode la plus courante d’inspection d’un toit consiste à rassembler suffisamment de photos qui se chevauchent pour produire une carte haute résolution et un modèle 3D du toit. Cela peut être accompli avec l’application DJI Pilot 2 si vous utilisez le drone Mavic 3 Enterprise Séries.

Lors de la planification de la mission, la meilleure méthode consiste à choisir l’option Mapping Mission. Voici un guide pour vous aider à démarrer les missions de cartographie.

Et voici quelques réglages que nous recommandons spécifiquement pour les inspections de toiture :

• Utilisez les paramètres de chevauchement par défaut de 70 % page de garde ​​et 80 % page de garde. Cela devrait être suffisant pour une reconstruction de modèle 3D de haute qualité pour le capteur visuel.
• Si thermique est nécessaire, nous recommandons 80 % de chevauchement latéral et avant.
• Lors de la sélection d’une hauteur, vous souhaiterez utiliser à la fois les curseurs Flight Route Altitude et Target Surface to Takeoff Point . La hauteur de vol optimale au-dessus d’un toit pour les bâtiments résidentiels est de 25 à 50 pieds au-dessus du toit. Pour les grands bâtiments commerciaux, cette résolution peut ne pas être réalisable, donc la planification de 50 à 100 pieds au-dessus du toit devrait être suffisante. En utilisant un vol rapide pour vérifier la hauteur du bâtiment, vous pouvez régler l’altitude de la mission en conséquence. Par exemple, si vous vérifiez la hauteur d’un toit résidentiel et que le toit mesure 25 pieds, définissez la surface cible sur le point de décollage à 25 pieds et l’altitude de la mission à 50-75 pieds. Pour le commercial, si vous vérifiez la hauteur d’un toit de 50 pieds, planifiez la surface cible au décollage à 50 pieds et l’altitude de la route de vol à 100-150 pieds.
• En utilisant le curseur Target Surface to Takeoff Point, vous pouvez toujours obtenir les paramètres de chevauchement corrects même si le drone a été lancé depuis le sol. Avec le capteur 4/3″ du Mavic 3 Enterprise, vous pouvez capturer des détails incroyables avec une large plage dynamique.

Voici quelques estimations GSD avec M3E :

25 pieds         0,2 cm/pixel
50 pieds         0,4 cm/pixel
75 pieds         0,6 cm/pixel
100 pieds       0,8 cm/pixel

Voici quelques estimations GSD avec M3T :

25 pieds          0,26 cm/pixel visuel, 1 cm/pixel Thermique
50 pieds          0,53 cm/pixel visuel, 1,98 cm/pixel Thermique
75 pieds          0,78 cm/pixel visuel, 2,97 cm/pixel Thermique
100 pieds        1,05 cm/pixel visuel, 3,96 cm/pixel Thermique

• Si la reconstruction 3D est votre objectif, la série Mavic 3 Enterprise peut utiliser la fonction Smart Oblique . Cela aide à prendre le contrôle du cardan pendant le vol pour capturer automatiquement des images obliques au lieu de simplement NADIR.
• IMPORTANT : si l’objectif est une inspection solaire sur un toit utilisant le thermique, Smart Oblique n’est PAS RECOMMANDÉ pour des relevés de température précis
• La direction et la vitesse de vol sont d’autres aspects à prendre en compte. Le Mavic 3 Enterprise utilise un obturateur mécanique de 4/3″, qui permet une capture rapide tout en maintenant la précision de l’image et en minimisant la distorsion de l’image. Son temps de capture de 0,7 seconde permet au drone de surveiller beaucoup plus rapidement que les versions précédentes. La vitesse de vol n’est pas aussi importante pour le Mavic 3 Enterprise, mais si l’objectif est une inspection thermique avec le M3T, essayez de limiter la vitesse maximale en dessous de 10 mph (~ 4,4 m / s) pour minimiser le flou d’image et les lectures d’image incorrectes de le capteur thermique.
• Lors de la planification de la direction de vol et de la capture d’images visuelles uniquement, il est recommandé de voler dans la direction la plus efficace. Pour les inspections de panneaux solaires thermiques sur les toits, il est recommandé de voler parallèlement aux panneaux pour obtenir les meilleurs résultats lors du traitement des données.

Capture de données

Après avoir compris le bâtiment, établi la portée du projet et préparé votre mission de cartographie, vous devriez être prêt à capturer le site.

Assurez-vous toujours que vous pouvez maintenir une ligne de visée visuelle avec votre drone, ce qui peut être difficile lors de la capture de toits de bâtiments. Gardez un œil attentif sur le plan de vol du drone et la caméra FPV pour vous assurer que vous n’opérez pas au-dessus de personnes. Une fois votre mission terminée, le drone rentrera à la maison ou s’assiéra et flânera (selon vos paramètres de fin de mission).

Inspection manuelle

Une fois la mission automatisée terminée, vous pouvez (éventuellement) capturer des données supplémentaires du site. L’écran de capture manuelle illustré ci-dessous comporte de nombreuses fonctionnalités pour vous aider à tirer le meilleur parti de votre inspection manuelle. Le Mavic 3 Enterprise et le Mavic 3 Thermal utilisent tous deux un capteur de télézoom hybride 56x, et en utilisant la molette de défilement droite, vous pouvez régler le niveau de zoom du capteur.

Pour vous aider à mieux comprendre votre cible lors de l’inspection manuelle avec le Mavic 3T, DJI propose une vue côte à côte pour afficher à la fois le zoom et la caméra thermique l’un à côté de l’autre. En cliquant sur le bouton SBS à l’écran, vous pouvez choisir d’afficher les deux vues en même temps.

