CC BY
854
ПРАКТИЧЕСКИЙ ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БПЛА SWINGLET ПРОИЗВОДСТВА КОМПАНИИ SenseFLY (ШВЕЙЦАРИЯ)
Михаил Викторович Петров
«Йена Инструмент», научно-производственная компания, Россия, 109387, Москва, ул. Люблинская, д. 42, офис № 509, Директор по производству, тел. +7 926 675 11 05, e-mail: [email protected]
Использование беспилотных летательных аппаратов для проведения аэрофотосъемки является весьма актуальным направлением развития методов сбора геопространственных данных. В статье рассматривается опыт практического применения БПЛА swinglet Cam в различных областях жизнедеятельности человека.
Ключевые слова: беспилотный летательный аппарат, экологический мониторинг, оперативная аэрофотосъемка.
EXPERIENCE OF WORK WITH UAV SWINGLET CAM AND ITS APPLICATIONS
Michail V. Petrov
Jena Instrument, Research & Production Company, 109387, Russia, Moscow, 42 Lublinskaya St, 509, Director of production, ph. +7 926 675 11 05, e-mail: Michael .petrov@j ena.ru
Use of UAVs is justified in the case where you need to get quickly accurate data. They have profitable position, and for some projects, no doubt, are optimal in terms of financial costs. We have already had a positive experience of work with UAV swinglet CAM. in the following we plan to use it for environmental monitoring, assessment of the dynamics of exogenous geological processes, inventory, real estate, forestry, creating plans of urban planning, estimates of deforestation, monitoring of agricultural land, land management tasks, the shooting of industrial facilities, dumps rocks in open-pit mining, and even for advertising photography.
Key words: UAV, environmental monitoring, airborne survey.
Использование беспилотных летательных аппаратов для проведения аэрофотосъемки является весьма актуальным направлением развития методов сбора геопространственных данных. Для того, чтобы оценить реальное место данной технологии среди существующих способов съемки предлагается взглянуть на график, представленный на рис. 1.
Вертикальная ось - это размер покрытия, горизонтальная - удобство использования и актуальность получаемых данных. Как видно из графика, данные космической съемки обладают максимальным покрытием, но актуальность существующих данных - не всегда на высоком уровне. Для некоторых территорий данные космической съемки приходится ждать месяцами. Технологии аэрофотосъемки и воздушного лазерного сканирования обладают более высокой актуальностью, точностью и средним покрытием. И, наконец, использование БПЛА оправдано в случае, когда необходимо быстро получить точные данные на небольшие по площади территории. К тому же, с учетом себестоимости каждой из технологий, БПЛА занимают весьма выгодные
позиции, а для некоторых проектов, бесспорно, являются оптимальными с точки зрения финансовых затрат.
Рис. 1. Место БПЛА среди существующих методов дистанционного зондирования
Сегодня можно с уверенностью говорить об успешном применении беспилотников для решения таких задач как:
- оперативное картографирование,
- картографирование объектов реконструкции и строительства,
- авиационное беспилотное обследование вдольтрассовых линий электропередач,
- экологический мониторинг застроенных территорий, промышленных зон, сельскохозяйственных угодий.
- поиск утечек и врезок,
- контроль производственных работ на объектах строительства и реконструкции,
- авиационное беспилотное патрулирование трасс магистральных трубопроводов,
- авиационное обследование линейной части магистральных газопроводов,
- поиск археологических объектов в труднодоступных местах.
Технические характеристики БПЛА swinglet САМ
Официальным дистрибьютором швейцарской компании вешеБ^ (Швейцария), производящей сверхкомпактные БПЛА для крупномасштабной аэрофотосъемки, является НПК «Джи Пи Эс Ком». Совместно с компанией «Йена Инструмент» она провела успешные полевые испытания и выполнила несколько проектов с одной из первых моделей БПЛА от БешеЕ^, Б'Ш^е! САМ.
Swinglet CAM - небольшой суперлегкий беспилотный летательный аппарат, позволяющей производить аэрофотосъемку с высоты от 100 до 1000 метров. Этот беспилотник чрезвычайно прост в использовании за счет возможности выполнения взлета и посадки в автоматическом режиме. Программное обеспечение eMotion-2 позволяет выполнять планирование, имитировать, отслеживать траекторию движения как во время полета, так и заблаговременно.
