Hogyan válik egy drónos mérés bizonyítékká

A kérdés, amit senki sem tesz fel hangosan

Egy ellenőrzési jelentés egy állítás. Azt mondja, hogy egy fényegység egy adott szögben helyezkedik el, és hogy a szög a tűréshatáron belül vagy kívül van. Valaki aláírja, valaki iktatja, és egy év múlva egy auditor megkérdezheti, honnan származik a szám.

A kétely tisztességes változata a következő. Egy drón kamerát hordoz. A kamera nem eszköz abban az értelemben, ahogy egy fotométer egy állványon eszköz. Tehát miért kellene hinni a számnak? A válasz nem az, hogy a kameránk titokban laboratóriumi berendezés. Hanem az, hogy az érzékelőtől a jelentett értékig vezető lánc le van írva, megismételhető és korlátozott egy megadott bizonytalansággal . Ez az, ami egy képet bizonyítékká változtat, és érdemes végigjárni az egész láncot ahelyett, hogy egyszerűen kijelentenénk a következtetést.

Amit az érzékelő valójában rögzít

Egy kamera nem rögzíti a fényt kandelában. Számokat rögzít. A fotonok áthaladnak a lencsén, elérik az érzékelőt, felerősítik az expozíciós beállítás által kiválasztott erősítéssel, és csatornánként egész számokként íródnak ki. Ez a szám függ a lencsétől, a rekesztől, a záridőtől, az érzékelő hőmérsékletétől, a kódolástól és attól, hogy milyen messze volt a fény. Egyik sem fizikai egység.

Tehát a becsületes kiindulópont az, hogy egy nyers képkocka egy megfigyelés, nem pedig egy mérés. Az teszi használhatóvá, ami hozzá van kapcsolva. A csővezetékünkben minden egyes képkocka egy időbélyeget hordoz, amely szinkronizálva van a drón RTK GNSS naplójával, ami azt jelenti, hogy ismerjük a kamera helyzetét a képkocka elkészítésekor, és ismerjük a megvizsgált fényegység bemért helyzetét. A képkocka csak egy dolgot szolgáltat: hogy a sugár vörösnek, fehérnek vagy valami a kettő közöttinek tűnt.

A megfigyeléstől a fizikai mennyiségig

A mennyiség, amelyet egy PAPI ellenőrzés jelent, egy szög, és a szög geometriai probléma, nem pedig fényességprobléma. Két ismert térbeli helyzet egy magassági szöget határoz meg közöttük. A kamera hozzájárulása az, hogy azonosítsa azt a pontot azon a szögíven, ahol a jel megváltozik.

Ezt mutatja a bejegyzés tetején lévő két panel. A bal panel a nyers vörös, zöld és kék csatornaértékeket ábrázolja a magassági szög függvényében, ahogy a drón áthalad a sugáron. A jobb panel a vörös hányadost, r/(r+g+b) ábrázolja. A második az, amelyik a mérést hordozza, mert a csatornák aránya normalizálódik. Felezd meg az expozíciót, és minden csatorna a felére csökken, így a hányados változatlan marad. Repülj ugyanazzal az egységgel egy világosabb napon, és az abszolút értékek eltolódnak, míg az átmeneti pont nem.

Ez fontosabb, mint hangzik. Azt jelenti, hogy a jelentett átmeneti szög nem függ attól, hogy a kamera ismert abszolút válasszal rendelkezik-e. Az ábrán a satírozott sáv az átmeneti tartomány, és a jelentett szöget ezen a tartományon keresztül illesztjük, nem pedig egyetlen képkockáról olvassuk le. Több száz képkocka szavaz, és a jel zaját átlagoljuk, ahelyett, hogy egyetlen szerencsés mintára hagyatkoznánk.

Mit jelent itt a kalibráció, és mit nem

Két külön lánc van, és ezek összekeverése az, ahogy a szállítók túl sokat állítanak.

A geometriai lánc erős. A pozíciók RTK GNSS-ből származnak, egy bázisállomásra hivatkozva, amely maga is egy geodéziai vonatkoztatási rendszerhez van kötve. A kamera belső paraméterei – gyújtótávolság és lencsetorzítás – cél-alapú kalibrációból származnak, amelyet lencsénként végeznek, és dátumozva rögzítenek. Ez közönséges műszerkalibráció a metrológiai értelemben: egy eszközt egy ismert szabványhoz hasonlítanak, az összehasonlítást dokumentálva.

Az optikai lánc gyengébb, és ezt ki kell mondanunk. A légikameránk nem egy kalibrált fotométer , és nem bocsátunk ki számára kalibrációs bizonyítványt , amely kiállná a vizsgálatot abszolút fotometriai referenciaként. Ahol az abszolút intenzitás számít, nem pedig az arány, a horgonynak máshonnan kell jönnie – akár egy helyszíni referencia mérésből, akár egy keresztkalibrációból egy olyan eszközzel, amely rendelkezik bizonyítvánnyal. Az egységek egymáshoz hasonlítása ugyanazon a repülésen, azonos expozíció mellett, erős relatív állítás és gyenge abszolút állítás.

