1500917636Drones e Produtividade Multirotor x Asa Fixa

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Diante do grande po-
tencial do merca-
do dos 
drones, 
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Diante do grande potencial do mercado dos drones, muitas pessoas decidiram empreender no segmento ou até mesmo inovar em sua empresa criando um depar-
tamento de mapeamento aéreo. Porém, no momento de decidir qual aeronave comprar surgem muitas dúvidas. Comprar um drone é como comprar um carro: 
existem diversos modelos de diversas marcas e então surge aquela questão crucial: Qual é o modelo ideal para a minha realidade?
A escolha da aeronave ideal é essencial para o sucesso do negócio, pois uma aeronave superdimensionada para a realidade demanda um alto investimento inicial 
que irá demorar mais para obter o retorno devido a demanda de pequenos trabalhos. Já uma aeronave subdimensionada aumenta o custo de logística e a comple-
xidade do projeto, fazendo com que os produtos não sejam entregues em tempo hábil, pois no mercado dos drones a velocidade na entrega é prioridade.
Neste case nós criamos uma metodologia para mensurar a produtividade de um multitrotor e uma asa fixa em uma área relativamente grande, mais precisamente 
600 ha. Devido ao nosso objetivo inicial a qualidade posicional dos produtos gerados não era um indicador a ser analisado e sim o tempo, logística e dificuldades 
ao fazer uso de cada plataforma. Durante a leitura você irá conferir cada detalhe e os resultados alcançados.
1 - Introdução
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ANDERSON ARIAS
GRA. ENG. CARTOGRÁFICA
MAURICIO CAMPITELLI
ENG. CARTÓGRAFO
MANOEL NETO
ENG. CARTÓGRAFO
 Diante do grande po-
tencial do merca-
do dos 
drones, 
m
O objetivo do case é comparar a produtividade do Phantom 4 com a do Batmap para grandes áreas, considerando todos os fatores envolvidos no mapeamento 
aéreo com Drones, sendo eles tempo de planejamento, implantação dos pontos de apoio, tempo para elaboração dos planos de voo, execução dos voos em 
campo, descarregar e organizar os dados, processar e gerar os produtos.
No caso do Phantom, utilizou-se um kit básico, sendo eles o Phantom 4, Ipad 4 mini, 3 baterias, e o aplicativo gratuito Drone Deploy para planejamento e execução 
dos voos.
No caso do Batmap, utilizou-se a primeira versão do Batmap, notebook, 1 bateria e o programa Mission Planner para planejamento e execução do voo. Posterior-
mente todos os voos foram processados utilizando o Agisoft Photoscan.
 
Para este case foi escolhido uma área rural de 600 ha, localizado na Zona rural da cidade de Pirapozinho-SP.
O GSD escolhido foi de 5 cm, apenas para fins comparativos, pois não foi definido um objetivo de utilização do produto, mas sim de mensuração de produtividade 
de cada equipamento.
2 - Objetivo
3 - Escopo do projeto
2
O primeiro passo foi a análise da área no Google Earth, primeiro criou-se o polígono de interesse, cobrindo toda a 
área. Posteriormente iniciou-se o planejamento dos voos e dos pontos de apoio para cada equipamento. 
Para o caso do Batmap, o polígono de voo foi o mesmo que o polígono da área de interesse, ou seja seria feito 
apenas um voo cobrindo os 600 ha, logo não houve a necessidade de segmentação dos voos. 
Para o caso do Phantom 4 houve a necessidade da segmentação dos voos devido a autonomia do equipamento. 
O fabricante diz que a autonomia do Phantom 4 (segundo os SPECS fornecidos no site da DJI) é de 30 minutos, 
porém na prática isto não é verdade, logo deve ser levado em consideração no planejamento.
Antes de iniciar o planejamento dos voos o primeiro passo é calcular qual área de cobertura que o Phantom 4 con-
segue cobrir em um voo considerando um gsd de 5 cm, para isto utilizou-se o Drone Deploy. De modo bem simples 
criou-se um plano de voo na área de interesse com os seguintes parâmetros: altura de voo: 116 m, sobreposição 
lateral: 50%, sobreposição longitudinal: 80%, concluiu-se que com os seguintes parâmetros poderia fazer voos de 
até 75 ha com uma bateria. O passo seguinte é criar áreas de 75 ha no Google Earth com sobreposição entre elas, 
como mostrado na figura ao lado.
