Guía de uso

Open Science Drone Toolkit

Contenidos

Introducción

Advertencias de seguridad

Verificaciones antes y después del vuelo

Instrucciones de vuelo

Programación de una misión autónoma

Uso de la cámara

Geo-referenciación de las imágenes

Procesamiento de imágenes con WebODM (OpenDroneMap)

Cómo compartir los datos

Introducción

Los drones pueden ser una poderosa herramienta para la investigación en disciplinas como la agricultura y las ciencias ambientales, permitiendo la captura de imágenes aéreas con gran flexibilidad. Pero la ciencia abierta requiere instrumentos y materiales abiertos, y los drones no deberían ser una excepción.

Esta Guía forma parte del Open Science Drone Toolkit, un kit de herramientas para hacer ciencia abierta con drones, desarrollado por el Proyecto Vuela. Contiene toda la información básica para poder utilizar el dron OVLI para capturar imágenes de alta calidad que puedan procesarse para obtener una imagen o mapa de alta resolución del área, para luego obtener información con fines de investigación. La gran mayoría del hardware y software que componen este kit son de código abierto.

Esta Guía está disponible en formato HTML (página web, para consultar en un teléfono móvil) y en formato PDF (para consultar en una computadora o para imprimir).

El documento original de esta Guía (en Español) se encuentra abierto para realizarle mejoras, hacer sugerencias y comentarios, en formato Google Docs. Por favor, intenta hacer preferentemente las sugerencias con la función de comentarios, y sólo introducir texto o modificar las imágenes si estás segura de no alterar el formato del documento, ya que las versiones Web y PDF que están disponibles en la página se generan automáticamente a partir del Google Doc.

Más información

• Proyecto Vuela: vuela.cc
• Open Science Drone Toolkit: vuela.cc/toolkit 
• Google Doc de esta guía: https://docs.google.com/document/d/1zovHAlRXXMFL1DGB0Gw86sgsunP2yan8vVPw85lxmn8/edit#  

Qué se puede hacer con el Open Science Drone Toolkit

El OSDT es un conjunto de herramientas de hardware y software de código abierto y también guías y protocolos para que el usuario pueda realizar todas las tareas necesarias para obtener datos aéreos:

Componentes del Open Science Drone Toolkit

Hardware

Dron (dron OVLI)

Cámara (cámara marca Canon compatible con el software CHDK)

Radiocontrol (transmisor genérico de 6 canales)

Baterías y cargador (batería genérica de litio-polímero de 3 celdas y cargador-balanceador)

Computadora (PC portátil genérica con sistema operativo Windows)

Teléfono (teléfono móvil genérico con sistema operativo Android)

Software

Registrador de GPS (GPS Logger)

Estación de tierra (Mission Planner)

Control de cámara (CHDK)

Piloto automático (ArduCopter)

Procesamiento de imágenes (OpenDroneMap)

Procesamiento y análisis de mosaicos (QGIS)

Manejo de datos (Bitácora)

Documentación

Guía de construcción

Guía de uso

Advertencias de seguridad

Un dron puede ser fácil de construir y de usar (más fácil construir que usar, sin duda). Sin embargo, puede llegar a ser muy peligroso, para nosotras mismas y para otras y otros, por lo que debemos tomar las medidas de seguridad necesarias durante el vuelo.

• Siempre retirar las hélices cada vez que se hacen pruebas de motores o cualquier prueba que involucre que el dron esté funcionando, ya sea que esté en movimiento o detenido. Las hélices pueden causar heridas de consideración.
• Siempre conectar la batería al final de cada proceso (por ejemplo al chequear los motores o luego de realizar un vuelo), chequeando antes que las conexiones sean las correctas y se encuentren en buen estado (que no haya cables desconectados o dañados).
• Asimismo, luego de un vuelo o de una prueba, también lo primero que hay que hacer es desconectar la batería.
• Las baterías LiPo son inflamables, por lo que hay que tomar ciertas precauciones, tales como evitar dejarlas bajo pleno sol o en lugares con altas temperaturas, almacenarlas en una bolsa para baterías LiPo, y utilizar un cargador-balanceador. Es recomendable almacenar las baterías descargadas (o a un voltaje intermedio, 11V aproximadamente) para aumentar su vida útil.
• Es recomendable hacer un chequeo de prevuelo siempre antes de volar, confirmando que todas las partes estén adecuadamente ajustadas. Es ideal que este chequeo sea realizado no sólo por una persona, sino que por al menos 2 personas distintas. En la sección siguiente podrás encontrar la lista de verificaciones prevuelo completa.
• Siempre es recomendable hacer el vuelo entre dos personas, una pilota o piloto al mando del radiocontrol, y un copiloto o copilota a cargo de controlar las variables de telemetría a través de la computadora.
• Cuando se vuela en modo automático, es importante no distraerse, prestar atención permanentemente al dron en vuelo, a las variables de telemetría en la computadora, y conservar el radiocontrol en las manos.
• Durante el transporte asegúrate que el dron no sufra ninguna deformación (por ejemplo, hélices dobladas), puesto que esto puede generar un accidente durante el vuelo. Siempre revisa con detención el dron antes de comenzar a utilizarlo.  
• Es conveniente volar con un cuadricoptero de juguete o un simulador (por ejemplo este) antes de volar este dron, puesto que los motores, las hélices o incluso la estructura en sí misma durante una caída pueden generar graves heridas.

