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

Collecter les données

Comprendre le bien immobilier

Les toits ont des formes et des tailles très différentes. Certaines inspections concernent des toits résidentiels, et beaucoup sont des toits commerciaux. Il est important de jeter un coup d'œil à l'étendue du projet pour comprendre la meilleure façon d'aborder le site.

La taille du toit est un facteur à prendre en compte. 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 plus longs, il faut donc prévoir en conséquence.

La hauteur du bâtiment est un facteur important lors de la planification d'une mission. Un vol rapide jusqu'au sommet du bâtiment peut vous donner une idée de sa hauteur et vous permettre de mieux planifier votre mission.

Un autre facteur important est la compréhension de l'environnement du bâtiment. Le Mavic 3 Enterprise utilise la transmission O3 Enterprise pour assurer une connexion stable avec le drone, ainsi que le système de prévention des obstacles omnidirectionnels et le système APAS 5.0 pour assurer la sécurité du drone lorsqu'il vole dans des environnements étroits et pour rentrer à la maison en toute sécurité une fois la mission terminée. Nous voulons toujours voler en toute sécurité, donc si l'inspection du toit est celle d'un bâtiment avec un parking à côté, assurez-vous de suivre les directives sur le fonctionnement au-dessus des personnes.

Établir l'objectif de la mission

Il peut y avoir beaucoup de biens 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.

Voici quelques-uns des principaux cas d'utilisation de l'inspection des toits :

Détection des fissures/fuites

Inspections des systèmes CVC

Inspection des panneaux solaires

Inspection des systèmes d'échappement

Besoins de mesure

Dans les cas d'utilisation nécessitant un capteur thermique (inspection de panneaux solaires, détection de fuites, inspections de systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation, etc. Cela permet de s'assurer qu'il n'y a pas de charge thermique due à la lumière directe du soleil, mais que le toit/les panneaux solaires sont encore chauds de la journée. Il est évident que la détection de fissures dans un toit serait presque impossible avec le capteur visuel à la tombée de la nuit, 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 une pluie. Il est préférable d'attendre au moins 24 heures après la pluie (jusqu'à une semaine après), pour comprendre le drainage/les fuites. L'analyse thermique sera également un défi si le vol est effectué trop près d'un événement pluvieux, si de l'eau stagnante cache un problème.

Il est également important d'évaluer la taille du bâtiment. N'essayez pas de voler à 6 mètres du sommet 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 vol du Mavic 3 Enterprise avec le module RTK attaché, les grandes missions sont possibles - il suffit de planifier en conséquence.

Les exigences de précision des données pour l'inspection de votre toit sont un autre aspect à prendre en compte. Il est souvent difficile de mesurer des cibles avec une station de base au sommet du toit, mais avec le Mavic 3 Enterprise et le module RTK, vous pouvez obtenir une précision de l'ordre du centimètre 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 de première importance, car ce cas d'utilisation est en grande partie orienté vers l'inspection, mais si les données doivent être alignées avec d'autres données de chantier, le 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 réglages du capteur

Il y a plusieurs facteurs à prendre en compte lorsque vous choisissez les paramètres de votre caméra/capteur. Le réglage automatique sera généralement suffisant pour recueillir de bonnes données, mais si vous cherchez quelques lignes directrices sur ce que le capteur visuel devrait être réglé, voici nos recommandations :

Une vitesse d'obturation de 1/1000 ou plus pendant un vol de jour. Lors d'un vol de nuit, le flou de mouvement sera un facteur important, donc essayez de régler la vitesse d'obturation aussi vite que possible tout en étant capable de voir clairement le toit.

Utilisez la sensibilité ISO pour contrebalancer la vitesse d'obturation. Pendant la journée, il est préférable de garder l'ISO en mode Auto, mais pendant les vols de nuit, vous pouvez l'utiliser pour aider à "éclaircir" l'image si vous devez utiliser des vitesses d'obturation plus rapides.