3.1 - Análise da área e planejamento dos voo
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Antes de iniciar o planejamento dos voos o primeiro passo é calcular qual área de cobertura que o Phantom 4 
consegue cobrir em um voo considerando um gsd de 5 cm, então para isto utilizou-se o Drone Deploy, de modo 
bem simples criou-se um plano de voo na área de interesse de maneira que com os parâmetros de voo (altura 
de voo: 116 m, sobreposição lateral: 50%, sobreposição longitudinal: 80%) pré-determinados qual a área de co-
bertura utilizando apenas uma bateria, concluiu-se que poderia fazer voos de até 75 ha. O passo seguinte é 
criar áreas de 75 ha no Google Earth com sobreposição entre elas, como mostrado na figura ao lado.
Não necessariamente as áreas devem ter 75 ha, isso significa que a área máxima deve ser 75 ha, mas por se-
gurança normalmente utiliza-se menos para que sempre tenha bateria de sobra para o equipamento retornar 
com segurança ao ponto de decolagem.
Como pode-se ver acima o planejamento do Phantom 4 foi necessário 9 voos para cobrir os 600 ha. O tempo 
necessário nesta etapa foi de 30 minutos.
Na imagem acima você pode-se conferir o tamanho de cada área planejada e nota-se que o planejamento do 
Phantom 4 foi necessário 9 voos para cobrir os 600 ha. O tempo necessário nesta etapa foi de 30 minutos.
72 ha
70 ha
74 ha
73 ha
68 ha
75 ha
70 ha
65 ha 61 ha
4
Para o Phantom 4 os planos de voo foram 
feitos em escritório, utilizando os polígo-
nos criados no Google Earth, basta impor-
tá-los no Drone Deploy e colocar os parâ-
metros de voo citados anteriormente, jun-
tamente com a direção do voo e outros 
ajustes necessários. O tempo para esta 
etapa foi de 30 minutos.
3
5
9
4
6
8
1
2
7
3.2. Planos de voos
5
Para o Batmap, o Plano de voo foi feito 
em campo, devido ao fato da direção do 
vento ser muito importante para o 
melhor desempenho da aeronave, o 
tempo necessário para esta etapa foi de 
10 minutos, e para a criação do polígono 
de voo utilizou-se o polígono do Google 
Earth como base, basta importá-lo para 
o Mission Planner e fazer o plano de 
voo.
6
Devido ao objetivo do case de analisar a produtividade, foram distri-
buídos pontos de apoio na área, porém, estes não foram coletados, 
o objetivo foi apenas avaliar a quantidade necessária em cada ma-
peamento e o tempo de deslocamento na distribuição. Foram pla-
nejados 12 pontos de apoio para o voo do Batmap e 16 para os 
voos do Phantom 4. A quantidade de pontos para o phantom é 
maior para facilitar a junção dos blocos fotogramétricos e evitar 
possíveis degraus (diferenças de altitudes entre os voos sobrepos-
tos).
Nas figuras a seguir é possível visualizar o distribuição dos pontos 
de apoio em campo realizado no Google Earth para os dois casos.
Se quiser saber mais sobre planejamento e distribuição de pontos 
de apoio veja o Drone Minuto 10 sobre este assunto.
3.3 - Pontos de apoio
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Em campo mensurou-se o tempo gasto com cada equipamento, sendo eles montagem, prepara-
ção, execução do voo e desmontagem.
Phantom 4: Cerca de 2 minutos para montagem (conexão das partes), mais 3 minutos para prepa-
ração (Ligar equipamentos, abrir Drone Deploy, aguardar inicialização correta do equipamento, e 
checklist pré-voo), posteriormente o tempo necessário para cada voo e por último o tempo para 
desmontá-lo. Como no caso do Phantom foram necessários 9 voos (3 dias de campo) então so-
mou-se os tempos gastos durante os 3 dias de voos, lembrando que foram necessários 3 dias pelo 
fato de termos 3 baterias disponíveis e também levando-se em consideração a janela de voo. 
(Saiba mais sobre janela de voo no DroneMinuto 15)
Batmap: Cerca de 2 minutos para montagem do equipamento (Junção das partes e estação de 
controle),mais 10 minutos para ligar o notebook e fazer o plano de voo, em seguida mais 2 minutos 
para a preparação para decolagem (Colocar pinos e preparar elástico), 
4 - Execução
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Visando gerar os principais produtos cartográficos de toda área mapeada como a nuvem de pontos, Modelo Digital de Superfície (MDS), Modelo Digital do Terreno 
(MDT) e o ortofotomosaico, foram utilizados os dados coletados pelos sensores embarcados nos dois VARPS (Veículos Aéreos Remotamente Pilotados) em um 
processamento fotogramétrico.