Si vous utilisez le capteur de zoom avec le M3T, nous vous recommandons également d’utiliser la fonction Link Zoom pour garder le zoom et les capteurs thermiques verrouillés au même niveau de zoom.

Données de processus

Ensembles de données thermiques et visuelles

Une fois le site capturé, il est temps de transformer les données en une orthomosaïque 2D et un modèle 3D de haute qualité. En utilisant DJI Terra, le processus est simple pour obtenir d’excellents ensembles de données. Regardez cette vidéo pour en savoir plus sur les étapes de traitement des données dans DJI Terra.

Les étapes rapides pour traiter les données avec DJI Terra sont :

• Importez les photos/dossiers dans DJI Terra
  • Si vous traitez à la fois des jeux de données visuels et thermiques, nous vous recommandons de traiter les jeux de données séparément
• Sélectionnez les types de sortie (carte 2D, modèle 3D) et les extensions de fichier (Tiff, Obj, etc.) que vous recherchez, et définissez le système de coordonnées (si vous utilisez un service NTRIP)
  • Exécutez l’aérotriangulation
  •  Vous pouvez éventuellement modifier la limite de reconstruction à ce stade, cela peut aider à accélérer les temps de traitement et la taille des données de sortie lorsque vous vous concentrez uniquement sur l’actif à assembler
• Étape facultative : importez les données du point de contrôle au sol et sélectionnez le code EPSG correct pour la région. Utilisez ce guide des points de contrôle au sol pour en savoir plus.
• Exécutez les étapes de reconstruction de la carte 2D et du modèle 3D.

Veuillez noter que DJI Terra ne garantit pas une sortie radiométrique cousue, juste l’imagerie brute

Une fois terminé, vous pouvez afficher le rapport de précision pour comprendre la précision de la carte. Vos données sont maintenant prêtes à être visualisées et exportées.

Nous vous encourageons à essayer Terra avec un essai d’un mois disponible au bas de la page Web de DJI Terra

Afficher les données

DJI Terra a quelques fonctions pour vous aider à visualiser et analyser vos données. Vous pouvez mesurer les fissures et les fuites avec nos outils d’annotation et, en utilisant la souris, vous pouvez naviguer dans le modèle 3D. En cas d’affichage prolongé, DJI Terra dispose d’un outil pour orbiter indéfiniment le modèle 3D.

Regardons les sorties typiques pour les inspections de toit.

Il est courant d’analyser une orthomosaïque 2D au lieu d’un modèle 3D lors de la recherche de fuites, de fissures et d’irrégularités thermiques. Un modèle 3D aide à donner une perspective au site, mais souvent des outils d’analyse tiers pour les inspections thermiques analysent les images brutes au lieu du modèle 3D. Si un client demande un ensemble de données, voici quelques sorties prises en charge par DJI Terra. Toutes les données exportées sont géoréférencées et peuvent être importées dans un outil d’analyse tiers de votre choix (DroneDeploy, Raptor Maps, etc.)

DJI dispose également d’un outil d’analyse thermique . Dans cette application, vous pouvez analyser des images brutes et des ensembles de données traitées pour bien comprendre les lectures de température. Il existe également un outil publiquement disponible d’Eric Olsen pour convertir vos données thermiques en RJPG afin de vous permettre de les importer dans les outils d’analyse thermique de Flirter.

Fournisseurs d’analyse tiers

Il existe de nombreuses solutions spécialisées pour aider à automatiser l’analyse des inspections. Si vous souhaitez automatiser la détection des fissures, la détection des fuites, les inspections solaires ou plus, consultez ces fournisseurs de solutions qui peuvent vous aider à automatiser le flux de travail.

DroneDeploy est un fournisseur de traitement cloud qui a cartographié et traité plus de 500 millions d’acres dans le monde. Leurs outils couvrent de nombreux secteurs différents (construction, agriculture, pétrole et gaz, solaire, etc.). DroneDeploy dispose de quelques outils et rapports spécialisés spécifiquement sur les inspections de toit.

Le rapport de toit de DroneDeploy permet d’obtenir les dimensions des toits à partir d’un modèle 3D traité. Le cas d’utilisation concerne davantage la planification de l’installation d’un toit solaire et la compréhension de la taille du toit, mais n’a pas de détection automatisée des dommages.

DroneDeploy dispose également d’un outil d’analyse thermique radiométrique qui peut aider à déterminer les problèmes dans une carte thermique. Utilisez simplement l’histogramme sur le côté gauche pour modifier la plage de température. Ils disposent également d’un outil côte à côte pour aider à comprendre les différences entre plusieurs dates de vol.

Si l’objectif se concentre davantage sur la détection des dommages, Loveland Innovations et Eagleview sont deux excellentes options pour la détection automatisée des dommages. Ils disposent d’un certain nombre d’outils qui peuvent détecter non seulement les fissures capillaires, mais également les petits trous / fossettes causés par la grêle et les dommages aux arbres. Jetez un œil ci-dessous à l’outil Web IMGING de Terre d’amour Innovation pour analyser les données, ainsi qu’un exemple de page de rapport d’Eagleview :

Et si le cas d’utilisation se concentre sur le thermique, Raptor Maps est bien connu pour l’analyse d’images thermiques. Avec plus de 50 GW de panneaux solaires analysés à ce jour, leurs outils sont la référence pour l’analyse des panneaux solaires. Voir une capture d’écran de leur outil ci-dessous pour comprendre leurs inspections de panneaux solaires.

Nous espérons que vous avez apprécié notre article de blog.

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