Презентация на тему: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУЛЬТИРОТОРНЫХ БПЛА В ЦЕЛЯХ КАРТОГРАФИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

Московский государственный университет геодезии и картографии Московский государственный университет геодезии и картографии ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУЛЬТИРОТОРНЫХ БПЛА В ЦЕЛЯХ КАРТОГРАФИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА

Студенты ФПКиФ 2-4:Студенты ФПКиФ 2-4:Барбасов В. К.Гаврюшин Н.М. Батаев М.С. Научный руководитель: проф. Алтынов Александр Ефимович. E-mail: тел.: [email protected] +7 (909) 680-55-68 [email protected] +7 (906) 729-09-76 [email protected] +7 (926)885-10-10

Аннотация. В данной работе рассмотрены возможности мультироторных БПЛА и способы их применения в крупномасштабном мониторинге местностиАннотация. В данной работе рассмотрены возможности мультироторных БПЛА и способы их применения в крупномасштабном мониторинге местностиКлючевые слова: беспилотный летательный аппарат (БПЛА) мультироторные, многомоторные БПЛА, аэрофотосъемка.Abstract: The goal of our project is to focus the readers attention to the possibilities of multi rotor UAV and methods of its usage in large-scale terrain monitoring.Keywords: unmanned aerial vehicle (UAV), multi rotor, multiengined UAV, aerial photography.

Беспилотный летательный аппарат - летательный аппарат без экипажа на борту, использующий аэродинамический принцип создания подъемной силы с помощью фиксированного или вращающегося крыла (БПЛА самолетного и вертолетного типа), оснащенный двигателем и имеющий полезную нагрузку и продолжительность полета, достаточные для выполнения специальных задачБеспилотный летательный аппарат - летательный аппарат без экипажа на борту, использующий аэродинамический принцип создания подъемной силы с помощью фиксированного или вращающегося крыла (БПЛА самолетного и вертолетного типа), оснащенный двигателем и имеющий полезную нагрузку и продолжительность полета, достаточные для выполнения специальных задач

Классификация БПЛА в РФ включает следующие категории (классы): Классификация БПЛА в РФ включает следующие категории (классы):

Размер рынка геоинформационных и геопространственных продуктов составил 4,4 млрд. $ по данным на 2010 год.Размер рынка геоинформационных и геопространственных продуктов составил 4,4 млрд. $ по данным на 2010 год. Рынок геоинформатики и дистанционного зондирования состоит из космической съёмки, наземной съемки, съёмки с полноразмерных летательных аппаратов (ЛА), съёмки с легких ЛА в т.ч. БПЛА. На российском рынке оказания услуг в сфере аэрофотосъёмки наблюдается высокий уровень конкуренции.

Данный БПЛА представляет собой радиоуправляемую летающую платформу на которой установлено от 3 - 16 бесколлекторных двигателей с пропеллерами. В полете платформа занимает горизонтальное положение относительно поверхности земли, может зависать над определенным местом, перемещаться влево, вправо, вперед, назад, вверх и вниз. В настоящее время, благодаря разработанному дополнительному оборудованию аппарат имеет возможность осуществлять фактически полуавтономные и автоматические полеты. Данный БПЛА представляет собой радиоуправляемую летающую платформу на которой установлено от 3 - 16 бесколлекторных двигателей с пропеллерами. В полете платформа занимает горизонтальное положение относительно поверхности земли, может зависать над определенным местом, перемещаться влево, вправо, вперед, назад, вверх и вниз. В настоящее время, благодаря разработанному дополнительному оборудованию аппарат имеет возможность осуществлять фактически полуавтономные и автоматические полеты.

РЕЖИМЫ ПОЛЕТАРЕЖИМЫ ПОЛЕТАРучной (без стабилизации)Ручной (со стабилизацией)Удержание высотыУдержание позицииКруговой облет вокруг точкиПолет в заданную точку Полет в автоматическом режиме по заданному маршрутуАвтоматический взлет / посадка

  Возможность снимков с малых и очень малых высот, вблизи объектов приближаясь к ним буквально вплотную, и как следствие высокое разрешение снимков.Оперативность получения снимков.(Возможно получать снимки во время или сразу после полета) Возможность применения в зонах чрезвычайных ситуаций без риска для жизни и здоровья пилотов.Немалым плюсом “коптера” как и практически любого БПЛА является его рентабельность:обучение персонала сильно упрощается из-за большой автоматизации процесса  

Более стабилен (хотя это в немалой Более стабилен (хотя это в немалой степени зависит от электроники и конструкции аппарата)Дешевле и проще в ремонте, имеет меньше механических узлов и меньше подвержен механическим воздействиям.