Verificaciones antes y después del vuelo

Dron

• Estructura sana
• Hélices aseguradas, sanas, dirección correcta
• Motores asegurados y sin daños
• Variadores asegurados y sin daños
• GPS asegurado y sin daños, mástil en posición vertical
• Receptor de radio y conexiones sin daños
• Antenas del receptor de radio aseguradas y mirando en direcciones distintas
• Módulo de telemetría asegurado
• Antena de telemetría en posición vertical
• Pixhawk y conexiones asegurados
• Batería instalada y asegurada
• Alarma de batería conectada

Computadora

• Computadora encendida
• Computadora con batería suficiente
• Mission Planner abierto
• Mapas descargados
• Módulo de telemetría USB conectado
• Antena modulo USB vertical

Antes del vuelo

• Radiocontrol: palanca de acelerador baja
• Radiocontrol: encendido y con batería
• Radiocontrol: seleccionar modo de vuelo deseado
• Colocar el dron en lugar seguro para despegue y aterrizaje
• Batería: asegurar los cables
• Batería: conectarla sin mover el dron
• Hacer clic en “Conectar” en Mission Planner
• Verificar señal de telemetría mayor a 75%
• Verificar que altitud sea 0 +/- 1 o 2 metros
• Verificar batería cargada  (voltaje > 12.5)
• Verificar GPS en “3D Fix” o “3D dgps”
• Verificar plan de vuelo (opcional)
• Verificar que la zona de vuelo sea segura
• Encender cámara
• Armar motores
• Verificar respuesta correcta de pitch y roll
• Despegar
• Pasar a modo GPS / Auto

Después del vuelo

• Desconectar la batería
• Apagar la cámara
• Verificar la temperatura de los motores

Instrucciones de vuelo

Preparativos antes del vuelo

Cargar las baterías

Antes de volar es necesario verificar la carga de las distintas baterías que se van a utilizar, y proceder a cargarlas de ser necesario. La carga de las baterías del dron puede llevar varias horas, por lo que suele ser recomendable hacerla el día anterior al vuelo. Las baterías que hay que chequear son:

1. Baterías del dron
2. Batería del radiocontrol
3. Batería de la cámara (si se va a utilizar)
4. Batería de la computadora

Programar el plan de vuelo autónomo (opcional)

En caso de querer hacer un vuelo guiado por GPS, siguiendo un plan de  vuelo o misión autónoma, hacerlo siguiendo las instrucciones de esta sección. En caso de que el plan de vuelo ya haya sido armado previamente, habrá que chequear que se encuentre cargado en la computadora, y que se haya enviado al dron.

Configurar y colocar la cámara (opcional)

En caso de realizar un vuelo para capturar imágenes, es necesario configurar la cámara que se va a utilizar. Si se utiliza la cámara del kit Vuela (Canon ELPH 180 o similar), las instrucciones para hacerlo están en esta seccióń. Luego de configurar la cámara, podemos colocarla en la parte inferior del dron, como está indicado en la Guía de construcción.

Realizar las verificaciones previas

Antes de volar, es necesario revisar minuciosamente todos los items detallados en el listado. Lo ideal que este chequeo sea realizado no sólo por una persona, sino que por al menos 2 personas distintas.