Afim de comparar a produtividade foram executados dois processamentos no software Agisoft PhotoScan, um com os dados coletados pelo Batmap e um outro 
realizado com os do Phantom 4. A configuração de todas as etapas do processamento e geração dos produtos foram as mesmas, assim foi possível comparar o 
tempo que cada etapa levou, nos dois casos de forma imparcial.
A única diferença entre os dois processamentos foi o método escolhido para processar os dados adquiridos pelo Phantom chamado de processamento em 
grupos. Nesse tipo de processamento cada voo é processado separadamente até a etapa de geração da nuvem de pontos, após o processamento de todos os 
voos é realizada a união dos blocos fotogramétricos e nuvens de pontos de cada voo, gerando um único produto.
A seguir serão apresentados os resultados dos dois processamentos.
5 - Processamento Aerofotogramétrico
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A diferença de tempo entre os dois processamen-
tos foi pequena levando em consideração a quanti-
dade de imagens. O processamento do Phantom 
tem praticamente o dobro de imagens em relação 
ao Batmap. Este resultado deve-se muito pelo 
método de processamento em grupo utilizado no 
caso do Phantom, onde as etapas mais onerosas 
do processamento (fototriangulação e densifica-
ção da nuvem de pontos) havia uma quantidade 
menor de imagens exigindo menos dos componen-
tes da estação de trabalho (pc) e otimizando o 
tempo gasto nestas etapas. Outros fatores que in-
fluenciam diretamente ao tempo de processamen-
to é a experiência do operador e as configurações 
da estação de trabalho.
BATMAP PHANTOM
QTD. DE FOTOS
QTD. DE VOOS
ORG. DE ARQUIVOS
FOTOTRIANGULAÇÃO
DENSIFICAÇÃO
MOD. DE SUPERFICIE 
APONTAMENTO
TEMPO
1065
1
01:31:13
00:50:50
02:58:00
00:13:00
01:12:00
07:53:15
01:00:00
ORTOFOTOMOSAICO
2267
9
O1:31:13
03:47:36
03:25:46
00:15:21 
00:24:00
06:17:50
01:30:00
10
6 - Análise de produtividade
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BATMAP PHANTOM
PLAN. GOOGLE EARTH
ANÁLISE DA ÁREA
PLANOS DE VOO
DESLOCAMENTO
MONTAGEM
PREPARAÇÃO
PLAN. PTS DE APOIO
DESMONTAGEM
0:00:00
00:05:00
00:10:00
01:10:00
00:03:00
0:02:00
01:30:00
00:05:00
EXECUÇÃO
0:03:00
DESC. E ORG. DADOS 0:30:00
PROCESSAMENTO 06:17:50
00:06:00
00:30:00
00:05:00
00:30:00
03:30:00
00:06:00
00:09:00
00:05:00
00:15:00
07:53:15
TOTAL 15:48:15
02:39:00
09:55:50
Tempo em escritório
BATMAP PHANTOM
07:07:50 09:18:15
Tempo em campo
BATMAP PHANTOM
02:48:00 06:30:00
O objetivo do case foi analisar o desempenho de um multirotor e uma asa fixa em áreas maiores. Por se tratar de um case a área escolhida é relativamente grande, 
pois em um país com dimensões continentais como o Brasil há áreas muito maiores para serem mapeadas, a idéia é que com base nesse case seja possível extra-
polar para outras realidades.
Para o case nós utilizamos o DJI Phantom 4 com 3 baterias, devido a isto foram necessários 3 idas à campo. Outra opção seria carregar as baterias no carro, 
porém, devido ao tempo de carregamento geralmente 1h30 por bateria, o máximo que conseguiríamos seria 1 voo a mais. Devido a janela de voo, como estamos 
próximos da área de interesse optamos por ir três vezes e fazer os três voos consecutivos. Outra alternativa, porém não aplicável para o case, seria comprar mais 
6 baterias e realizar os 9 voos em um único dia.
De acordo com a tabela do slide anterior podemos notar que as maiores discrepâncias foram a logística, execução e processamento, onde o BATMAP por possuir 
uma maior autonomia e consequentemente maior produtividade obteve um desempenho melhor, já o DJI Phantom 4 acabou sendo subdimensionado para o ta-
manho da área, isso não quer dizer que não é possível realizar o trabalho com ele e sim que será mais oneroso.
Vale ressaltar que para áreas ainda maiores que a do case (600 ha), as discrepâncias serão ainda maiores, isso mostra a importância de dimensionar de forma cor-
reta a aeronave para cada realidade, de maneira análoga podemos dizer que o BATMAP para áreas menores seria superdimensionado e que o retorno destes proje-
tos menores não seria suficiente para o investimento feito na aeronave. 
7 - Conclusão
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