Картографический мониторингКартографический мониторингТопографическая съемкаМногозоональная съемкаТепловизионная съемкаГеология Кадастр (стереопара)Контроль ЧСЗадачи агропромышленнго комплексаснимки для создания 3Dконтроль условий сельскохозяйственных угодий (полей) Экологический мониторинг: - радиоактивного излучения; - химического загрязнения; - бактериологического загрязнения.

- цифровая фотокамера (видеокамера)- цифровая фотокамера (видеокамера)-тепловизор-ИК-камера- радиолакационное обурудование (эхолот)- счетчик Гейгера

В МИИГАиКовской СИГ ”Кречет” ведется разработка платформ для целей картографического мониторинга. В МИИГАиКовской СИГ ”Кречет” ведется разработка платформ для целей картографического мониторинга.

Фотка красивая такая

Использование мультироторного БПЛА типа в качестве аэросъемочной платформы снимков с малых и очень малых высот, вблизи объектов приближаясь к ним буквально вплотную, и как следствие высокое разрешение снимков, имеет большие перспективы при съемке небольших по протяженности площадных (точечных) объектов и при съемке линейных объектов в большом разрешении.Использование мультироторного БПЛА типа в качестве аэросъемочной платформы снимков с малых и очень малых высот, вблизи объектов приближаясь к ним буквально вплотную, и как следствие высокое разрешение снимков, имеет большие перспективы при съемке небольших по протяженности площадных (точечных) объектов и при съемке линейных объектов в большом разрешении. Отсутствие перегрузок характерных для самолетных БПЛА таких как удары, возникающие во время таких экстремальных этапов полета, как взлёт с катапульты, или посадка на парашютной системе посадки\спасения, негативным образом влияют на незащищенные элементы ПН и в особенности на Фотооборудование. Элементы внутреннего ориентирования камеры определенные во время калибровки с высокой точностью способны изменяться, и особенно это заметно у малогабаритных камер - компактов . Согласно инструкции, если аэрофотокамера подверглась удару, или даже толчку – необходимо произвести повторную калибровку, что мешает производственному процессу. 

- в зависимости от решаемых задач аппарат может иметь конфигурацию от 3-х до 12-16-ти) двигателей- в зависимости от решаемых задач аппарат может иметь конфигурацию от 3-х до 12-16-ти) двигателей- поднимать на высоту до 350 метров полезную нагрузку весом до 2 кг (в зависимости от конфигурации аппарата). В качестве полезной нагрузки может быть фото-, виде­ооборудование, датчики, сенсоры, арматура для их кре­пежа и др.;- «зависать» на заданной оператором высоте с возможностью ее плавного увеличения и уменьшения;- перемещаться во всех направлениях с полезной нагрузкой со скоростью до 50 км/ч (на данный момент рекорд скорости 120км/ч);- полетное время аппарата зависит от конфигурации аппарата и его полезной нагрузки, но в пределах от 5 до 50 минут;- максимальное удаление аппарата от оператора ограничено возможностями радиосвязи (Стандартные пульты рассчитаны на связь до 2.5км, потом на передатчик можно ставить патч антенну, но в городских условиях безопасное использование до 700 м,) но прежде всего – возможностями оператора по определению ориентации аппарата и его контроля;- при управлении аппаратом посредством изображения, передаваемого бортовой видеокамерой дальность полета ограничена только дальностью радиосвязи может составлять от 100 м до 3-5 км (с антеннами клеверами и патчами). (Управление аппаратом на основании получаемого с борта изображения требует высокой квалификации оператора);- эксплуатироваться в широком диапазоне температур наружного воздуха, а также при ветре до 20-25 м/с, эксплуатация в дождливую погоду и во время снегопада затруднительна, но возможна;- осуществлять автономный полет по маршруту, обозначенному точками на карте с остановками в данных точках на заданное оператором время и совершение в местах остановки действий по аэро­фотосъемке и т.п. в зоне, удерживать заданную оператором высоту и положение по координатам GPS;- возвращаться к месту взлета от любой точки маршрута и от любого удерживаемого положения по сигналу оператора;- осуществлять преследование объекта с размещенной на нем меткой и поворота подвеса камеры на этот объект;- удержание позиции по сигналам GPS;- осуществлять полет с зафиксированной в определенном направлении осью аппарата;- имеется возможность телеметрического контроля оператором на земле всех параметров полета летящего аппарата (его положения по координатам GPS, заряд батареи, полетное время, ориентацию по сторонам света, количество спутников в системе GPS и др.);- при потере радиосвязи аппарат осуществляет снижение с заранее запрограммированной скоростью или возвращаться в точку старта по GPS;- осуществлять полеты с поверхности для взлета, находящейся на высоте до 2 тыс. метров над уровнем моря;- аппарат может иметь мобильную конструкцию (примерно 30х30х50 см в сложенном состоянии), позволяющую привести его в рабочее состояние из походного за 1-5 минут;- система передачи видео-изображения с борта мультикоптера может обеспечить контроль оператором территории, по которой осуществляется полет, а также обеспечить наведение объектива установленной на аппарате камеры на объект съемки;- конструкцией аппарата может быть предусмотрена возможность компенсации подвесом фото-, видеооборудования наклона летающей платформы в 2-3-х направлениях, для обеспечения горизонтальности снимков, а также кругового поворота подвеса камеры (полезной нагрузки). Во время полета оператором возможно осуществление наклона камеры вниз и вверх, а также осуществление поворота подвеса камеры вокруг собственной оси;

