Ako presné dokážu byť bezpilotné letecké systémy?

29. sep. 2018 • Technické vedy

Ako presné dokážu byť bezpilotné letecké systémy?

Bezpilotné letecké systémy – UAS (z anglického Unmanned Aerial System – UAS) nachádzajú v posledných rokoch svoje uplatnenie v mnohých aplikáciách, kedy je potrebné mapovať alebo monitorovať objekty zo vzdušného priestoru. Medzi najpodstatnejšie výhody, ktoré tomu napomáhajú, patria vysoká operabilita systému, variabilita pri výbere senzorov, relatívne jednoduchá obsluha systému a v neposlednom rade vysoké rozlíšenie získaných priestorových údajov.

Rastúca jednoduchosť ovládania spolu s triviálnou metodikou prípravy a spracovania merania by však mohli mať negatívny dopad na kvalitu výstupov. Na využitie komerčne obľúbeného a finančne dostupného UAS Phantom 3 Pro sa zameriava štúdia kolektívu autorov Ing. Jakub Kočica, Ing. Marcel Kliment, PhD., Ing. Michaela Bulíková zo Slovenskej poľnohospodárskej univerzity v Nitre. Ich projekt nesie názov Posúdenie presnosti priestorových dát získaných nízkonákladovou technológiou UAS.

Konečné posúdenie kvality generovaných digitálnych výškových modelov bolo realizované na základe referenčného geodetického zamerania povrchu telesa skládky pomocou totálnej stanice Trimble S5. „Výsledky spracovania meračských snímok potvrdzujú predpoklad vysokého priestorového rozlíšenia výstupných dát. Pri porovnaní digitálnych výškových modelov s referenčným geodetickým meraním nebola prekročená stredná kvadratická chyba 0,073 m. Vzhľadom na použitý snímkovací senzor, ktorý je svojimi parametrami možné považovať za minimálny základ pre snímkovanie, ide o nadštandardne kvalitné výsledky. Zároveň, pri zohľadnení charakteru meraného objektu ide o presnosť, ktorá je v tomto prípade využiteľná v dostatočnej miere,“ uvádzajú riešitelia projektu.

Podľa základného technického riešenia udržiavania nosiča vo vzduchu môžeme UAS rozdeliť na systémy s pevným krídlom (lietadlá) a systémy s rotujúcim krídlom (quadro- hexa- octoptéry). Kvalitné letecké systémy v sebe okrem samotného nosiča a senzora zahŕňajú aj navigačné a ovládacie systémy alebo softvérovú podporu plánovania letu. Takéto produkty sú zväčša finančne náročnejšie na obstaranie. S rozvojom technológií však súvisí aj postupné znižovanie obstarávacích nákladov a v dnešnej dobe sú na trhu dostupné aj zariadenia použiteľné pre mapovanie s cenou mierne nad 1 000,00 €. Trend znižovania cien UAS sprístupňuje možnosti mapovania alebo monitoringu pre širšie skupiny užívateľov.

„S vývojom technológií UAS paralelne súvisí aj vývoj fotogrametrických softvérov používaných pre spracovanie leteckých meračských snímok. Tieto softvéry majú implementované kvalitné korelačné algoritmy, ktoré umožňujú prakticky plne automatizovaný proces spracovania snímok, s minimálnou nutnosťou zásahu spracovateľa. Vzhľadom na to, že vo väčšine prípadov ide o proprietárne licencie, nie je možné v plnej miere poznať procesy prebiehajúce pri samokalibrácii, vzájomnej orientácii alebo výpočte digitálnych modelov,“ konštatovali odborníci. Výsledná presnosť modelov, vypočítaných na základe identických vstupných dát preto môže byť podľa ich názoru rôzna v závislosti od použitého softvéru alebo nastavení spracovania.

Parametre, ktoré bolo potrebné sledovať pomocou geodetických metód, sú: plocha pokrytá odpadom, objem odpadu a miesto uloženia nebezpečného odpadu. Výpočet voľnej kapacity skládky je potom odvodený z meraných údajov.

Pre tento experiment odborníci zvolili areál skládky TKO, ktorý sa nachádza v extraviláne katastrálnych území Rišňovce a Rumanová, okres Nitra. Celková výmera skládky aj s prevádzkovými objektmi je 4,59 ha. Výmera priestorov skládkovania je 2,93 ha. Povrch skládky je rôzny podľa fázy skládkovania. Počas dvoch snímkovacích letov bolo celkovo nasnímaných 222 snímok vo formáte .jpeg.

„Rastúci počet aplikácií bezpilotných leteckých prostriedkov pre monitoring a mapovanie oblastí s malou plošnou rozlohou napovedá o vysokom potenciáli tejto metódy. Okrem neustáleho vývoja technickej vyspelosti nosičov a integrovaných senzorov tomu napomáha aj vysoká kvalita dostupných fotogrametrických softvérov. Výsledky našej práce umožňujú objektíve posúdiť vhodnosť použitia UAS pre konkrétny účel monitoringu topografie skládky TKO. Variabilita povrchov a podmienok, s ktorými sa môžeme stretnúť pri leteckom mapovaní je vysoká a preto aj niektoré poznatky je nutné považovať za špecifické,“ konštatovali realizátori projektu.

Dodali, že využitie nízkonákladových UAS sa môže pri náročnejších úlohách inžinierskej geodézie stretnúť s vlastnými limitmi použitého hardvéru, ktoré je potrebné zohľadňovať. „Z tohto dôvodu odporúčame dôkladne zvážiť parametre a metodiku snímkovania a nezanedbať kontrolu inou referenčnou metódou merania.“

 

Zdroj informácií a ilustrácií:

http://gis.tuzvo.sk/fmg2018/

http://egako.eu/wp-content/uploads/2018/01/gako_2017_11.pdf

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVI SR

Uverejnila: VČ

Hore
Publikácie Veda v CENTRE
Aurelium - centrum vedy
CVTI SR 80. výročie
Veda v Centre
Prechod VK na VND - jeseň
Geosyntetika 2019
kúpa časopisov jún 2016
Bratislavská vedecká cukráreň
Atmosféra počas TVT 2018
QUARK
TVT 2018 články
TAG Spektrum vedy
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
TAG Slovenská veda
TAG História
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Listy a kvety púpavy lekárskej sú súčasťou jarných liečebných kúr.
Zistite viac