искать
Рубрикатор материалов

Сейчас в информационной базе:
рубрик - 105 , авторов - 329 ,
всего информационных продуктов - 3121 , из них
статей журнала - 647 , статей базы знаний - 85 , новостей - 2213 , конференций - 4 ,
блогов - 8 , постов и видео - 128 , технических решений - 4

© 2016-2019 ГеоИнфо

Разработка и сопровождение: InfoDesigner.ru
Оборудование и технологии 

SkyWatch – новый инструмент инженерных изысканий

Митин Максим Дмитриевич
27 февраля 2018 года

Профессиональные БПЛА массово используются для получения и обновления пространственной основы для решения изыскательских задач уже около трех лет. Получаемые таким способом данные применяются для планирования и контроля выполнения работ, а также мониторинга состояния территорий и инфраструктуры объектов.

Специалисты компании «Совзонд» постоянно собирают информацию о потребностях заказчиков. В частности, они неоднократно сталкивались с просьбой придумать технологию, которая бы исключила пилота из рабочего процесса и автоматизировала большую часть работ. Это привело к мысли о создании автоматизированной станции управления дронами. Так появился SkyWatch.

Также в статье приведен алгоритм получения разрешений на полёты для дрона.

Митин Максим ДмитриевичДиректор по продажам компании «Совзонд»

Профессиональные БПЛА массово используются для получения и обновления пространственной основы для решения изыскательских задач уже около трех лет. Получаемые таким способом данные применяются для планирования и контроля выполнения работ, а также мониторинга состояния территорий и инфраструктуры объектов.

За последние пару лет дроны стали дешевле и доступнее. Китайский промышленный гигант DJI представил широчайший модельный ряд любительских и промышленных дронов. Их низкая цена по сравнению с российскими конкурентами, доступность для освоения, постоянно обновляющееся программное обеспечение, официальное гарантийное обслуживание и возможность модификации позволяют применять беспилотные комплексы практически любому предприятию. Ведь дрон, купленный в обычном интернет-магазине за 100 000 – 150 000 рублей, позволяет получать такие же данные, что и с помощью отечественных БПЛА стоимостью в миллионы рублей. Разумеется, целесообразность выбора аппарата зависит от площади, на которой требуется проводить работы, но для локальных объектов, например, стройки или карьера – они отлично подходят.

 

Рис. 1. DJI Phantom 4 Pro Рис. 1. DJI Phantom 4 Pro

 

Пользовательские сервисы

Логичным шагом после широкого внедрения технологий беспилотного мониторинга стало создание сервисов, позволяющих не просто оценивать состояние территории на момент выполнения съёмки, но и проводить ретроспективный анализ, выявлять произошедшие изменения, сравнивая между собой пространственную основу за разные периоды.

В России эти сервисы ещё не получили широкого распространения, а вот за рубежом рынок принял их очень тепло. Такие сервисы позволяют автоматически обрабатывать загруженные с дрона данные, подсчитывать объемы выемок и насыпей, сравнивать изменение объемов между выбранными датами съёмок, строить профили.

 

Рис. 2. Вычисление объемов насыпи в сервисе TraceAir Рис. 2. Вычисление объемов насыпи в сервисе TraceAir

 

Рис. 3. Построение профиля в сервисе TraceAir Рис. 3. Построение профиля в сервисе TraceAir

 

Еще несколько лет назад мы искали применение дронам и убеждали потенциальных пользователей в эффективности и необходимости этих технологий. А сегодня уже приходится решать вопросы оптимизации цикла аэросъёмочных работ и разрабатывать новые полезные нагрузки. Дроны прочно вошли в рабочие циклы множества предприятий в различных отраслях.

 

Проблемы логистики и человеческий фактор

Разумеется, эксплуатация дронов связана с рядом проблем и ограничений. Про разрешительный порядок организации полётов написано немало статей, мы подготовили пошаговую инструкцию для тех, кому требуется получить разрешение на выполнение аэросъёмки и использование воздушного пространства (см. Алгоритм получения разрешений на полёты для дрона).

В качестве основных проблем, относящихся к теме статьи, стоит выделить отсутствие и/или низкую квалификацию кадров, осуществляющих эксплуатацию беспилотных летательных аппаратов: более 80% всех крушений происходят из-за неопытности пилота.

Сегодня дроны DJI уже имеют штатный автопилот, позволяющий создавать миссии и летать в автоматическом режиме без участия оператора. Это снижает риск крушения, но не стоит обольщаться – обойтись совсем без пилота не получится.

Существуют и сторонние программные продукты, такие, например, как Pix4Dcapture, которые облегчают оператору задачу по планированию и автоматическому выполнению полёта.

 

Рис. 4. Интерфейс планирования полёта в Pix4Dcapture Рис. 4. Интерфейс планирования полёта в Pix4Dcapture

 

Ещё одна проблема – необходимость присутствия пилота на территории съёмки. Это и логистика, и транспортные расходы, и зависимость от погодных условий.

Мы постоянно собираем обратную связь от заказчиков и неоднократно слышали просьбу придумать технологию, которая бы исключила пилота из рабочего процесса и автоматизировала большую часть работ. Это привело нас к мысли о создании автоматизированной станции управления дронами.

 

Как создавался SkyWatch

Идея создания такой станции управления принадлежит Александру Павловичу Макарову, директору по автоматизации компании «Совзонд». Ещё работая в ВИСХАГИ и занимаясь аэросъёмкой, он мечтал автоматизировать большую часть процессов в своей работе. На тот момент применялись самолёты и аналоговые камеры, но не было ни дронов, ни цифровых камер, и такая автоматизация не представлялась возможной.