  Видео и фотографирование с воздуха. Мультикоптер может быть использован как дешевое и безопасное средство для получения фото и видео изображений с воздуха для многих целей, таких как:снимки археологических участков;видео и фотографии для топографической съемки как GoogleEarth или Maps; снимки с воздуха актуальных новостей и событий для размещения в различных сервисах, таких как YouTube;инспекция крыш и труб;снимки для создания 3D поверхностей (позиционирование камеры осуществляется при помощи возможностей основной платы);контроль популяций диких животных;контроль условий сельскохозяйственных угодий (полей).Основная плата мультикоптеров обеспечивает управление подвесом камеры для получения стабильных снимков. Полетно-измерительная платформаБез пилота на борту, мультикоптер может летать в места и на территории небезопасные для человека:загрязненные радиоактивным излучением;химически загрязненные;с загрязнением воздуха.Помощь в обеспечении безопасности. В случаях естественных или технологических катаклизмов, на территорию которых доступ людей ограничен в связи с пожаром, наводнением или землетрясением, мультикоптеры, как любые беспилотные аппараты, способные нести видеокамеру, могут быть использованы в качестве воздушной разведки для помощи в обследовании и нахождении потерпевших, а также для координации спасательных действий.Небольшой полезный груз, который могут нести мультикоптеры еда, медицинские препараты и др. могут быть с помощью мультикоптеров переправлены людям, доступ спасателей к которым ограничен, а использование вертолетов невозможно и опасно.Мультикоптеры могут обеспечивать мобильный беспроводной доступ к удаленным местам. Для этого необходимо использовать два мультикоптера, для обеспечения непрерывного обслуживания (с поочередной сменой и зарядкой батарей).Имеется много других случаев, при которых снимки с воздуха, таких объектов как лесные и другие большие пожары, происшествия могут быть полезны для поддержки служб спасения и документирования нанесенного ущерба. Строительство.Мультикоптеры могут быть использованы для протяжки первых тонких веревок через реки и каньоны, которые потом будут использованы для натяжения крепких мостовых тросов.Установка объектов.Возможные способы использования:установка отражателей радаров на лед для более легкого обнаружения льдин кораблями;исследование кратеров вулканов и размещение сенсоров предупреждения об извержениях. Информирование:В случае недоступности обычных каналов информирования населения, мультикоптеры могут применяться в качестве альтернативного способа информирования. Для примера: «Не пейте воду из этой реки – заболеете!». Для этого необходимо загрузить мультикоптеры листовками, которые они поднимут и донесут до необходимого места, после чего сбросят их в нужном месте.Военная сфера:Все вышеперечисленные возможности также применимы в военной сфере