UgCS es una aplicación profesional de planificación y control de vuelo de drones desarrollada por SPH Engineering. Es compatible con plataformas DJI, ArduPilot y PX4, e incluye una herramienta de fotogrametría dedicada que calcula las líneas de vuelo, los intervalos de disparo de la cámara y los puntos de referencia de seguimiento del terreno basándose en las especificaciones de su cámara y la distancia de muestreo en el suelo (GSD) deseada. La herramienta de fotogrametría está disponible en las licencias UgCS PRO, EXPERT y ENTERPRISE.
Este tutorial de fotogrametría en UgCS recorre cada paso de la planificación de misiones de fotogrametría con drones, desde la creación de su primera ruta hasta la configuración de ajustes avanzados para la medición de acopios y la reconstrucción 3D. Cada sección cubre tanto el cómo como el porqué, por lo que la guía es útil para operadores que configuran su primer flujo de trabajo de mapeo con drones y para pilotos experimentados que ajustan levantamientos repetidos. Si prefiere el formato de vídeo, la guía completa está incrustada a continuación.
Creación de una nueva misión de fotogrametría en UgCS
Configurar una misión de fotogrametría en UgCS toma alrededor de dos minutos una vez que sabe dónde está todo. Aquí tiene el proceso paso a paso para planificar rutas de mapeo con drones en UgCS.
Paso 1: Inicie una nueva ruta. Haga clic en "Create new route" (Crear nueva ruta) en el panel izquierdo. Verá dos opciones: crear desde cero o importar desde un archivo. UgCS admite importaciones KML y CSV, lo cual es útil si los límites de su levantamiento provienen de un equipo SIG o de la exportación de un archivo shapefile de un cliente. Para este tutorial, seleccione "Create from scratch" (Crear desde cero).
Paso 2: Seleccione su dron. Haga clic en "Next" (Siguiente) y elija su plataforma de dron. UgCS incluye perfiles para DJI Matrice 350, M300, M600, M400 y muchos otros, además de pilotos automáticos ArduPilot y PX4. Para este ejemplo, seleccionamos el DJI M350.
Paso 3: Elija el tipo de ruta. Haga clic en "Next" (Siguiente) y seleccione "Photogrammetry" (Fotogrametría) como tipo de ruta, luego elija "Area" (Área) en la siguiente pantalla. UgCS también ofrece una herramienta de fotogrametría de corredor para elementos lineales como carreteras, tuberías y riberas, pero "Area" es la opción correcta para realizar levantamientos en zonas definidas.
Paso 4: Dibuje su área de levantamiento. UgCS le pedirá que defina el área en el mapa. Haga clic para colocar los vértices del polígono y luego presione Enter para cerrar la forma. El polígono no necesita ser un rectángulo. Los límites irregulares funcionan perfectamente, y UgCS calculará las líneas de vuelo para cubrir toda el área.
Paso 5: Seleccione su cámara. Abra el menú desplegable de la cámara y elija la carga útil que está utilizando. En este ejemplo, seleccionamos la DJI Zenmuse H20. La selección de la cámara es importante porque UgCS utiliza las dimensiones del sensor, la distancia focal y la resolución para calcular el GSD, el tamaño del fotograma, el espaciado de solapamiento y los intervalos de disparo. Si su cámara no aparece en la lista, puede añadirla manualmente (se explica en la sección Perfiles de drones más adelante).
Una vez que seleccione la cámara, UgCS calcula la ruta automáticamente: líneas de vuelo, waypoints, velocidad, distancia de disparo y tiempo de vuelo estimado.
Paso 6: Refine la forma del área. Tras el cálculo de la ruta, todavía puede ajustar el polígono. Arrastre cualquier vértice para cambiar la forma del límite. También puede arrastrar los puntos medios entre los vértices para añadir nuevos puntos, lo que le permite trazar contornos complejos del sitio sin tener que recalcular desde cero. La forma de su área afecta directamente a la eficiencia de la cobertura. Un polígono largo y estrecho alineado con la dirección de vuelo tendrá menos giros y un tiempo de vuelo total menor que la misma área dibujada como una forma ancha con muchas pasadas cortas.
Revisión de la información de la ruta y los datos de vuelo
Antes de volar, compruebe los dos lugares donde UgCS resume los datos de su misión de mapeo con drones: el Perfil de elevación y el Registro de ruta. Ambos le ayudan a detectar problemas antes de que el dron esté en el aire.