Сейчас существует масса технологий, позволяющих создавать всевозможных роботов. Основная идея заключалась в том, чтобы сделать комплекс, который будет автоматически выполнять заданные миссии и позволит управлять им удалённо. Так и появился SkyWatch.

На сегодняшний день существуют несколько зарубежных и российских зарядных станций для дронов, которые можно было бы назвать аналогом этой разработки, но у них есть несколько существенных минусов, которые не позволяют получить данным продуктам широкое распространение. Прежде всего, дронам требуется время на зарядку. Виды подключения у станций разные, но суть одна – зарядка требует значительного времени. Кроме того, к определённой станции подходит определённый дрон и, как правило, он не серийный. В случае поломки дрона потребуется обращаться к производителю станции.

Принятое конструкторское решение позволило избежать этих двух проблем при создании прототипа: SkyWatch меняет аккумуляторы, а не заряжает дрон. Происходит это за считанные минуты в полностью автоматическом режиме. Робот может заряжать заменённые аккумуляторы как у себя на борту (до 3 шт.), так и в ангаре (до 15 шт.).

 

Как работает технология

SkyWatch обслуживает серийные дроны. Что это означает? Замену дрону, разбитому резким порывом ветра, вы можете приобрести в любом магазине бытовой техники. Никакого ожидания и простоя в работе.

На текущий момент поддерживаются дроны DJI Phantom 4 и 4 Pro, а также недавно анонсированный DJI Phantom 4 RTK, способный обмениваться данными с базовой станцией или виртуальной опорной станцией. Положение его камеры рассчитывается в режиме реального времени, получая поправки от наземной станции. Средняя ошибка определения позиции для кадра при таком методе 2 – 3 см как в плане, так и по высоте.

Комплекс управляется через единый интерфейс специально разработанного программного обеспечения. Связь с дроном осуществляется через роботизированную станцию, она же и отдает команды на выполнение миссии.

Автоматизированная станция способна осуществлять работу как индивидуально, так и в составе сети станций. Площадки SkyWatch равномерно распределяются на территории, где будут осуществляться работы. Оператор находится в офисе, формирует миссии и отправляет на станции. Выполнение миссий осуществляется автоматически по расписанию. В любой момент выполнения миссии оператор может вмешаться и перевести управление в ручной режим.

Данные, получаемые дронами, передаются через роботизированную станцию в центр управления и загружаются на рабочий сервер. Оттуда они автоматически попадают в вышеупомянутые сервисы для контроля качества выполнения работ и подвергаются обработке. Оператору остаётся лишь получить отчет и проанализировать результаты.

 

Заключение

Описанный в статье автоматизированный комплекс будет способствовать улучшению условий труда пилотов. На текущий момент пилот вынужден выполнять тяжёлую и сложную работу. Профессия оператора беспилотного аппарата появилась сравнительно недавно, но в текущем виде не сохранится на долгое время. Когда нас спрашивают об этом, мы приводим в пример эволюцию профессии токаря в оператора ЧПУ, когда труд стал более производительным и интеллектуальным, но не обесценил накопленные знания профессионала. Так и в нашем случае – пилот превратится в оператора станции управления, способного контролировать не один, а множество дронов одновременно.

Создание SkyWatch – это большой, но не последний шаг к нашей главной цели – сделать получение результатов анализа пространственной информации максимально доступным и экономически выгодным. Мы ограничены существующими технологиями и законодательством в сфере использования воздушного пространства, но данная разработка изменит рынок даже в текущем виде.

Прототип продемонстрирован на ряде выставок относительно недавно, готовится к запуску серийное производство, но работа над улучшением продукта не стоит на месте. Будет осуществляться доработка роботизированной платформы, что позволит комплексу не только обслуживать дроны в пределах выделенной площадки, но и самостоятельно добираться до места выполнения работ в радиусе 10 км от точки базирования. В 2018 году будет реализована система дистанционного управления оператором, в 2019-2020 годах будет создана автономная беспилотная роботизированная платформа, оснащённая набором датчиков и сенсоров, какими сейчас оснащаются беспилотные автомобили.

 

АЛГОРИТМ ПОЛУЧЕНИЯ РАЗРЕШЕНИЙ НА ПОЛЁТЫ ДЛЯ ДРОНА

Процесс выполнения аэрофотосъёмки (АФС) с помощью беспилотного летательного аппарата (БПЛА) разделяется на:

  • Получение разрешений на АФС.
  • Выполнение АФС.
  • Рассекречивание полученной информации.

 

Порядок получения разрешения на АФС

Разрешение на выполнение АФС с БПЛА представляет собой комплект документов, дающий право на выполнение аэрофотосъёмочных работ в пределах границ определённой территории.

 

Перечень документов, необходимых для выполнения аэрофотосъёмки с БПЛА:

  • Разрешение Генерального Штаба Вооруженных Сил РФ.
  • Разрешение Штаба Округа.
  • Разрешение / невозражение от Управления Федеральной Службы Безопасности РФ региона.
  • Уведомление Пограничного Управления ФСБ РФ.
  • Заявка на использование воздушного пространства в Зональный Центр Организации Воздушного Движения.
  • Разрешение Администрации или Главы на выполнение полётов над населённым пунктом.
  • Разрешение на выполнение полётов над территорией организации.

 

Образцы документов можно посмотреть на сайте.

Отправить сообщение, заявку, вопрос

Отправить заявку на посещение мероприятия

Отправить заявку на участие как экспонент

Запросить консультацию специалистов по данному техническому решению