Introduction sur Escadrone

Escadrone est une SAS créée en 2014 qui a pour vocation de proposer une offre complète de solutions sur le domaine des drones et outils de mesures associés auprès des entreprises et institutions.

Escadrone propose différents produits et services liés à la robotique autonome.

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Suite aux interrogations que vous avez sur les précisions des produits drones aériens proposant des capteurs pour la photogrammétrie et des GPS permettant des corrections centimétriques, nous avons ici comparé les deux produits leader sur ce segment.

Cette étude fournit les résultats et compare deux produits leader sur le marché dont Escadrone a en charge la distribution sur le marché Français :

Le multirotor phantom 4 RTK de DJI et l’aile UX11 de Delair.

Ces deux outils à destination des topographes, géomètres ou plus généralement toutes entreprises souhaitant numériser et modéliser un environnement, ont des caractéristiques différentes que nous allons exposer dans la suite de cette étude.

Drone DJI phantom 4 pro rtk avec sa radiocommande et une canne gnss
aile volante

Qu’est ce que le PPK et le RTK

Nous avions publié un article permettant de bien comprendre comment ces deux systèmes d’augmentations de précision fonctionnent. Retrouvez toutes les infos sur ce lien :

https://escadrone.com/guide-gnss-rtk-ppk/

Rappel sur les modes de fonctionnement du Phantom 4 RTK

Le nouveau drone de DJI Phantom 4 RTK propose comme « son grand frère » le matrice 210 RTK V2 différents modes de fonctionnement que nous décrivons ici :

https://escadrone.com/fonctionnement-phantom-4-rtk-ppk/

Rappel sur le fonctionnement de l’UX11 de Delair

Vidéo du drone en vol avec décollage et atterrissage :

https://www.youtube.com/watch?v=qN9j2OWUYzk

Présentation vidéo de l’application de vol :

https://www.youtube.com/watch?v=hyiiKEhQWBU

Présentation vidéo de l’application pour le post process des données GPS, Delair after flight :

https://www.youtube.com/watch?v=GJ1p1nsYua0

Pix4d

Nous avons ici utilisé le logiciel Pix4D pour assembler les données.

Capture des réglages utilisés sur pix4d :

Paramètres logiciel du logiciel de photogrammétrie Pix4D
geotag pix4d
Référence des appuis au sol
Exactitude de la geolocalisation
controle des appuis au sol sur Pix4D

Différence point calage (GCP3d) et point de control « checkpoint » :

Un point de calage « GCP » sert dans le calcul d’aero-triangulation et permet à la fois d’améliorer la précision relative du modèle mais aussi la précision interne par optimisation du calcul initial.

Un point de control « checkpoint » sert uniquement à contrôler la qualité de la précision, en effet il n’est pas utilisé dans le calcul.

Vol à 120m avec le Delair UX11

Exemple d'une Capture faite avec un delair ux11 sur un champ

Assemblage avec 3 GCP : on a en moyenne 1 cm en x, 6mm en Y et 3 cm en Z de précision.

Résolution de l’orthophoto : l’orthophoto a une résolution de 1.4 cm/px

details obtenus avec un drone delair ux11 sur un toit avec velux

Conclusion

Ce produit est idéal pour la cartographie de grandes superficies ou linéaires. Le format aile proposé par Delair et distribué par Escadrone permet facilement d’acquérir entre 20 et 200Ha par vol.

Le Gps corrigé en PPK apporte une réelle amélioration de position des clichés, il permet en outre de fonctionner dans les endroits où le réseau ne passe pas. Il est aussi fort utile pour le vol hors vue car il n’est pas nécessaire de maintenir un lien avec la base gps comme pour le RTK.

Ce produit permet aussi le vol S4, cela ouvre la porte au mapping de corridor de longue distance. Escadrone propose des formations S4, contacter nous au 0458005410 pour plus d’information.

Notre étude met en valeur une précision sans aucun GCP de l’ordre de 10cm sur l’orthophoto et une très bonne précision avec uniquement 3 point de calage !

Ainsi avec un temps de pose de cible court sur 3 points on obtient des résultats proches du 1 cm de précision en planimétrie !

D’autre part la qualité de l’orthophoto à 120m est de 1.4 cm/px, cela permet une très bonne visualisation des détails.