Perfil de elevación
Haga clic en "Perfil de elevación" en la pestaña superior. Esta ventana muestra la trayectoria de vuelo planificada del dron como un gráfico lineal superpuesto al terreno. Puede leer la altitud en cada waypoint, confirmar que el seguimiento del terreno funciona como se espera y detectar cualquier punto donde la altitud del dron respecto al suelo cambie bruscamente.
El perfil de elevación también muestra:
- Tiempo de vuelo estimado para la ruta completa
- Distancia de vuelo estimada en todas las pasadas
- Número de waypoints (en nuestra ruta de ejemplo, 48 waypoints)
Si el terreno varía significativamente en su área de levantamiento y está utilizando el modo AGL, el perfil de elevación es donde debe verificar que la altitud del dron se ajusta correctamente. Una línea plana sobre un terreno irregular significa que el dron no está siguiendo el terreno. Deberá cambiar los modos de altitud o comprobar sus datos DEM.
Registro de ruta
Abra el registro de la ruta haciendo clic en la casilla de verificación verde en la tarjeta de ruta. El registro de la ruta ofrece un desglose más detallado:
- Área y huella de la zona de levantamiento
- Número de pasadas (líneas de vuelo)
- Número de puntos de referencia
- Activación de la cámara por distancia valor y recuento total de disparos
El recuento de disparos es especialmente útil para estimar los requisitos de almacenamiento y el tiempo de procesamiento en el software de fotogrametría. Si una ruta requiere 1200 imágenes de 20 MP cada una, sabrá que necesita aproximadamente 25 GB de espacio en la tarjeta y podrá estimar su carga de trabajo de procesamiento en Agisoft Metashape, Pix4Dmapper o cualquier herramienta que utilice posteriormente.
Explicación de los parámetros clave para la planificación de misiones de fotogrametría
UgCS le permite controlar seis parámetros fundamentales que determinan la calidad de los datos, la eficiencia del vuelo y la compatibilidad con su flujo de trabajo de procesamiento. A continuación, se explica qué hace cada uno y cómo configurarlo para su misión de fotogrametría en UgCS.
Selección de cámara
Para drones que transportan múltiples cargas útiles (como el DJI M350, que puede montar dos gimbals), debe seleccionar la cámara específica que se utilizará para la fotogrametría. Casi siempre se trata de la cámara gran angular. El perfil de la cámara indica a UgCS la distancia focal, el ancho y alto del sensor, y la resolución del sensor. UgCS utiliza estos valores para calcular todo lo demás: GSD, dimensiones del fotograma, espaciado entre líneas e intervalos de disparo.
Si el perfil de la cámara tiene especificaciones de sensor incorrectas, todos los cálculos posteriores serán erróneos. Antes de su primer vuelo con una nueva carga útil, verifique que la distancia focal, las dimensiones del sensor y el número de píxeles coincidan con la hoja de datos del fabricante.
Altitud: Altura de vuelo frente a GSD
UgCS ofrece dos formas de establecer la altitud:
- Altura de vuelo (metros): Usted especifica la altitud exacta, por ejemplo, 50 m sobre el nivel del suelo (AGL). UgCS calcula entonces el GSD resultante basándose en las especificaciones de su cámara.
- GSD (cm/px): Usted especifica la resolución de suelo que necesita y UgCS calcula automáticamente la altitud de vuelo requerida.
El modo GSD suele ser la mejor opción para planificar misiones de fotogrametría, ya que vincula directamente el plan de vuelo con la resolución del resultado. Si un cliente requiere ortomosaicos de 2 cm/px para un mapeo con drones de alta precisión, usted establece el GSD en 2 y deja que UgCS se encargue de los cálculos. La relación es sencilla: volar más alto significa un GSD mayor (menor resolución), pero una cobertura más rápida; volar más bajo significa un GSD menor (mayor resolución), pero requiere más pasadas y un mayor tiempo de vuelo.
Como referencia, UgCS calcula la altitud utilizando la siguiente fórmula: altura AGL = (distancia focal × GSD × número de píxeles del sensor) / dimensión del sensor. Selecciona el valor mínimo entre los cálculos de ancho y alto para garantizar que se cumpla el GSD especificado en ambas direcciones.