Az ISO/IEC 17025 lefekteti, mit kell egy tesztelő és kalibráló laboratóriumnak bizonyítania a kompetenciáról és az eredményekről, a GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) pedig leírja a bizonytalansági komponensek kombinálását és jelentését. Mindkettő valódi keretrendszer valódi követelményekkel. Egyik sem olyasmi, amit egy cég egyszerűen a folyamata leírásával állíthat. Nekünk protokollunk van, nem akkreditációnk, és a különbséget érdemes nyíltan kimondani.

Hol lép be a bizonytalanság

A bizonytalanság korlátozva van, nem megszüntetve. Az alábbi bontás az, amelyet algoritmus mély merülés oldalunkon tettünk közzé, és minden benne lévő szám a miénk, nem pedig iparági norma.

A táblázatban két dolog a lényeg. Először is, a garancia rosszabb, mint a számítás – szándékosan, mert egy irodában összeállított bontás nem ugyanaz, mint egy szélben, üzemi repülőtéren kapott eredmény. Másodszor, a teljes bontás messze az ICAO Annex 14 színátmeneti tűrésén (3 ívperc) belül van, ami az a szám, amely eldönti, hogy egy egység kilépett a tűrésből . Egy mérési módszernek csak elég szorosnak kell lennie ahhoz, hogy eldöntse a döntést, amelyhez használják.

Miért győz az ismételhetőség a pontosság felett

Ha választhatunk egy precízebb módszer között, amelyet senki sem tud megismételni, és egy kicsit durvább módszer között, amely reprodukálható, válasszuk az utóbbit.

Egyetlen nagyon pontos leolvasás megmondja a fény állapotát egy délutánon. Nem tudja megmondani, hogy az egység sodródik-e, mert nincs mihez hasonlítani. A mérési pontosság ismételhetőség nélkül egy számot ad, trendet nem. A küldetéseinket a repülőtér profiljából generáljuk és autonóm módon repítjük, így ugyanaz a repülési útvonal reprodukálódik a következő látogatáskor, és a két adathalmaz közvetlenül összehasonlítható. Ez az oka annak is, hogy a karbantartási beállítás utáni ellenőrző repülés összehasonlítás, nem pedig új felmérés.

Az ismételhetőség teszi értelmessé a helyszíni kalibrációt is. Egy eszközt a használati helyén, azon feltételek mellett ellenőrizni, amelyek között valóban dolgozik, csak akkor hasznos, ha a feltételeket rögzítjük, és az eljárás minden alkalommal ugyanaz.

Van egy másik ok is, amiért a megadott határt érdemes előnyben részesíteni. Egy nem közölt pontosság nem erősebb állítás, hanem cáfolhatatlan. Ha egy módszer szöget jelent a körülötte lévő intervallum nélkül, senki sem tudja megmondani, hogy egy 2 perces különbség két látogatás között valós sodródás-e, vagy a módszer zaja. A határ minden számhoz való hozzáadása teszi lehetővé, hogy a karbantartó csapat reagáljon egy változásra, és lehetővé teszi azt is, hogy a módszer tévedjen olyan módon, amelyet valaki bizonyítani tud. Egy szám, amelyet nem lehet ellenőrizni, nem biztonságosabb szám.

Mi állja meg a helyét egy hónapokkal későbbi auditban

A nyomonkövethetőség a szabályozói értelemben nem csak a szabványokról szól. Arról szól, hogy képes legyél rekonstruálni, hogyan született meg egy adott szám, jóval azután, hogy minden érintett elfelejtette a napot.

✓ A megtartott nyers adatok azt jelentik, hogy egy vitatott eredmény újraszámítható. ✗ Egy számot tartalmazó PDF mögötte semmivel nem vizsgálható újra.

Ez a különbség egy jelentés és egy bizonyíték között. Egy jelentés kijelent egy következtetést. A bizonyíték lehetővé teszi, hogy valaki más önállóan ugyanarra a következtetésre jusson.

Mit állítunk, és mit nem

Dokumentált módszert, megadott bizonytalanságot állítunk, amely konzervatív a saját számított bontásunkhoz képest, megtartott nyers adatokat, és olyan eredményeket, amelyek látogatások között reprodukálódnak. Nem állítunk laboratóriumi akkreditációt, és nem állítjuk, hogy légikameránk abszolút fotometriai referencia. Bárki, aki azt mondja, hogy a drónkamerája tanúsított eszköz, kihagyott egy lépést.

Ha szeretnéd tudni, hogy pontosan mit mérnek egy PAPI-n és milyen tűréshatárral, ezt a PAPI ellenőrzési oldalunkon találod. Ha a tűréshatárok mögötti szabványra vagy kíváncsi, erről a mit ír elő az ICAO Annex 14 a PAPI-jára vonatkozóan című bejegyzésünkben írtunk.