Uso del radiocontrol

Palancas de mando

El radiocontrol posee 2 palancas de mando principales. La palanca de la izquierda permite controlar la velocidad de los motores y/o la altura (moviéndola hacia arriba y abajo) y el giro del dron sobre su eje (moviéndola hacia los lados). La palanca de la derecha permite controlar los movimientos del dron en el plano horizontal, haciendo que avance o retroceda (moviendo la palanca hacia arriba o hacia abajo) o que se desplace hacia la izquierda o la derecha (moviéndola hacia los lados).

Armado y desarmado de los motores

En este dron hay dos pasos para armar los motores: un botón de seguridad en el dron, y una orden desde el radiocontrol. Para que los motores giren y poder volar es necesario realizar ambos pasos, mientras que es posible desactivarlos con solo uno de ellos (desde el dron o desde el radiocontrol). La palanca de la izquierda es la que se usa para armar (habilitar) y desarmar (deshabilitar) los motores, sosteniéndola unos segundos en la posición abajo-derecha (para armar) o abajo-izquierda (para desarmar).

Modos de vuelo

El radiocontrol también tiene interruptores que permiten cambiar los modos de vuelo. Si el OVLI está programado de acuerdo a la configuración de la Guía de construcción, la palanca marcada como SWC (“switch C”) permite cambiar los modos de vuelo de la siguiente manera:

1. (hacia arriba) modo “Stabilize” (sin barómetro ni GPS)
2. (en el medio) modo “Loiter” (con barómetro y GPS)
3. (hacia abajo) modo “RTL” (“Return to Launch” = regreso al punto de despegue)

Antes de hacer un vuelo en el que se va a utilizar el modo Loiter o RTL hay que asegurarse que la señal de GPS y la altura medida con el barómetro sean estables. El modo RTL sirve como “botón de emergencia” ante algún imprevisto, aunque hay que tener en cuenta que depende del correcto funcionamiento del GPS. Siempre hay que estar listos para tomar el control en modo Stabilize en caso que no funcione el modo RTL o el GPS.

Uso de la estación de tierra (computadora)

Antes, durante y después del vuelo es esencial controlar las distintas variables que el programa Mission Planner permite visualizar. Las principales acciones que se van a realizar para un vuelo son las siguientes:

Conexión computadora - dron

Luego de conectar la batería del dron (habiendo realizado las verificaciones previas), y con el módulo USB de telemetría conectado en la computadora, en el programa Mission Planner deberemos hacer clic en el botón “CONNECT” (arriba a la derecha de la pantalla).

Información de telemetría

Una vez realizada la conexión entre la computadora y el dron, en la pantalla del Mission Planner tendremos acceso a información en tiempo real, en la pantalla “FLIGHT DATA”. En la pestaña “Quick” se pueden configurar además algunas de estas variables para que sean visibles de manera más notoria.

Manejo de planes de vuelo autónomo

Si se va a hacer un vuelo autónomo, primero es necesario abrir el archivo que contiene el plan de vuelo, haciendo clic en el botón “Load WP File” de la pantalla “FLIGHT PLAN”. Luego, hay que enviar el plan de vuelo al dron, haciendo clic en el botón “Write WPs”.

Al momento de realizar el vuelo, lo más seguro es despegar en modo Loiter, o en modo Stabilize y luego pasar a modo Loiter. Una vez que comprobamos que el dron puede mantenerse estable de forma segura, el copiloto o copilota pueden cambiar el modo de vuelo a “Auto”. Esto se hace en la pestaña “Actions” de la pantalla “FLIGHT DATA”, haciendo clic en el botón “Auto”.  

Después del vuelo

Desarmar y desconectar

Luego del aterrizaje, el primer paso es desarmar los motores. Si el aterrizaje fue automático (en modo Auto, RTL o Failsafe) es normal que los motores se desarmen solos. Sin embargo, si el aterrizaje no fue normal (por ejemplo si el dron no quedó en posición horizontal), puede que sea necesario pasar el dron a modo de vuelo manual (Stabilize) y desarmar mediante la palanca izquierda del radiocontrol.

Luego de desarmados los motores, nos acercaremos al dron y presionaremos el botón de seguridad y luego desconectaremos la batería. Solamente luego de haber desconectado la batería es seguro apagar el radiocontrol y cerrar el Mission Planner y la computadora. Si estábamos tomando imágenes con la cámara, también la apagaremos.

