Файл: Беспилотные летательные аппараты. Технологии. Основные сферы применения бпла.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.10.2023
Просмотров: 108
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Слайд 1
Современные технологии сбора информации
Беспилотные летательные аппараты.
Технологии.
Основные сферы применения БПЛА.
Задачи, решаемые при помощи БПЛА.
Преимущества и перспективы применения БПЛА в геодезии, кадастре, изыскательских работах
СЛАЙД 2
В настоящее время все более востребованной становится съемка с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Профессионально подготовленные данные являются основой для принятия грамотных управленческих решений.
Беспилотные технологии изначально были сложными и дорогостоящими летательными комплексами, имевшими только военное назначение. Но развитие спутниковой навигации (GPS/ГЛОНАСС) и уменьшение комплексов вычислительных систем позволили создавать беспилотные летательные аппараты, у которых габариты, масса и стоимость стали доступными как для фирм, занимающихся различными видами съемок так и для физических лиц. Наличие эффективного программного обеспечения автоматической и полуавтоматической обработки материалов аэрофотосъемки позволяет широко использовать программно-технические средства беспилотной авиации в практике кадастровых работ инженерно-геодезических изысканий.
СЛАЙД 3
Применение БПЛА в гражданском секторе позволяет выполнять ту же работу, что компании делают и сейчас, но значительно быстрее и дешевле. Тем самым предоставляется возможность получать не только дополнительное конкурентное преимущество, но и увеличивать собственную выгоду. Использование возможностей современных БПЛА позволяет делать работу значительно быстрее и экономичнее в отношении протяженных линейных объектов, объектов большой площади или объектов, находящихся в труднодоступных местах.
СЛАЙД 4
Беспило́тный лета́тельный аппара́т (БПЛА), искусственный мобильный объект (летательный аппарат), как правило, многоразового использования, не имеющий на борту экипажа и способный самостоятельно перемещаться в воздухе для выполнения различных функций в автономном режиме или посредством дистанционного управления.
Различают БПЛА автоматические, работающие в соответствии с заложенными в их бортовой компьютер программами и дистанционно пилотируемые летательные аппараты.
Схематическое изображение БПЛА самолетного типа с минимальным стандартным оборудованием показаны на рисунке
СЛАЙД 5
БПЛА считаются весьма перспективными средствами для гражданских задач, связанных с однообразной, грязной или опасной деятельностью; т.е. выполнение которых связано с монотонностью или опасностью для пилота, пилотирующего воздушное судно (ВС). Pост потребности в БПЛА в разных странах вполне закономерен. Практический опыт применения БПЛА ведущими странами выявил широкий набор гражданских задач, при решении которых беспилотники показывают высокую эффективность.
Различают беспилотные летательные аппараты:
-
беспилотные неуправляемые -
беспилотные автоматические -
беспилотные дистанционно пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА)
Беспилотные летательные аппараты принято делить по таким взаимосвязанным параметрам, как масса, время, дальность и высота полёта. Выделяют следующие классы аппаратов:
-
«микро БПЛА» (мБПЛА) массой до 10 килограммов, временем полёта около 1 часа и высотой до 1 километра, -
«мини БПЛА» — массой до 50 килограммов, временем полёта несколько часов и высотой до 3 — 5 километров, -
средние БПЛА («миди БПЛА») — до 1 000 килограммов, временем 10—12 часов и высотой до 9—10 километров, -
тяжёлые БПЛА — с высотой полёта до 20 километров и временем полёта 24 часа и более.
Беспилотные летательные аппараты бывают самолетного и вертолетного типа. БПЛА с вертолетной конструкцией имеют один винт или несколько — такие дроны называются квадрокоптерами.
Беспилотные летательные аппараты бывают самолетного и вертолетного типа. БПЛА с вертолетной конструкцией отличаются друг от друга своими функциями и задачами. Они имеют один винт или несколько — такие дроны называются квадрокоптерами. При большом количестве винтов, парно и симметрично расположенных БПЛА устойчив в воздухе и лучше управляем
В управляемых оператором дронах возможна корректировка траектории полета, а автоматические команды выполняют поставленные задачи автономно. Точное выполнение маршрута полета зависит от точности необходимой заказчику работ и введённых предполетных параметров в полевой компьютер, находящийся у оператора полета
СЛАЙД 6
Наличие эффективного программного обеспечения автоматической и полуавтоматической обработки материалов аэрофотосъемки позволяет широко использовать программно-технические средства беспилотной авиации в практике кадастровых работ инженерно-геодезических изысканий.
Аэрофотосъемка местности с использованием беспилотных летательных аппаратов позволяет оперативно получить большой массив пространственных данных для мониторинга территории и контроля размещённых на ней объектов в зоне управления.
Система полета в неуправляемых БПЛА работает при помощи человека, который обеспечивает запуск и введении параметров полета перед взлетом. Для таких БПЛА не требуется особая подготовка оператора и специальных площадок для приземления.
В настоящее время наиболее распространены БПЛА самолетного и вертолетного типов. Каждый из них решает свой круг задач. Системы самолетного типа применяются для создания ортофотопланов территорий, цифровых моделей местности, мониторинга протяженных объектов, в то время как вертолетного типа в основном для перспективной съемки объектов, мониторинга небольших территорий и лазерного сканирования. Главными преимуществами систем вертолетного типа (квадрокоптеры и дроны) это малые размеры, взлет, а также посадка с любых площадок. Также одной из важных возможностей является функция зависания над объектами съемки и возможность увеличивать полезную нагрузку.
