Российские инженеры повысили эффективность аэросъемки с помощью беспилотников
Массив публикаций о совершенствовании конструкторских разработок и функционала беспилотных летательных аппаратов обусловлен открывающимися перспективами использования БПЛА в различных сферах. Обобщению накопленного практического опыта и поиску магистральных направлений развития отрасли по производству беспилотников поможет исследование ученых КНИТУ-КАИ.
Работа опубликована в журнале Russian Aeronautics. Ученые КНИТУ-КАИ рассмотрели проблемы при проведении мониторинга различных объектов с привлечением беспилотных авиационных систем. Как известно, беспилотные воздушные суда позволяют проводить обследование на всей протяженности объекта, с разных точек съемки в сложных метеорологических условиях, с полной фиксацией всех полученных данных. Чтобы увидеть изменения, которые претерпели объекты, новые снимки сравниваются с базовыми. Объекты аэрофотосъемки с точки зрения применения беспилотных авиационных систем можно условно разделить на три группы – точечные (здания), линейные (трассы, трубопроводы, сети) и площадные (микрорайоны, населенные пункты, промпредприятия, лесные массивы).
С помощью технологии воздушного лазерного сканирования можно создать точные цифровые 3D-копии объектов мониторинга и местности с высокой детализацией в виде трехмерного облака точек.
«Этот метод дистанционного исследования позволяет получить трехмерное представление об объекте мониторинга с возможностью измерения геометрических и объемных характеристик, а также выявить препятствия на местности, мешающие нормальной эксплуатации изучаемого объекта, — поясняет доцент кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов КНИТУ-КАИ Никита Левшонков. — Посредством воздушного лазерного сканирования производится сбор огромного массива качественных данных с привязкой к системе координат, благодаря чему возможно значительно сокращать сроки и проводить частые проверки состояния объекта мониторинга, повышая в целом его отказоустойчивость».
Так, сотни километров трубопроводов и удаленных объектов в сложных географических и климатических условиях требуют постоянного контроля. До появления беспилотных воздушных судов обеспечить такой контроль было делом достаточно трудоемким и дорогостоящим. Наиболее распространенным способом мониторинга был регулярный облет по маршруту на вертолете. Очевидно, что стоимость летного часа этого летательного аппарата очень высока.
Применение БПЛА дешевле, позволяет увеличить количество вылетов, существенно повысить качество наблюдения, при этом отсутствует риск для здоровья и жизни летного и наземного персонала. Кроме того, беспилотные воздушные суда могут следовать по заранее запрограммированной траектории полета, совершать полеты вблизи объектов и у поверхности земли, благодаря чему результаты исследований отличаются высоким уровнем детализации и точностью измерений.
По словам аспиранта кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов КНИТУ-КАИ Игоря Нафикова, при мониторинге объектов строительства БПЛА может близко подлететь к необходимой части объекта или выполнять его ежедневную съемку в автоматическом режиме. Полученный набор снимков легко преобразовать в 3D-модель, наглядно фиксирующую происходящие изменения.
Для целей развития городской агломерации возможно выполнять съемку города с беспилотного воздушного судна с использованием специализированных нагрузок, например, тепловизионной камеры. Интерпретация результатов такой съемки позволяет выявить тепловые утечки в теплосетях или на разных элементах зданий, требующих оперативного или планового ремонта, проверить качество выполненных ремонтных работ и определить фактическое местоположение сетей, часто отличающееся от предполагаемого по исполнительной документации. Благодаря этому повышается эффективность работ, качество выполнения работ подрядчиками, принимаются верные оперативные решения при устранении аварийных ситуаций, констатируют ученые.
Необходимость осмотра замкнутых пространств присутствует практически во всех отраслях промышленности. Строгие правила контроля и устаревающие активы требуют частых, тщательных и более сложных проверок таких элементов, как резервуары, канализационные трубы, шахты, дымоходы, котлы, люки или подземные кабельные каналы. Беспилотные воздушные суда, оборудованные видео- и фотокамерами с высоким разрешением и тепловизионными камерами, позволяют проводить инспектирование выводной трубы в рабочем режиме. Благодаря данным в видимом спектре, полученным с видеокамеры/фотокамеры, возможно обнаружить визуально различимые дефекты и потенциальные проблемы.