Format de l'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 IronRed, car il y a une grande différence de couleurs entre les températures dans la vue de la caméra

Nous vous recommandons également de prendre le temps, au début, de faire un vol rapide au-dessus du toit. Cela peut vous aider à trouver les meilleurs réglages de la caméra avant le vol. Un toit peut être beaucoup plus lumineux que vous ne le pensez, et si vous verrouillez manuellement les réglages de la caméra sur le premier point de cheminement, les images seront souvent "soufflées".

Planification d'un vol

La méthode la plus courante pour inspecter un toit consiste à rassembler suffisamment de photos se chevauchant pour produire une carte haute résolution et un modèle 3D du toit. Ceci peut être réalisé avec l'application DJI Pilot 2 si vous utilisez le drone Mavic 3 Enterprise Series.

Voici quelques réglages que nous recommandons spécifiquement pour les inspections de toits :

Utilisez les paramètres de chevauchement par défaut de 70% de frontlap et 80% de frontlap. Cela devrait être suffisant pour une reconstruction de modèle 3D de haute qualité pour le capteur visuel.

Si le thermique est nécessaire, nous recommandons un recouvrement latéral et frontal de 80 %.

Lors de la sélection d'une hauteur, vous voudrez utiliser les deux curseurs Altitude de la route de vol et Surface cible au point de décollage. La hauteur de vol optimale au-dessus d'un toit pour les bâtiments résidentiels est de 7 à 15 mètres au-dessus du toit.  Pour les bâtiments commerciaux plus grands, cette résolution peut ne pas être réalisable, alors planifier entre 15 et 30 mètres au-dessus du toit devrait être suffisant. En utilisant un vol rapide pour vérifier la hauteur du bâtiment, vous pouvez définir l'altitude de la mission en conséquence. Par exemple, si vous vérifiez la hauteur d'un toit résidentiel et que le toit fait 7 mètres, réglez la surface cible au point de décollage à 7 mètres et l'altitude de la mission à 15-22 mètres. Pour les vols commerciaux, si vous vérifiez la hauteur d'un toit de 15 mètres, planifiez la surface cible au décollage à 15 mètres et l'altitude de la route de vol à 30-45 mètres.

En utilisant le curseur Surface cible au point de décollage, vous pouvez toujours obtenir les bons paramètres de chevauchement 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 gamme dynamique.

Voici quelques estimations de GSD avec M3E :

7.5 mètres 0,2 cm/pixel

15 mètres 0,4 cm/pixel

22.5 mètres 0,6 cm/pixel

30 mètres 0,8 cm/pixel

Voici quelques estimations de GSD avec M3T :

7.5 mètres 0,26 cm/pixel visuel, 1 cm/pixel thermique

15 mètres 0.53 cm/pixel visuel, 1.98 cm/pixel thermique

22.5 mètres 0,78 cm/pixel visuel, 2,97 cm/pixel thermique

30 mètres 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. Celle-ci permet de prendre le contrôle de la nacelle pendant le vol pour capturer automatiquement des images obliques au lieu d'un simple NADIR.

IMPORTANT : si l'objectif est une inspection solaire sur un toit utilisant le thermique, la fonction Smart Oblique n'est PAS RECOMMANDÉE pour des relevés de température précis.

La direction et la vitesse du vol sont d'autres aspects à prendre en compte. Le Mavic 3 Enterprise utilise un obturateur mécanique 4/3", qui permet une capture rapide tout en maintenant la précision de l'image et en minimisant sa distorsion. Son temps de capture de 0,7 seconde permet au drone d'effectuer des relevés 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 16 km/h (~4,4 m/s) pour minimiser le flou de l'image et les lectures d'image incorrectes du capteur thermique.

Lors de la planification de la direction du vol et de la capture d'images visuelles, 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.