Беспилотный авиационный комплекс предназначен для решения следующих задач:
Аэрофотосъемка объектов. Это наиболее востребованный вид работ, выполняемых с воздуха. Различают плановую и панорамную (видовую) аэрофотосъемку. Плановая фотосъемка выполняется вертикально по отношению к фотографируемому объекту. Панорамная фотосъемка производится под углом к горизонту, в результате чего получается панорамный аэроснимок.
Аэровидеосъемка объектов. В связи с увеличившейся разрешающей способностью современных видеокамер и отличным качеством картинки, беспилотную аэровидесъемку применяют не реже, чем обычную фотосъемку с воздуха. В дальнейшем получившийся видеоролик при необходимости нарезают на отдельные кадры, выбирают наиболее интересные и используют их как отдельные аэроснимки. Воздушная видеосъемка нередко применяется для получения красивого видеоотчета о торжественных мероприятиях и событиях, для рекламных целей. Это возможность снять захватывающий репортаж о спортивном состязании с воздуха и запечатлеть на память красочную шоу-программу.
Проектирование участка. Составление кадастра земель является сложной и востребованной задачей. Применение дистанционно пилотируемого летательного аппарата дает возможность малозатратного и эффективного решения для кадастровой аэрофотосъемки. ДПЛА часто используется для определения границ земельных участков, оценки стоимости застройки. От выбора ракурса съемки зависит видимость участка на аэроснимках по отношению к близлежащим водным ресурсам, лесным массивам, транспортным магистралям и развязкам. Беспилотный аппарат позволяет дистанционно выставить необходимый ракурс съемки и наблюдать за снимаемым участком с воздуха в режиме реального времени на мониторе оператора. Это дает возможность наиболее эффективно разметить участки земли под промышленное и гражданское строительство.
Обнаружение объектов. Роботизированный комплекс авианаблюдения обеспечивает поиск, обнаружение и идентификацию объектов в режиме реального времени. Определяет их точное местоположение с помощью спутниковых систем GPS или ГЛОНАСС и передает данные на наземную станцию управления. Объектами поиска могут быть: группы людей, отдельные люди, транспорт, очаги пожаров, затоплений, объекты недвижимости, мосты, дороги и другие сооружения. Комплекс позволяет вести поиск и обнаружение объектов как в дневное, так и в ночное время суток.
Координация действий. Постоянная пожароопасная ситуация в лесах, приведшая к колоссальному материальному ущербу, катастрофы, стихийные бедствия и другие чрезвычайные ситуации требуют наличия у служб спасения и ликвидации аварий эффективных технических средств оперативной координации действий. Таким средством являются дистанционно пилотируемые летательные аппараты с установленными на них новейшими видеокамерами, тепловизорами, камерами ночного видения. Вся информация с ДПЛА поступает в режиме реального времени на наземную станцию (НСУ) и в главный центр управления, что позволит оперативно координировать действия наземных сил.
Наблюдение за ходом работ. Нередко возникают ситуации, когда необходимо проконтролировать ход выполнения работ, к примеру, на строящемся высотном здании. Чтобы подняться пешком на верхние строящиеся этажи и проинспектировать работу потребуется достаточно много времени. А беспилотный летательный аппарат с установленной камерой для аэровидеосъемки сможет это сделать за считанные минуты. Причем он может облететь все здание целиком и записать информацию в архив или передавать видео в масштабе реального времени на дисплей оператора. Наблюдение с помощью БПЛА может вестись по всей территории стройплощадки или другого объекта.
Контроль температуры на объекте. Роботизированный авиационный комплекс с установленными тепловизором и пирометром способен проводить дистанционный контроль температуры в реакторах на таких сложных объектах, как АЭС. Аппарат способен зависать над объектом и проводить, при необходимости, более тщательный анализ. В остальное время БПЛА может обследовать оборудование станции в режиме патрулирования по заданной программе.
Контроль содержания токсичных веществ. На многих опасных производствах, даже при соблюдении всех мер безопасности, не исключены аварийные ситуации с возможным выбросом в атмосферу токсичных веществ. Для раннего обнаружения и оповещения персонала об утечке отравляющих веществ уже сейчас на некоторых предприятиях применяются сверхлегкие беспилотные летательные аппараты с установленными на них датчиками и газоанализаторами. Облет территории и контроль содержания в воздухе токсичных выбросов может осуществляться в автоматическом режиме по заданному маршруту с возможностью перехода на полуавтоматическое управление БПЛА. Все данные с химических или радиационных датчиков летательного аппарата будут постоянно передаваться на станцию управления.
Контроль состояния воздушного судна в режиме реального времени осуществляется за счет двунаправленного обмена информацией между НСУ и БПЛА по защищенному радиоканалу. Если по каким-либо причинам нарушается связь между БПЛА и станцией управления, то автоматически включается режим возврата, и беспилотный летательный аппарат летит в точку запуска для штатной посадки. При восстановлении связи во время возврата аппарата оператор может возобновить выполнение поставленной задачи. Быстрая подготовка к полету БПЛА позволяет оперативно реагировать в любых ситуациях.
СЛАЙД 7
В результате обработки данных с БПЛА мы получаем:
-
ортофотоплан. Максимально достоверно воссоздает земную поверхность. Разрешение - до 5 см на пиксель. Широко используется для создания топографических материалов, кадастровых карт и т.д.; -
плотное облако точек. Представляет собой множество точек поверхности объекта. Может использоваться для построения высокоточных 3D моделей; -
цифровая модель поверхности. Содержит информацию о рельефе поверхности земли с учетом объектов, которые на ней находятся: растительности, зданий и т.д.; -
цифровая модель рельефа. Представляет собой карту высот поверхности земли без учета растительности и других наземных объектов; -
3D-модель. Трехмерная модель местности или объекта на основе плотного облака точек с привязкой к географическим координатам. Благодаря использованию текстур, 3D модель выглядит реалистично.