На основе данных, полученных с беспилотного воздушного судна, может выстраиваться высокоточная 3D-модель сооружения. Так, на борт беспилотного воздушного судна поступают снимки или видеопоток, которые привязываются к конкретным объектам мониторинга, заведенным в системы управления беспилотного воздушного судна и полезной нагрузки. Изображения обрабатываются с применением алгоритмов машинного зрения, что позволяет находить на снимках ключевые признаки объектов мониторинга. Отметим, что система оперативного непрерывного мониторинга постоянно дообучается на новых снимках и на действиях оператора.
Ученые рассмотрели летательный аппарат как бесплатформенную инерциальную навигационную систему с блоком датчиков линейных ускорений или линейных скоростей, блоком датчиков угловых скоростей и вычислителем вектора состояния объекта. В исследовании описаны ошибки определения пилотажно-навигационных параметров, возникающие на начальном этапе функционирования системы при эксплуатации БПЛА с помощью метода навигации по GPS.
Как стало понятно, эффективность инерциальной навигационной системы можно повысить за счет блоков вычислений с дополнительными функциональными возможностями (например, благодаря триангуляции радиометок (радиопеленгации) — методу определения местоположения источника радиоизлучения с помощью нескольких измерительных пунктов).
В результате проведенных исследований сформированы описание объектов мониторинга и перечень технологий для его проведения в зависимости от объекта мониторинга. Проработана проблема внезапной потери сигнала GPS и предложены алгоритмы навигации при отсутствии спутниковой связи. Показан способ повышения точности навигации беспилотного воздушного судна.
Telegram 
Дзен 
VK Американские биотехнологи впервые сообщили об обращении вспять клеточного старения в живых клетках печени человека — не мышиных, не синтетических, а именно человеческих. На волне этого результата компания привлекла 435 миллионов долларов и готовится к клиническим испытаниям.
Роль личности в истории чаще всего иллюстрируют правителями или полководцами. Но, глядя на современную карту мира, нельзя не признать: она выглядела бы принципиально иначе, если бы не одна крестьянская девушка, которую сожгли в этот день ровно 595 лет назад.
Может ли человек или другое животное воспользоваться преимуществами сна, не смыкая глаз? Этим вопросом задалась команда американских нейробиологов. Они провели эксперимент на грызунах и выяснили, что «включения и выключения» нейронной активности в коре бодрствующих мышей позволяют вызвать некоторые эффекты, аналогичные тем, которые появляются во время фазы медленного сна. Более того, такой подход помог добиться улучшения памяти. Теперь ученые хотят повторить эксперимент на людях.
В 2017 году человечество впервые заметило объект, прилетевший из другой звездной системы. Он оказался странным, почти не похожим ни на астероид, ни на комету, и получил имя Оумуамуа. Затем появился «нормальный» межзвездный странник — комета Борисова. А в 2025-м астрономы обнаружили 3I/ATLAS — объект, который, вероятно, хранит вещество времен рождения чужих миров. Но что изменили в астрономии эти три гостя из межзвездной тьмы?
Астрономы провели длительную радиодиагностику межзвездного объекта 3I/ATLAS и не нашли признаков искусственных технологий. Наблюдение окончательно подтвердило естественную природу ледяного тела, хотя ученые изначально не ожидали сенсации.
Тысячу лет назад колоссальный степной пояс от Амура до Дуная назывался Великой степью. На Руси его знали как Дикую степь. В этом краю жили кочевники, и среди них — хищная птица сокол-балобан. Сейчас цельной трансконтинентальной популяции балобана больше нет. Небольшой европейский островок уцелел в Венгрии, Австрии и в Крыму. Есть популяция в Казахстане, Монголии и Китае. В России сокол-балобан, помимо Крыма, живет в горах Южной Сибири. И выживание этой популяции, как и всего вида, под угрозой. Как живет эта птица и как ей помогают в нашей стране? Зачем в Хакасии посреди «нигде» построили огромный облёточник? Буквально сегодня в него уже доставили первую партию птиц.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно