Samoloty bezzalogowe - nowa technologia pomiaru i monitoring

pkawalec · Administrator

Pewnie kazdy z was widzial w telewizji zolnierzy uzywajacych bezzalogowych samolotow (dronow) do rozpoznania terenu walki. Jakis czas temu Wojsko Polskie zakupilo taki system dla naszch zolnierzy stacjonujacych w Afganistanie i przebitki pojawily sie w wiekszosci programow informacyjnych.

Ta technologia przestaje jednak miec zastosowanie tylko i wylacznie militarne. Obecnie coraz wiecej firm zaczyna wykorzystywac drony do zadan cywilnych.

Jak dziala taki dron? Generalnie zasada jest znana od wielu lat w srodowiskach modelarskich - jest to poprostu miniatura samolotu wyposazona w podobne mechanizmy i urzadzenia jak prawdziwy samolot, a wiec posiada silnik, ster, zbiornik paliwa lub baterie itd. Wszystko to pozwala na wykonanie kilku do kilkudziesiecio minutowego lotu. Nowoscia jest, ze rozwoj techniki cyfrowej pozwolil na zamontowanie na pokladzie dornu aparatu cyfrowego wysokiej rozdzielczosci, a takze na zdalne sterowanie z wykorzystaniem programu komputerowego.
Tak wiec glowne zadanie dronu polega na wykonaniu lotu wedlug scisle zaplanowanej trasy, podzas ktorego aparat cyfrowy robi zdjecia terenu znajdujacego sie pod przelatujacym pojazdem. A wiec znow nic nowego - ot zwykla fotogrametria. Racja. Z ta roznica ze zdjecia moga byc wykonane znacznie szybciej i taniej niz w przypadku tradycyjnej metody lotniczej.
Wykonane zdjecia poddawane sa obrobce cyfrowej w wyniku ktorej mozna otrzymac nastepujace produkty:
1. Zdjecie cyfrowe terenu.
2. Mape wektorowa terenu.
3. Trojwymiarowy model terenu.
Samo zdjecie jest juz dosc istotna informacja o terenie, okolicy i postepie frontow. Moze posluzyc jako zrodlo licznych informacji geograficznych, takich jak rozwoj odkrywki, bioroznorodnosc w wyrobisku i jego otoczeniu, identyfikacjia budynkow i budowli w otoczeniu kopalni, rozwoj drog gruntowych - trasy przemieszczania sie ludnosci lokalnej itp. itd.
Mapa i model (pkt. 2 i 3) dostarczaja dodatkowych informacji o morfologii terenu, a takze co najwazniejsze, moga posluzyc do wykonania obliczen objetosci mas ziemnych. Co najwazniejsze pomiar dokonywany jest w ciagu godziny, no moze dwoch, a wynik dostepny nastepnego dnia. A wiec w przypadku roliczenia z podwykonawca zajmujacym sie zdejmowaniem nadkladu mozn uzyskac objetosc usunietych mas ziemnych w przeciagu kilkunastu godzin.
Oczywistym pytaniem jest, jaka dokladnosc osiaga taki pomiar? A odpowiedz brzmi: zalezy. Oczywicie nigdy nie zostanie osiagniety poziom milimetrow ktory gwarantuje tradycyjny pomiar teodolitem. Ale dokladnosc rzedu 5 centymetrow jest juz jak najbardziej mozliwa do otrzymania.

Co myslicie o tej technologii? Czy znajdujecie zastosowania dla dronow w Waszych kopalniach?

terrairk · Górnik

Pokażę może jak to wygląda. Przepraszam, za formę linków do screenów, ale ze względu na krótki staż i brak aktywności inaczej nie mogę.

Model utworzyłem na podstawie zdjęć dostarczonych przez MaVinci (ftp: //mavinci.de/2012_09_28_StonePitch_Sirius/Unprocessed_Images/), robionych przy użyciu niemieckiego drona Sirius.