Vol à 120m avec le Phantom 4 RTK

Exemple d'une Capture faite avec un DJI phantom 4 sur un champ

Condition de vol : Bonne

Condition de levé des GCP : difficile, perte de connexion

Taille des cibles 50cm de coté

Matériel GPS pour le levée des cibles : Trimble r6+orpheon

GCP en cc43/IGN69

Grilles Raf : 49.753m

Lien vers les GCP : https://drive.google.com/open?id=1ROrzM4meRA-4ApJV-fiVp9YxxYMfxfR3

Lien vers le datasets : https://drive.google.com/open?id=18HFbeCgTf-ggZ9wpeQJbMeHkAoF4KCYR

Lien vers les exports cités ci-dessous :

https://drive.google.com/open?id=17_BlL_W9yEZOaPRWRSd5VU8YNhs1-EWi

Précision de position des photos :

precision geotag avec drone professionnel phantom 4

L’erreur moyenne de position en x,y,z est de 3 cm

Précision des résultats :

tableau illustrant les Resultats obtenus avec pix4d

Assemblage sans GCP : on a en moyenne 1.5 cm en X, 6mm en Y et 9 cm en Z de précision

On note ici que pix4d fait le choix d’écarter les 3 cibles les plus mauvaises pour lui, ce qui est en faveur d’une bonne précision annoncée, ces cibles sont bien présentes dans le modèle et ont été levés de la même manière que les autres.

tableau illustrant les Resultats obtenus avec pix4d

Assemblage avec 3 GCP : on a en moyenne 1.5 cm en x, 5cm en Y et 3 cm en Z de précision.

Résolution de l’orthophoto : l’orthophoto a une résolution de 3.6 cm/px

details obtenus avec un phantom 4 sur un toit avec velux

Conclusion

Le DJI phantom 4 RTK se distingue par sa simplicité de mise en œuvre, qu’il soit en RTK avec sa base ou directement relié en GSM à un réseau de correction RTK, le décollage et atterrissage vertical font de ce modèle le « 4×4 » du drone.

Dans cet exemple à 120m on voit les limites du produit sur la qualité de l’othophoto, nous conseillons de l’utiliser jusque maximum 80m, ce qui en fait un outil très intéressant pour des surfaces jusqu’à 40ha.

Notre étude met en valeur une précision sans aucun GCP de l’ordre de 10cm sur l’orthophoto et une très bonne précision avec uniquement 3 point de calage !

Ainsi avec un temps de pose de cible court sur 3 points on obtient des résultats proches du 1 cm de précision en planimétrie !

Vol à 75m avec le Phantom 4 RTK

Exemple d'une Capture pix4d sur une carriere

Condition de vol : Bonne

Condition de levé des GCP : Bonne

Matériel GPS pour le levée des cibles : North+orpheon

GCP en WGS84/IGN69

Grilles Raf : 49.280m

Lien vers les GCP : https://drive.google.com/open?id=1FDhymPrfOZz4WpHTgUXWxokxR5NCtk45

Lien vers le dataset : https://drive.google.com/open?id=1XwPq4Syf_zmV_QWkMs_11ZljHVuyF7Y8

https://drive.google.com/open?id=1kB9Qyfap1jGDX4AngYTdgGcxRMIG4rFH

Lien vers les exports cités ci-dessous :

https://drive.google.com/open?id=144x89la2ZwnCAW9nPfIEFrPBr30dZooy

Précision de position des photos :

Tableau illustrant ce que doit etre un geotag de qualité

L’erreur moyenne de position en x,y,z est de ~2mm

Précision des résultats :

tableau illustrant les Resultats obtenus avec pix4d

Assemblage sans GCP : on a en moyenne 1 cm en X, 2mm en Y et 84 cm en Z de précision

tableau illustrant les Resultats obtenus sur gcp

Assemblage avec 3 GCP : on a en moyenne 1mm en x, 1cm en Y et 3 cm en Z de précision.

Résolution de l’orthophoto : l’orthophoto a une résolution de 2 cm/px

illustration du niveau de détail d'une voiture sur une orthophoto a une résolution de 2 cm/px

Conclusion

Le DJI phantom 4 RTK se distingue par sa simplicité de mise en œuvre, qu’il soit en RTK avec sa base ou directement relié en GSM à un réseau de correction RTK, le décollage et atterrissage vertical font de ce modèle le « 4×4 » du drone.

Dans cet exemple à 75m on voit les limites du produit sur la superficie qu’il peut couvrir, nous conseillons de l’utiliser jusqu’à maximum 80m, ce qui en fait un outil idéal pour des surfaces jusque 40ha.

Notre étude met en valeur une précision sans aucun GCP de l’ordre du cm en planimétrie sur l’orthophoto et une très bonne précision avec uniquement 3 point de calage !

Ainsi avec un temps de pose de cible court sur 3 points on obtient des résultats proches du 1 cm de précision en planimétrie et 3 cm en altimétrie !