Descargar fotos y archivos

Para evitar la pérdida de datos, es conveniente descargar toda la información útil lo antes posible. Esto incluye las imágenes de la cámara, el archivo del plan de vuelo utilizado, y también los archivos de registro de los datos del vuelo del Mission Planner y/o de la tarjeta de memoria de la placa Pixhawk.

Completar la planilla de registro de vuelo

Cuando usamos un dron como el OVLI para tomar datos con fines científicos, generamos gran cantidad de información (imágenes, etc.). Pero para poder interpretar y analizar correctamente esa información es conocer los detalles de ese vuelo (dónde, cómo, para qué, etc.).

En la página siguiente se encuentra una planilla que permite registrar algunos de estos datos. Lo más conveniente es imprimir varias copias de esa hoja y tenerlas a mano para completar el registro en formato papel, en el momento del vuelo y en los pasos posteriores (lo antes posible, para no olvidarse ningún dato importante).

Esta planilla reúne los principales datos que deberían completarse al momento del vuelo (condiciones ambientales, equipamiento utilizado, etc), mientras que otros datos importantes (coordenadas exactas del vuelo, parámetros de la cámara, etc.) pueden extraerse automáticamente de las imágenes y demás archivos del vuelo, con la ayuda del software “Bitácora”.

Planilla de registro de vuelo

Programación de una misión autónoma

La programación se realiza mendiante el programa “Mission Planner” y una app para teléfono celular que permita guardar un recorrido de GPS, como por ejemplo la aplicación android “GPS Logger” (la información de cómo instalarlos se encuentra en la Guía de construcción).

Determinar el área a relevar previamente

Antes de programar la misión, una forma conveniente de identificar el área que se quiere relevar durante el vuelo es recorrerla a pie (o en un vehículo si es muy grande), registrando el recorrido mediante el GPS de un teléfono celular. Los pasos a seguir son los siguientes:

1. Instalar y abrir la aplicación android “GPS Logger”
2. Realizar un recorrido alrededor del área a relevar

• Si no está activado el GPS del teléfono, activarlo
• Ir a la pestaña “TRACK” o “ITINERARIO”
• Para empezar la grabación del recorrido, en la parte inferior de la pantalla tocar en “Trackpoints” o “Pos.GPS”
• Para terminar la grabación, tocar dos veces en el ícono ✓ en la parte superior de la pantalla

3. Exportar el recorrido

• Ir a la pestaña “TRACKLIST” o “ARCHIVO”
• Tocar en el recorrido realizado
• Tocar en el ícono ⬆️ para guardar el archivo en formato .kml en la carpeta “GPSLogger”
• Conectar el teléfono a la computadora y copiar el archivo
• Alternativamente, es posible compartir el archivo mediante email

Cargar el recorrido en el Mission Planner

1. Luego, en la computadora, iniciar Mission Planner, e ir a la pantalla “FLIGHT PLAN”
2. Hacer clic con el botón derecho del mouse en el mapa, y luego seleccionar la opción Map Tool > KML Overlay. Luego deberemos seleccionar el archivo .kml del recorrido GPS, y al abrirlo quedará superpuesto al mapa en la pantalla.

Nota: Cuando pregunta ‘Do you want to load this into the flight data screen?’ se puede responder que ‘No’. Cuando pregunta ‘Zoom to the center…?’ es conveniente decir que ‘Sí’, ya que nos ubicará la posición del mapa sobre el recorrido GPS.

Hacer un polígono del área a relevar

Este será el área exacta que recorreremos con el dron. El recorrido hecho con el GPSLogger no es exacto y lo podemos considerar como un ‘borrador’

1. Ir a la ventana “FLIGHT PLAN”
2. Cambiar al modo de ‘dibujar polígono’: esto se hace haciendo clic en un ícono redondo ubicado en la parte izquierda del mapa. El ícono se pondrá verde cuando estemos en modo de ‘dibujar polígono
3. Dibujar el área haciendo clic en los vértices del área de interés (tener en cuenta de hacer el polígono un poco más grande que el área que queremos cubrir, ya que el GPS del teléfono y del dron ambos tienen un error de entre 1 y 5 metros)

4. Guardar el polígono que dibujamos en un archivo, haciendo clic derecho y seleccionando la opción Draw Polygon > Save Polygon

Diseñar la misión

1. Mover el marcador de “HOME” a la posición inicial del vuelo. Esto se puede hacer arrastrando el marcador de ‘Home’ (si está cerca), o directamente haciendo click derecho en el lugar deseado y haciendo clic en “Set Home Here”.

