БПЛА в гражданских областях хозяйства

В настоящее время все больше и большее распространение получают БПЛА. И если о их военном применение мы слышым чуть ли ни каждый день, то их гражданские достижения остаются в тени. 

Но кроме военного применения БПЛА активно применяются в гражданских целях. И самый большой сектор их работы это различные виды съемок местность, как в руках обычных людей, так и в крупных компаниях. И если работа которую БПЛА выполняет частных руках зависит от креатива головы которая прилагается к этим рукам, то в компаниях они выполняют работы задача которых получить прибыль.

Аэрофотосъемка 

Основным направлением работ БПЛА на данный момент можно считать аэрофотосъемку. Аэрофотосъемку можно по праву считать одним из старейших типов работ связанных с покорением воздушного пространства. Уже в 1858 г. французский фотограф Ф.Турнашон первым в мире выполнил фотосъемку местности с воздушного шара. В России первую фотосъемку с воздушного шара произвели 18 мая 1886 г., и в этом же году создали первый в России фотоаппарат, предназначенный для воздушной фотосъемки.

До недавнего времени все подобные системы были достаточно массивны и их вряд ли получилось бы установить но достаточно компактные системы, и до начала двадцать первого века вся съемка производилась при помощи самолетов.

Сейчас подобные работы способны выполнять как специально созданные для подобных задач так и практически гражданские гражданские системы.

Но кроме самих устройств которые производят съемку имелись ограничения и со стороны обработки полученных материалов. Так как БПЛА из-за малого веса и размеров не очень устойчивы в воздухе, а для создания карт необходим «эффект 3-D» тоесть соседние снимки должны иметь перекрытие (это части смежных снимков, на которых отображена одна и та же местность) и в классическом методе оно в районе 60-70%. И из-за особенностей БПЛА и малой высоты полета эти 60% превращаются в 90%, что приводит к огромному количеству снимков. На объект площадью 1 кв.км. получается около 2000 снимков и обработать такое количество снимков вручную, и в разумное время является трудоемким процессом. И здесь на помощь пришли автоматизированные алгоритмы обработки фотоснимков и нейронные сети, которые позволили практически полностью автоматизировать процесс обработки.

Лидар

Кроме съемок в видимом диапазоне в настоящие время большое распространение начинают получать лидарные съемки. Лидар (LiDAR) — это технология дистанционного зондирования, которая использует лазерный импульс для сбора измерений, которые используются для создания 3D-моделей, карт объектов.

БПЛА применяющиеся при лидарной съемки мало отличаются от летательных аппаратов применяемых аэрофотосъемках, основным отличием является фиксирующие устройство, которое меняется на LIDAR. В результате этой замены получается совершенно новые наборы данных, «облако точек». Особенностью «облака точек» является то, что в на каждую точку имеется набор трехмерных координат, это позволяет построить по этим точкам 3D модель местности (объекта).

По сравнению с фотосъемкой лидар имеет свои преимущества;

• Лазерный луч способен “увидеть” то, что скрыто от человеческого глаза под деревьями, из-за слабого освещения, облачности или других факторов, препятствующих традиционной аэрофотосъемке

  

  

• Высокая точность и скорость получения данных 
• Не зависит от интенсивности света, можно использовать ночью или при ярком солнце
• Отсутствуют геометрические искажения

Но кроме преимуществ есть и недостатки:

• Стоимость лидара (практически двух кратная разница в цене)
• Большой объем данных для обработки которых, требуются большие вычислительные мощности.
• Плохо работает в условиях дождя, тумана и снега.

Обе эти съемки можно считать практически одним и тем же видом работ, ведь все различия между ними это различные устройства фиксации. Кроме этих двух съемок существуют еще несколько подобных способов использования БПЛА. 

Тепловизионная съемка. 

 Как понятно из названия в этой съемке используется тепловизор для получения данных. Но тепловизор используется не сам по себе, а в тандеме с обычной камерой.

Магнитная съемка 

В этом случае БПЛА является носителем магнитометрического комплекса. Данный комплекс получает данные о магнитном поле земли и позволяет фиксировать аномалии магнитного поля (самая известная подобная аномалия «Курская магнитная аномалия»). Такая съемка нашла свое применение в решении археологических задач, поисках техногенных объектов, решение задач в геологии и инженерно-геологических изысканиях.

Агрохимическая обработка

Классически агрохимическая обработка проводиться при помощи наземной техники и малой авиации. Оба этих способа имеют ряд своих особенностей, так для наземной техники характерен: большой расход воды, простои из-за дождей (загнать даже гусеничную технику, так что она сама не вылезет вполне реально), потери посевов из-за следов могут достигать 6%.

С малой авиацией все тоже не так хорошо как хотелось бы: так-же большой расход препаратов, большая высота распыления в жаркую погоду часть раствор успевает испариться в воздухе, а в ветреную сдуваться, если поле окружено лесополосой, то его окраины остаются практически необработанными, риск попадания раствора на соседние поля — это может привести к уничтожению соседней культуры и гибели насекомых-опылителей.

Дроны по сравнению с легкой авиацией могут летать низко и медленно, обрабатывая проблемные или труднопроходимые участки более детально и точно, и не требуют высоко квалифицированных специалистов. На дроне значительно меньший расход воды. Конечно площадь обрабатываемой территорий меньше чем при классических методах, но даже не самый новый октокоптер DJI Agras MG-1 может нести на борту до 10 кг жидких веществ и обработать за один полет до 4 га угодий. А более современный DJI Agras T30 имеет 30 литровый бак и способен обрабатывать до 16 га/ч. 

К одному из достоинств БПЛА можно отнести практически полную автономность дрона во время полета, достаточно создать маршрут движения по которому БПЛА будет двигаться самостоятельно.

Так же до выполнения агрохимической обработки или других операций можно использовать дрон для анализа ситуации на полях.

 Охрана территорий 

Для подобных целей используются минимально модифицированные БПЛА. На дрон устанавливают камеру с возможностью ночного видения или к обычной камере добавляют тепловизор. По факту дроны используются как передвижные камеры наблюдения, которые либо производят облет территории по заранее созданному маршруту, либо ожидают сигнала тревоги рядом с охраняемым объектом и вылетают для наблюдения при его получении.

К счастью (ну или к сожаления здесь как посмотреть) максимум который имеют дроны на борту это яркий прожектор и громкоговоритель, пока установка не летального вооружения на условно гражданские БПЛА не разрешена. 

Логистика

Наверно один из наиболее трендовых на сегодня способов использования БПЛА. Одним из первых крупных разработчиков «курьерских» беспилотников стал сервис доставки заказов «Prime Air» от компании Amazon. Первая тестовая доставка проивели провела в Великобритании в декабре 2016 года.

Подобное использование БПЛА уже давно ни кого не удивишь и все плюсы и минусы всем интуитивно понятны (достаточно вспомнить Австралию с ее нападениями птиц на дроны). Но даже с учетом всех проблем подобный способ доставки получает широкое распространение для трудно доступных районов. Так DHL установила в горном поселке  автоматизированную почтовую станцию для дронов – «DHL Packstation with SkyPort». Клиент приносит свою посылку на станцию, устанавливает ее в специальный бокс, внутренняя автоматика транспортирует ее к беспилотнику, после чего крыша почтовой станции открывается и дрон отправляется в точку расположения следующей автоматизированной станции, но уже для доставки груза классическим методом.