Velocidad de vuelo
La velocidad de vuelo predeterminada para misiones de mapeo con drones es de 5 m/s. Puede aumentarla (por ejemplo, a 8 m/s) para reducir el tiempo total de la misión, o disminuirla para obtener una mayor nitidez de imagen en condiciones de poca luz. Una velocidad mayor implica que el intervalo de disparo de la cámara debe ser más corto para mantener el solapamiento frontal, así que asegúrese de que el intervalo mínimo de disparo de su cámara pueda seguir el ritmo. La mayoría de las cámaras DJI modernas manejan 8 m/s sin problemas a altitudes de mapeo estándar, pero a altitudes muy bajas con un solapamiento elevado, es posible que alcance el límite de la tasa de disparo.
Configuración de solapamiento
El solapamiento determina cuánto comparte cada imagen con las adyacentes en el mapeo fotogramétrico. Dos valores son importantes:
- Solapamiento frontal (a lo largo de la línea de vuelo): El estándar para fotogrametría es del 80%. Esto significa que cada foto consecutiva comparte el 80% del área de su encuadre con la imagen anterior. Un solapamiento frontal alto proporciona a su software de procesamiento más puntos de enlace con los que trabajar.
- Solapamiento lateral (entre líneas de vuelo adyacentes): El estándar es del 70%. Esto garantiza que las pasadas vecinas compartan suficientes características comunes para que el algoritmo de unión pueda alinearlas.
Estos valores predeterminados de 80/70 funcionan bien para la mayoría de los proyectos de mapeo. Puede aumentar el solapamiento en terrenos complejos con vegetación densa (donde la coincidencia de características es más difícil) o disminuirlo en superficies planas y sin rasgos distintivos, como campos agrícolas, donde el procesamiento es sencillo y desea reducir el tiempo de vuelo.
Tipo de giro
Establezca el tipo de giro en "Giro bancado adaptativo" para drones DJI. Esta configuración permite que el dron realice giros curvos continuos entre pasadas en lugar de detenerse, rotar y acelerar al final de cada línea. El resultado es un tiempo total de misión más corto y un comportamiento de vuelo más fluido, lo que reduce la posibilidad de desenfoque por movimiento durante los giros.
Modos de altitud
UgCS admite cuatro modos de altitud. Elegir el correcto depende de su terreno:
- AMSL (Sobre el nivel medio del mar): El dron mantiene una altitud constante sobre el nivel del mar. No sigue el terreno. Utilice este modo sobre terrenos planos donde la elevación del suelo sea uniforme.
- AGL (Sobre el nivel del suelo): El dron sigue el terreno, manteniendo una altura constante sobre el suelo. Este es el modo estándar para el mapeo con drones mediante fotogrametría, ya que mantiene el GSD constante en toda el área de estudio. UgCS añade puntos de referencia donde el terreno cambia para mantener el dron a la altura especificada.
- Smart AGL: Disponible en las licencias UgCS EXPERT y ENTERPRISE. Diseñado para terrenos escarpados, como paredes de acantilados, canteras o viñedos en laderas, donde el AGL estándar puede no reaccionar con la rapidez necesaria ante cambios bruscos de elevación. Smart AGL genera más puntos de referencia para seguir perfiles de terreno complejos.
- Telémetro: Para drones equipados con un sensor de medición de distancia orientado hacia abajo. Permite vuelos a muy baja altitud (menos de 10 m) con corrección de altitud en tiempo real. Útil para misiones de inspección de alta resolución.
Para la mayoría de los trabajos de fotogrametría, AGL es la opción adecuada. Cambie a Smart AGL cuando su área de estudio incluya cambios de elevación que sean pronunciados en relación con el espaciado de las líneas de vuelo.
Acciones necesarias para misiones de fotogrametría
Cuando crea una ruta de fotogrametría, UgCS añade automáticamente dos acciones a cada misión. Las encontrará en la pestaña Acciones.
Actitud de la cámara: 90° hacia abajo (nadir). Esto inclina la cámara directamente hacia abajo, que es la orientación estándar para la generación de ortomosaicos. Las imágenes nadir producen una escala consistente en toda la imagen y minimizan la distorsión de perspectiva, lo cual es fundamental para realizar mediciones precisas de áreas y distancias en el mapa final.
Disparo de cámara por distancia. En lugar de disparar en intervalos de tiempo fijos, UgCS dispara la cámara a intervalos de distancia fijos calculados a partir de sus ajustes de solapamiento y las especificaciones de la cámara. El disparo basado en la distancia es más fiable que el basado en el tiempo en misiones de fotogrametría con drones, ya que mantiene un espaciado de imagen constante independientemente de las condiciones del viento o las variaciones de velocidad durante el vuelo. Si el dron reduce la velocidad debido a un viento en contra, seguirá capturando imágenes con el espaciado correcto.