С помощью простых операций перетаскивания и переноса можно обозначать зону картирования, создавать план полета, а простым щелчком мыши обновлять миссию или направлять БПЛА к точке начала маршрута.
При помощи цифровой камеры с матрицей 12 МПикс, swinglet CAM способен создавать изображения с разрешением от 3 до 30 см на один пиксел на поверхности земли. За одну полетную миссию он способен выполнить картирование площади от 1,5 до 10 кв. км в зависимости от установленного разрешения снимков и высоты полета.
Комплект поставки включает в себя пакет Postflight Terra 3D - полностью автоматизированное программное обеспечение для 3D обработки снимков, разработанное компании Pix4D. После выполнения процесса начальной проверки данных в поле (контроль по перекрытиям и получение ортомозаики в низком разрешении), программа Postflight Terra 3D создает точную геотрансформированную ортомозаику и цифровую модель рельефа. Кроме того, возможна дальнейшая оптимизация полученной модели по определяемым оператором контрольным точкам и контурам.
Размах крыльев БПЛА составляет всего 80 см, поэтому его можно без проблем транспортировать в собранном состоянии. Весь комплект оборудования помещается в одну специально сконструированную коробку. swinglet Cam считается самым легким БПЛА в мире. Он весит всего 500 г, что позволяет запускать его буквально из рук и приземлять практически на любую поверхность.
Рис. 2. Небольшие размеры и масса БПЛА удобны для транспортировки и требуют малого времени для подготовки к полетам
Технология обработки получаемых данных представлена на рис. 3.
Рис. 3. Этапы обработки снимков с БПЛА swinglet CAM
Практический опыт использования БПЛА swinglet CAM
Летом 2012 года с использованием БПЛА swinglet CAM был выполнен проект в одной из стран Средней Азии. По итогам аэрофотосъемки созданы ортофотомозаики населенных пунктов (масштаб 1:2000) для решения инвентаризационных и кадастровых задач. Особенностью проекта являлось то, что
47 населенных пунктов общей площадью около 140 кв. км были разбросаны не территории площадью более 10 000 кв. км. Поэтому использование аэрофотосъемки было экономически нецелесообразным, данные же космической съемки, имеющиеся в архиве, не удовлетворяли заказчика по точности, а новых пришлось бы ждать более месяца. Аэрофотосъемка всех пунктов с использованием беспилотника и дальнейшая камеральная обработка полученных данных заняли в общей сложности один месяц.
Еще одним проектом, в котором использовался БПЛА swinglet CAM, был экологический мониторинг устья реки и пляжной зоны на юге России. Заказчиком работ выступила служба по экологии и природопользованию. Снимки с БПЛА использовались для решения следующих задач:
• оперативное выявление несанкционированных свалок мусорных отходов;
• оперативное выявление и определение масштаба загрязнения сточными водами акватории Черного моря;
• оценка последствий схода селевых потоков и горных обвалов;
• выявление фактов незаконной застройки и самозахвата земель.
Рис. 4. Пример ортофотомозаики населенного пункта, созданной по снимкам с БПЛА swinglet САМ
Рис. 5. Место обнаружения несанкционированной свалки мусора
Рис. 7. Ортофотомозаика устья реки (разрешение снимков - 5 см)
Первый опыт работы swinglet CAM оказался весьма удачным. В дальнейшем планируется использовать беспилотник для целей экологического мониторинга, оценки динамики экзогенных геологических процессов, инвентаризации объектов недвижимости и лесного хозяйства, создания планов застройки территорий, оценки объемов вырубки леса, мониторинга состояния сельскохозяйственных угодий, решения задач землеустройства, съемки промышленных объектов, отвалов горных пород при открытой добыче полезных ископаемых и даже для рекламной съемки.
Следует отметить, что на сегодняшний день существует следующее, усовершенствованное, поколение беспилотных летательных аппаратов швейцарской компании senseFly - eBee («Эби»). Размер матрицы цифровой камеры составляет теперь 16 МПикс. Новый БПЛА имеет модульную конструкцию с отсоединяемыми крыльями, очень компактный, в собранном состоянии легко размещается в багажнике обычного автомобиля. «Эби» легко может быть запущен вручную, при этом допускает полностью автономное управление в полете. При подготовке к посадке «Эби» может снижаться по круговой траектории, или, в ограниченном пространстве, возможно его снижение по прямолинейной траектории в полностью автономном режиме.
© М.В. Петров, 2013