Nota: El valor real de Home va a ser determinado automáticamente cuando encendamos el dron y se armen los motores, por lo que esta será solo una ubicación estimativa que utilizaremos sólo para diseñar la misión.

2. Hacer clic derecho y seleccionar “Auto WP” > “Survey (Grid)”

3. En la pestaña “Simple”:

• Seleccionar de la lista la cámara a utilizar.

Nota: En caso que la cámara a utilizar no esté en la lista, ir a la pestaña ‘Camera Config’, hacer clic en ‘Load Sample Photo’ y cargar una foto tomada con esa cámara. El programa detectará automáticamente la resolución, distancia focal, etc. Luego hacer clic en ‘Save’ para guardar esos parámetros con el nombre de la cámara.

• Seleccionar altura, de acuerdo a resolución, cobertura y superposición de imágenes
• Seleccionar la dirección de las pasadas (“Angle”). El programa sugiere automáticamente una dirección, pero se puede ajustar.
• Seleccionar la velocidad de vuelo
• Configurar despegue/aterrizaje automáticos habilitando las opciones ‘Add Takeoff and Land WPs’ y ‘Use RTL’

4. En la pestaña “Grid Options”:  (si no aparece esta pestaña, hay que habilitar la opción ‘Advanced Options’)

• Seleccionar superposición en la línea y entre pasadas (“Overlap” y “Sidelap”). Es recomendable que ambos sean mayores de 70%
• Verificar el valor de “Photo every X sec” indicado abajo: si es menor al tiempo mínimo que soporta la cámara (2 o 3 segundos generalmente), bajar velocidad o disminuir “overlap”

5. En la pestaña “Camera Config”:

• Verificar que los parámetros coinciden con los de la cámara
• Verificar los valores calculados de resolución y cobertura

6. Verificar los parámetros de la misión:

• Verificar el valor de “Photo every X sec” indicado abajo: si es menor al tiempo que tarda nuestra cámara en tomar cada foto (suele ser entre 2 y 3 segundos), bajar la velocidad de vuelo (en la pestaña ‘Simple’) o disminuir el “Overlap” (en la pestaña ‘Grid Options’)
• Verificar el valor estimado de tiempo de vuelo (“Flight time”): si es mayor al tiempo máximo de vuelo de nuestro dron, es conveniente realizar un vuelo a una altura mayor, para cubrir la misma área con menos pasadas.

7. Guardar y enviar misión:

• Guardar los parámetros utilizados para diseñar la misión mediante las teclas Control+S. Se sugiere incluir la fecha y otros datos de utilidad en el nombre de archivo. Mediante las teclas Control+O podremos en otro momento recuperar esos parámetros para hacer alguna modificación
• Cliquear “Accept” para generar la misión
• Grabar la misión generada en otro archivo haciendo clic derecho y seleccionando la opción File Load/Save > Save WP File
• 
• Conectar el dron al Mission Planner
• Cliquear en “Escribir WPs” en el lado derecho de la pantalla

Uso de la cámara

Estas instrucciones son para el modelo de cámara Canon ELPH180, pero sirven para otros modelos similares.

La cámara debe tener instalado el software de CHDK para poder tomar las imágenes de forma automática. Las instrucciones de instalación del software se encuentran en la Guía de construcción. Una vez configurada la cámara según las instrucciones, sólo es necesario encender la cámara para que empiece a tomar las imágenes de forma automática.

Una de las ventajas de este software es poder configurar los parámetros de captura (ajustar la velocidad de obturación, el ISO, utilizar time-lapse, etc.) de forma manual. Esto permite por un lado capturar imágenes de forma reproducible (utilizando siempre los mismos parámetros), lo cual ayuda a comparar las imágenes entre sí. Esto es además esencial para combinar las imágenes de un vuelo en un mosaico, y que no existan diferencias de luminosidad en distintas zonas. Para utilizar esta opción, se deben configurar los parámetros de captura, verificando antes del vuelo que sean los adecuados para las condiciones de intensidad de luz (nubosidad, hora del día, época del año) y del área que se va a fotografiar (suelo, vegetación, edificios, etc.).

En esta sección se encuentran las instrucciones para operar la cámara con CHDK instalado (función de los botones, etc.) y las instrucciones para configurar los parámetros de captura de imágenes.