Capturer les données

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

Assurez-vous toujours de pouvoir maintenir une ligne de vue avec votre drone, ce qui peut être difficile lorsque vous capturez les toits d'un bâtiment. Surveillez de près le plan de vol du drone et la caméra FPV pour vous assurer que vous n'opérez pas au-dessus des gens. Lorsque votre mission est terminée, le drone revient au point de départ ou reste en attente (selon vos paramètres de fin de mission).

Inspection manuelle

Une fois la mission automatisée terminée, vous pouvez (en option) capturer des données supplémentaires du site. L'écran de capture manuelle illustré ci-dessous présente 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 télescope hybride 56x, et en utilisant la molette de défilement droite, vous pouvez régler le niveau de zoom du capteur.

Pour aider à mieux comprendre votre cible lors d'une inspection manuelle avec le Mavic 3T, DJI propose la vue « Side by Side » pour montrer à la fois le zoom et la caméra thermique l'un à côté de l'autre. En cliquant sur le bouton SBS sur l'écran, vous pouvez choisir d'avoir 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 que le zoom et les capteurs thermiques restent verrouillés au même niveau de zoom.

Traitement des données

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 de grands ensembles de données. Jetez un coup d'œil à cette vidéo pour en savoir plus sur les étapes du traitement des données dans DJI Terra.

Voici les étapes rapides pour traiter les données avec DJI Terra :

Importez les photos/dossiers dans DJI Terra.

Si vous traitez à la fois des ensembles de données visuelles et thermiques, nous vous recommandons de traiter les ensembles 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

En option, vous pouvez modifier les limites de la reconstruction à ce stade, ce qui peut contribuer à accélérer les temps de traitement et la taille des données de sortie lorsque vous vous concentrez uniquement sur le bien à assembler.

Étape facultative : Importez les données Ground Control Point et sélectionnez le code EPSG correct pour la région.

Exécutez les étapes de reconstruction de la carte 2D et du modèle 3D

Veuillez noter que DJI Terra ne garantit pas un résultat assemblé radiométrique, seulement l'imagerie brute.

Lorsque vous avez terminé, vous pouvez consulter le rapport de précision pour comprendre la précision de la carte. Vos données sont maintenant prêtes à être visualisées et exportées.

Afficher les données

DJI Terra dispose de 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 autour du modèle 3D. En cas d'affichage pendant une période prolongée, DJI Terra dispose d'un outil permettant de mettre le modèle 3D en orbite indéfiniment.

Examinons les résultats typiques de l'inspection des toits.

Il est courant d'analyser une orthomosaïque 2D au lieu d'un modèle 3D lorsqu'on recherche des fuites, des fissures et des irrégularités thermiques. Un modèle 3D aide à donner une perspective au site, mais souvent les outils d'analyse tiers pour les inspections thermiques analysent l'imagerie brute 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 les images brutes et les ensembles de données traitées pour comprendre pleinement les relevés de température.

Fournisseurs d'analyse tiers

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

DroneDeploy est un fournisseur de traitement en nuage qui a cartographié et traité plus de 500 millions d'acres dans le monde entier. Ses outils couvrent de nombreux secteurs différents (construction, agriculture, pétrole et gaz, solaire, etc.). DroneDeploy dispose de quelques outils et rapports spécialisés dans l'inspection des toits.

Le rapport sur les toits de DroneDeploy permet d'obtenir les dimensions des toits à partir d'un modèle 3D traité. Le cas d'utilisation est plus pour la planification de l'installation de toits solaires et la compréhension de la taille du toit, mais il n'y a pas de détection automatique des dommages.

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

Si l'objectif est davantage axé sur la détection des dommages, Loveland Innovations et Eagleview sont deux excellentes options pour la détection automatisée des dommages. Elles disposent d'un certain nombre d'outils capables de détecter non seulement les fissures capillaires, mais aussi les petits trous et les creux causés par la grêle et les arbres. Jetez un coup d'œil ci-dessous à l'outil web IMGING de Loveland Innovations pour analyser les données, ainsi qu'à un exemple de page de rapport d'Eagleview :

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