Ambas acciones se calculan automáticamente. UgCS determina la distancia de disparo a partir del tamaño del fotograma y el porcentaje de solapamiento frontal. No necesita configurarlas manualmente a menos que desee anular los valores predeterminados.
Ajustes avanzados de fotogrametría para una mayor precisión
La misión básica de cuadrícula simple en nadir cubre la mayoría de las necesidades de mapeo con drones. Sin embargo, para aplicaciones que requieren precisión en las mediciones, como el cálculo de volúmenes de acopio, el seguimiento del progreso de obras o la reconstrucción 3D de alta fidelidad, hay dos ajustes avanzados que marcan una diferencia significativa.
Cuadrícula doble
Active la casilla "Cuadrícula doble" en la pestaña Avanzado. UgCS calculará un segundo conjunto de líneas de vuelo perpendiculares a las primeras, cubriendo la misma área en un patrón de rejilla cruzada.
Una cuadrícula doble captura cada punto del terreno desde dos direcciones perpendiculares. Esto proporciona a su software de procesamiento más geometría con la que trabajar al reconstruir superficies 3D, lo que reduce los efectos de abombamiento (un error común en conjuntos de datos de cuadrícula simple donde el modelo se curva ligeramente a través del área de estudio). La contrapartida es aproximadamente el doble de tiempo de vuelo y de número de imágenes.
Ángulo de cámara oblicuo
En la pestaña Acciones, puede cambiar la inclinación de la cámara de 90° (nadir) a un ángulo oblicuo, como 70°. Combinado con una cuadrícula doble, esto significa que el dron captura cada objeto desde múltiples direcciones en ángulo, no solo directamente desde arriba.
Las imágenes oblicuas mejoran drásticamente la calidad de los modelos 3D. Las superficies verticales, como fachadas de edificios, muros de contención o los lados de pilas de material, apenas son visibles en las imágenes cenitales, pero se capturan con claridad en las pasadas oblicuas. Para la medición de volúmenes de acopio, las misiones de doble cuadrícula oblicua suelen producir resultados más precisos que los vuelos exclusivamente cenitales, ya que el software de procesamiento puede reconstruir las pendientes laterales en lugar de interpolarlas.
Para los operadores que necesitan imágenes oblicuas pero desean minimizar el tiempo de vuelo, UgCS también ofrece una herramienta de fotogrametría circular. La fotogrametría circular realiza patrones circulares con la cámara orientada hacia el interior en un ángulo oblicuo. Investigaciones de la Universidad de Dalhousie demostraron que reduce el tiempo de vuelo en un 64% y el tiempo de procesamiento en un 83% en comparación con las misiones estándar de doble cuadrícula oblicua, manteniendo una precisión comparable (1,38-1,53 cm RMSE).
Optimización del despegue y retorno con puntos de ruta
Una vez que esté satisfecho con los parámetros de su misión de fotogrametría, la ruta estará técnicamente lista para volar. Sin embargo, añadir un primer y un último punto de ruta mejora la eficiencia operativa y la seguridad.
Primer punto de ruta
Seleccione "Añadir primer punto de ruta" en la barra de herramientas y colóquelo en el mapa cerca de su ubicación de despegue prevista. UgCS realiza dos acciones al añadir un primer punto de ruta:
- Crea un segmento de tránsito desde ese punto hasta el inicio del área de fotogrametría.
- Recalcula automáticamente la cuadrícula de fotogrametría para que el dron entre en el área de levantamiento desde la esquina más cercana al primer punto de ruta.
Este segundo comportamiento ahorra tiempo. Sin un primer punto de ruta, el dron podría volar hasta la esquina más alejada del área de levantamiento antes de comenzar su primera pasada, desperdiciando batería en el tránsito.
Último punto de ruta (punto de retorno)
Después del área de fotogrametría, añada un punto de ruta estándar en o cerca de la ubicación de despegue. Esto garantiza que el dron regrese hacia usted tras completar el levantamiento, en lugar de quedar en vuelo estacionario en el último punto de la cuadrícula.
Con ambos puntos de ruta establecidos, la misión completa se ve así: despegue, tránsito al área de levantamiento, ejecución de todas las pasadas y tránsito de regreso al operador. Puede verificar esto en el perfil de elevación, que ahora mostrará los segmentos de tránsito en ambos extremos de la ruta.