Operación de la cámara con CHDK

Cuando la cámara tiene el software CHDK instalado, la función de varios de los botones cambia. En esta sección están las indicaciones de cómo utilizarlos para acceder a las distintas funciones de la cámara.

Para encender la cámara se utiliza el botón normal de encendido ON/OFF. Al encender la cámara comenzará a ejecutar el programa o “script” y tomar fotografías de forma automática. Para detener el script, presione el botón de disparo.

La cámara tiene ahora dos modos de uso, el modo normal y el modo <ALT>, o modo alternativo. El botón PLAY, que normalmente se utiliza para revisar las fotografías guardadas, se utiliza ahora para cambiar entre ambos modos (si se lo presiona durante menos de 1 segundo). Para usarlo para su función original (ver las fotos), hay que presionarlo durante más de 1 segundo.

El botón MENU sigue teniendo la misma función, pero en el modo normal sirve para acceder al menú normal, mientras que en el modo <ALT> sirve para acceder al menú CHDK.  

Cuando se accede al menú en modo <ALT>, para desplazarse se utilizan los botones en forma de círculo, para moverse hacia arriba ⬆️ o hacia abajo ⬇️ entre las distintas opciones. Para aceptar, entrar o dar OK a una opción, se utiliza el botón central del círculo. Para cambiar una opción del menú, tanto sea para activarla/desactivarla o para disminuir ➖ o aumentar ➕ un valor, se utilizan los botones de los lados del círculo. Cuando es necesario desplazarse hacia la izquierda ⬅️ o la derecha ➡️, por ejemplo para modificar los valores de distintos decimales de un número (cambiar 0.010 por 0.011 o por 0.020), se utilizan los botones que normalmente corresponden a la función de zoom.

Por último, el botón de disparo, que en modo normal se utiliza para tomar una fotografía, en modo <ALT> tiene la función de iniciar o detener la ejecución del script que esté programado.

Selección de los parámetros para la captura

(cada vez que cambien las condiciones de intensidad de luz)

Los principales parámetros que deberemos configurar son la velocidad de apertura y la sensibilidad ISO.

La velocidad de apertura se fija a través de la duración en segundos (por ejemplo 0.001 equivale a 1 milésima de segundo). Este valor no deberá ser muy alto, para evitar que las imágenes salgan movidas. Un valor de 0.001 es un valor generalmente adecuado, aunque es mejor usar un valor más bajo, como 0.0007 (equivalente a 1/1500s) o 0.0005 (equivalente a 1/2000s).

La sensibilidad se fija a través de un valor ISO, cuyos valores generalmente son 100, 200, 400, 800, 1600, etc. Para un día soleado al mediodía y velocidad de apertura 0.001s (1/1000s), es conveniente utilizar ISO 100. Para días de menor luminosidad, subir el valor ISO.

Es conveniente ajustar el “brillo” de las imágenes mediante el valor de ISO y no mediante la velocidad de apertura, para evitar imágenes movidas.

Para configurar estos parámetros, los pasos son los siguientes:

1. Activar el modo <ALT> e ir al MENU
2. Entrar en la opción Enhanced Photo Operations y marcar las siguientes opciones:

• “Disable Overrides”: [No]
• “Override Tv type”: [ShrtExp]
• “Short Exp Value”: marcar la opción [●] y configurar el valor de duración de la apertura en segundos
• “Override ISO”: marcar la opción [●] y configurar el valor de sensibilidad ISO
• “Override Subj Dist”: [Off]
• “ND filter state”: [Out]
• “Disable Overrides on Startup”: [No]

3. Salir presionando el botón “MENU”

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Luego de configurar estos parámetros, siempre es conveniente tomar una imagen de prueba y revisarla. Para tomar una o más imágenes, iniciar el script mediante el botón de disparo y presionarlo nuevamente para detenerlo una vez obtenidas las imágenes deseadas.

Luego, para revisar si las imágenes son satisfactorias, seguiremos los siguientes pasos:

1. Salir del modo <ALT> mediante el botón PLAY
2. Pasar al modo de revisión de imágenes dejando presionado el botón PLAY unos segundos
3. Elegir mediante el botón DISP la vista que muestra los parámetros de captura de las imágenes y el histograma
4. Comprobar que la velocidad de apertura y el valor ISO coincidan con los seleccionados. Los valores puede que no sean exactamente iguales, ya que la cámara tiene una serie de opciones de valores de velocidad y sensibilidad ISO predeterminadas, pero deberían ser cercanos a los seleccionados. En caso que no sean valores cercanos, o si varían entre distintas imágenes, revisar que los pasos anteriores se hayan realizado correctamente.
5. Comprobar mediante el histograma que los valores se encuentren cercanos al centro del mismo.