Najpierw program przetwarza zdjęcia (tu było ich 1200, część musiałem odrzucić, jako że dron zaczyna je pstrykać w momencie uruchomienia)
Z tego otrzymujemy chmurę punktów w przestrzeni

Następnie zaznaczamy obszar który nas interesuje (w tym przypadku ograniczyłem się do kamieniołomu) i przetwarzamy punkty na płaskie powierzchnie. To akurat najbardziej czasożerna część procesu

Otrzymane powierzchnie można jeszcze przykryć teksturą

A całość wyeksportować do ortofotomapy

lub do innego popularnego formatu (np trójwymiarowy pdf, dxf, 3ds itp.)

Co ważne przy tworzeniu modelu program wykorzystywał pozycję gps aparatu w momencie robienia zdjęcia (zapisaną w exif-fie) dzięki czemu model już ma narzucone prawdziwe wymiary (z dokładnością do kilku centymetrów - zależnie od aparatu i wysokości lotu drona.)

Trochę później (jeśli jesteście zainteresowani) wrzucę model innego kamieniołomu wykonany w oparciu o zdjęcia wykonane przez Szwajcarski dron Sensefly. Sam posiadam Polskiego drona "Pteryx" i mam nadzieję, że już wkrótce i on zacznie robić takie zdjęcia Wink

(poprawiłem, bo już mogę)

Szymon Sypniowski · Szef wszystkich szefów

Muszę przyznać, że jestem bardzo pozytywnie zaskoczony jakością pokazanych wyżej zdjęć - wrażenie jest niesamowite. Zwłaszcza jeśli człowiek sobie uzmysłowi, że to nie tylko zdjęcie, ale trójwymiarowy model kopalni otrzymany z chmury punktów.

Dotychczas widziałem takie urządzenia, ale tylko naziemne (skanery laserowe), montowane np. na samochodzie lub na statywie. Mogły one w ciągu np. godziny zrobić skan całej kopalni (żeby obraz był dokładny trzeba albo objechać całą kopalnię albo przenosić skaner w kilka różnych miejsc, żeby wiązka lasera trafiła we wszystkie zakamarki wyrobiska). Ostatnio na konferencji miałem możliwość uczestniczenia w spotkaniu, gdzie gość zeskanował salę (razem z ludźmi), w której siedzieliśmy i potem na szybko pokazywał efekt w postaci chmury punktów. Bardzo ciekawy efekt, chociaż przypuszczam, że przetworzenie tych danych i nałożenie tekstur, tak jak to pokazał terrairk, dałoby wynik jeszcze lepszy.

Z wymienionych przez Pawła zastosowań według mnie chyba największe zastosowanie ma szybkie robienie obmiarów geodezyjnych. Do tego wydaje mi się, że dokładność takich obliczeń jest nieporównanie większa niż przy tradycyjnym pomiarze. Wspomniany producent (firma Maptek, czyli ci sami goście, którzy oferują program Vulcan) oprócz sprzętu sprzedaje też software do jego obsługi, który oferuje właśnie m.in. funkcje obliczania różnic objętości między kolejnymi skanami. Dodatkowo pokazywali, że ludzie na kopalniach wykorzystują ich sprzęt do pomiarów objętości składowisk i zwałowisk, ale też w geotechnice do wykrywania miejsc potencjalnych osuwisk. A nawet do analizowania osuwisk już istniejących (np. ilości mas ziemnych, które się obsunęły).

Wydaje mi się, że w dłuższej perspektywie takie rozwiązania będą się upowszechniać. Natomiast nie wiem jak wygląda sprawa pod kątem kosztów, ale przypuszczam, że nie są to rozwiązania tanie. Chociaż może jeśli wykorzystuje się je np. w kilku kopalniach położonych niedaleko siebie, to może to mieć sens.

czajnik510 · Sztygar

A ja widzę jeszcze jedna możliwość wykorzystania dronów (raczej nie w krajowych kopalniach ale...)... Mianowice po wyposażeniu w kamerę termowizyjną przy ogromnych strzelaniach do sprawdzenia terenu zagrożonego rozrzutem odłamków...

Rodgers · Szef wszystkich szefów

Według mnie teraz bardziej drony wchodzą w grę niż samoloty bezzałogowe.