Uso de un MDE personalizado para la precisión del terreno
UgCS utiliza datos de modelos digitales de elevación (MDE) para calcular altitudes AGL y puntos de ruta que siguen el terreno. Los datos SRTM predeterminados (con una resolución aproximada de 30 m) funcionan para la mayoría de las áreas, pero tienen limitaciones. Los datos SRTM datan de principios de la década de 2000, no reflejan construcciones o movimientos de tierra recientes, y su resolución de 30 m puede pasar por alto pequeñas características del terreno.
Si necesita una mayor precisión, puede cargar su propio MDE.
Para cargar un MDE personalizado en UgCS:
- Abra el panel de Capas de mapa.
- Vaya a la pestaña Elevación.
- Haz clic en el botón "+".
- Sube tu archivo DEM en formato GeoTIFF (.tif).
UgCS utilizará tus datos de elevación personalizados para calcular rutas dentro del área de cobertura del DEM. Esto es especialmente importante para levantamientos mineros (donde el terreno cambia entre visitas), el seguimiento de obras de construcción (donde las operaciones de movimiento de tierras alteran la superficie) y cualquier proyecto en el que el terreno haya cambiado desde que se recopiló el conjunto de datos SRTM.
Un DEM de alta resolución obtenido de un levantamiento previo con dron (con una resolución de 5-10 cm) producirá un seguimiento del terreno mucho más preciso que los datos SRTM predeterminados de 30 m. Algunos operadores realizan primero un vuelo de mapeo rápido de baja resolución, generan un DEM y luego lo cargan en UgCS para el vuelo de producción de alta resolución.
Perfiles de drones y cargas útiles personalizadas
UgCS incluye perfiles para DJI, ArduPilot, PX4 y otras plataformas de mapeo con drones. Cada perfil incluye los parámetros de rendimiento del dron (velocidad máxima, altitud máxima, radio de giro) y una lista de cargas útiles compatibles con sus especificaciones de sensor.
Si tu dron o cámara no aparece en la lista predeterminada, puedes crear o modificar perfiles en la sección Perfiles (accesible desde el menú principal). Esto es habitual para operadores que utilizan cámaras de terceros en plataformas DJI Matrice o drones ArduPilot personalizados con cámaras de levantamiento integradas.
Al añadir una carga útil personalizada para fotogrametría, asegúrate de introducir valores precisos para:
- Distancia focal (la distancia focal real, no el equivalente a 35 mm)
- Ancho y alto del sensor (en milímetros)
- Resolución del sensor (recuento de píxeles horizontales y verticales)
Si alguno de estos valores es incorrecto, UgCS calculará mal el GSD, las dimensiones de los fotogramas y los intervalos de disparo. Las imágenes se capturarán, pero el solapamiento podría no coincidir con lo planificado. Verifica los datos con la ficha técnica del fabricante de la cámara.
La capacidad de crear perfiles personalizados es una de las razones por las que UgCS funciona con una gama tan amplia de hardware. No estás limitado a la línea de productos de un solo fabricante. El mismo software permite planificar misiones para un DJI M350 con una Zenmuse P1 y para un hexacóptero ArduPilot con una Sony A7R y un estabilizador personalizado.
Próximos pasos
Ya tienes todo lo necesario para planificar y configurar una misión de fotogrametría en UgCS. Para repasar lo esencial:
- Seleccione el perfil de cámara correcto para que UgCS pueda calcular con precisión el GSD, el solapamiento y los intervalos de disparo.
- Elija entre GSD y altura de vuelo para establecer su altitud. El modo GSD vincula el plan de vuelo directamente a la resolución de salida.
- Utilice un 80% de solapamiento frontal y un 70% lateral como punto de partida y ajuste según la complejidad del terreno.
- Establezca el modo de altitud AGL para el seguimiento del terreno, o AGL inteligente para terrenos escarpados.
- Añada el primer y el último punto de ruta para controlar dónde entra y sale el dron del área de levantamiento.
- Cargue un MDE personalizado si los datos de elevación predeterminados no reflejan las condiciones actuales del terreno.
- Habilite la doble cuadrícula y los ángulos de cámara oblicuos cuando necesite modelos 3D precisos o mediciones volumétricas.
Para fotogrametría oblicua con un tiempo de vuelo reducido, explore la herramienta UgCS Circlegrammetry. Para misiones específicas de LiDAR, UgCS ofrece herramientas dedicadas de área LiDAR y corredor LiDAR con flujos de trabajo de calibración de IMU.
Descargue UgCS para probar la herramienta de fotogrametría de forma gratuita dentro de UgCS Open.