• Si el pico del histograma se encuentra muy a la derecha, la imagen es muy brillante, y habrá muchos píxeles “saturados” (cuyo valor es el máximo) y no será posible saber su valor real. En este caso, se deberá disminuir el valor de ISO o la duración de la exposición.
• Si en cambio el pico del histograma se encuentra muy a la izquierda, la imagen es muy oscura, y se perderá sensibilidad. En este caso, se deberá aumentar el valor de ISO o la duración de la exposición.

6. Presionar levemente el botón de disparo para volver al modo de captura
7. Presionar el botón “PLAY” para volver al modo <ALT>

Geo-referenciación de las imágenes

La geo-referenciación es el proceso de asignarle una posición geográfica (latitud y longitud) a cada una de las imágenes que tomemos con el dron. Con algunos programas de procesamiento (por ejemplo el Agisoft Photoscan) este paso no es obligatorio, pero en el caso del software de código abierto OpenDroneMap sí lo es. Cuando la cámara utilizada no cuenta con GPS incorporado, esto se puede realizar mediante el software Mission Planner, que lo hace utilizando la información de GPS del dron registrada durante el vuelo. Los pasos a seguir son estos:

Determinar la diferencia entre la hora de la cámara y la del dron

Este dato es necesario para que el programa haga coincidir las coordenadas del GPS con cada una de las fotos. Hay dos opciones para obtener este valor:

1. Una es tomar una foto de la pantalla del Mission Planner con la misma cámara, y luego comparar la ‘fecha de captura’ (‘create date’ en inglés) que figura en el archivo y el horario que se ve en la foto.

1. En las ‘propiedades’ del archivo es posible que solo nos muestre horas y minutos (sin los segundos). En ese caso, podemos ver la información del archivo con alguna herramienta online (por ejemplo https://www.get-metadata.com/) o con algún software como exiftool (de código abierto; https://sno.phy.queensu.ca/~phil/exiftool/).

2. Otra opción (menos precisa) es utilizar el registro del vuelo, de la siguiente forma:

1. En la pestaña ‘FLIGHT DATA’, ir a ‘Telemetry Logs’ y hace clic en ‘Load Log’. Seleccionar el archivo “Telemetry Log (.tlog)” del vuelo correspondiente a las imágenes que se quieren georreferenciar.

2. El programa empezará a reproducir todos los datos de telemetría del vuelo en la pantalla. Deberemos observar la hora exacta en la que se realiza el despegue (se puede aumentar la velocidad con los botones 2x, 5x y 10x o adelantar/retroceder con el deslizador).

3. Observar la “fecha de captura” de la imagen más próxima al momento de despegue

Procesar las imágenes en Mission Planner

1. Primero deberemos descargar las imágenes de la cámara a una carpeta en nuestra computadora. Es conveniente antes de este paso eliminar imágenes previas y posteriores al vuelo, para que el proceso sea más corto.
2. En Mission Planner, presionar “ctrl+F” y hacer clic en el botón “Geo ref images”.

3. En la nueva ventana, seleccionar el archivo “Telemetry Log (.tlog)” del vuelo correspondiente a las imágenes que se quieren georreferenciar haciendo click en Browse Log. Luego, seleccionar la carpeta que contiene las imágenes a georreferenciar haciendo clic en Browse Pictures. Y por último, seleccionar la opción ‘Time offset’. También es posible usar el log que guarda la Pixhawk en su propia tarjeta de memoria (el ‘Dataflash Log’), lo cual es útil en el caso que se haya perdido señal de telemetría durante el vuelo y no contemos con datos completos de GPS para todo el recorrido.

4. Luego deberemos indicar el valor de ‘Seconds offset’ de acuerdo a la cantidad de segundos de diferencia entre la hora de la cámara y la del dron. Si la hora del dron coincide con la hora de la cámara, se dejará el valor 0. Si la hora del dron es anterior a la hora de la cámara, se indicará la diferencia de tiempo con valor positivo; en el caso contrario, se indicará un valor de negativo.

5. Una vez indicado el Seconds offset, hacer clic en “Pre-process” y luego en “Geo Tag Images”. El proceso puede demorar algunos minutos dependiendo de la cantidad de fotos a georreferenciar.

6. Las imágenes georreferenciadas se guardarán en una nueva carpeta, dentro de la misma carpeta de origen de las imágenes originales con el nombre “Geotagged”.

Procesamiento de imágenes con WebODM (OpenDroneMap)

El software de código abierto OpenDroneMap (https://www.opendronemap.org/) permite procesar las imágenes aéreas obtenidas y unirlas para generar un ortomosaico u ortofotografía. Este mosaico es la unión de las fotos individuales, corregidas de forma tal que todos los elementos estén en la misma escala, sin deformaciones ni perspectiva, tal como en un plano o un mapa.

La forma más sencilla de utilizar este software es a través de su versión ‘web’ llamada WebODM, la cual puede ser instalada en una computadora personal, en un servidor público o privado (para acceder remotamente), o ejecutarlo desde un pendrive USB. Existe un servicio comercial basado en este software, que permite poder utilizarlo sin tener que instalarlo, en el sitio web webodm.net. Este servicio es mantenido por los desarrolladores principales del OpenDroneMap, y se mantiene a través de la compra de ‘créditos’ para el procesamiento de imágenes (aprox 1 USD por cada 80 imágenes; al registrarse se obtienen algunos créditos gratuitos que permiten probar el sistema).

Los pasos para procesar las imágenes utilizando este servicio son los siguientes:

1. Ir al sitio web webodm.net, registrarse si no lo hicieron previamente, e ir al panel de control (clic en ‘Open Dashboard’)

2. Luego hacer clic en “use the web UI” para usar la interfaz web

3. Para comenzar, seleccionar las imágenes haciendo clic en ‘Add files…’. Es conveniente revisar las fotos con anterioridad y eliminar las fotos que estén movidas, fuera de foco, demasiado oblicuas, etc.

4. Es posible modificar algunas de las muchas opciones haciendo clic en ‘Show Options’, tales como el nombre del proyecto, la resolución final que tendrá el mosaico (orthophoto) o el modelo digital de elevación (dem), en centímetros por pixel (un número más bajo equivale a una mayor resolución final):

5. Finalmente, hacer clic en ‘Start Task’. El software empezará a procesar las imágenes, y podremos ver los pasos que va realizando si hacemos clic en ‘Console output: View’

6. Una vez completado el procesamiento, podemos hacer clic en ‘Download: All Assets’ para descargar un archivo .zip con todos los resultados. Dentro del archivo ‘all.zip’ encontraremos el mosaico en la carpeta ‘odm-orthophoto’ y el modelo de elevación en la carpeta ‘odm_dem’ (ambos en formato GeoTIFF).

Cómo compartir los datos

Una parte importante de la Ciencia Abierta pasa por compartir la información generada de una forma que sea fácilmente entendible, aprovechable y reutilizable por otrxs. Para poder compartir la información obtenida durante un vuelo con el OVLI es importante incluir no sólo las imágenes obtenidas, sino también toda la información referente a cómo se programó el vuelo, las condiciones en las que se realizó, etc.

El primer paso para lograr esto es almacenar todos los archivos del vuelo en una misma carpeta (opcionalmente la carpeta puede estar organizada con subcarpetas según el tipo de archivos). Este conjunto de datos puede organizarse de esta manera:

Una vez guardados todos los archivos en una misma carpeta (con sus subcarpetas), podemos utilizar el software “Bitácora” para extraer los detalles del vuelo y almacenarlos en una tabla de datos y visualizarlos en un mapa (las instrucciones de instalación están disponibles en la Guía de construcción, o en vuela.cc/bitacora), siguiendo estos pasos:

1. Abrir “Bitácora”
2. Hacer clic en Nuevo vuelo
3. Seleccionar la carpeta con los archivos del vuelo
4. Ingresar el nombre y la descripción del vuelo
5. Si los datos visualizados son correctos, hacer clic en Guardar vuelo

Los datos del vuelo quedarán disponibles en nuestra Bitácora, y a su vez estarán también guardados en la carpeta con los datos del vuelo, en formatos compatibles con otros programas (la tabla de datos en formato csv, los datos geográficos en formato kml y la imagen del mapa en formato png).