Дроны для 3D-исследования помещений — защита культурных реликвий и обследование внутренних пространств.

Дроны превосходно подходят для работы в помещениях благодаря своей способности быстрее, чем колесные роботы, охватывать большие площади. Благодаря своей воздушной мобильности, дроны могут перемещаться на разной высоте внутри зданий, создавая точные карты различных сооружений. Эта возможность позволяет эффективно исследовать и картографировать сложные внутренние помещения. Кроме того, дроны демонстрируют универсальность, перемещаясь в узких пространствах или по труднопроходимой местности, такой как дымоходы и лестницы. Эти особенности делают их ценными инструментами для выполнения задач, сложных или опасных для человека. В конечном итоге, эти летающие роботы могут принести потенциальную пользу отраслям промышленности, обеспечивая эффективное исследование и картографирование, а также безопасность и автономность.

Специализированная команда разработала ряд решений, адаптированных к различным сценариям. В сотрудничестве с Институтом технологических инноваций Абу-Даби (TII) они создали три дрона, специально предназначенных для исследования и картографирования внутренних помещений. Эти дроны оснащены 3D-лидаром и 3D-камерами, позволяющими точно определять их положение (локализацию) и картографировать окружающую среду путем объединения данных обеих технологий. Встроенные камеры также могут классифицировать объекты в режиме реального времени, различая стены, столы и другие предметы. Интеграция передовых технологий обеспечивает эффективный сбор данных и картографирование во время полета.

Эти специально разработанные дроны обладают высокой маневренностью, что позволяет им перемещаться в ограниченных пространствах или изменять конфигурацию в зависимости от конкретных задач. Эта гибкость отличает их от людей или других роботов, которые могут столкнуться с трудностями в подобных ситуациях. Они могут быстро маневрировать и собирать необходимые данные в различных условиях, оказывая помощь в поисково-спасательных операциях и помогая службам экстренного реагирования в поиске людей и оценке опасных ситуаций.

Эти решения обладают огромным потенциалом для получения подробных 3D-данных об исторических зданиях и археологических объектах, часто расположенных внутри помещений. Используя инновационные подходы и передовые технологии для исследования внутренних пространств, можно более эффективно документировать важные объекты, чем с помощью традиционных методов.

В целом, использование дронов внутри помещений открывает новые возможности для исследований и практического применения. Дроны могут помочь в инспекции инфраструктуры, мониторинге опасных зон и сборе данных для технического обслуживания зданий и документирования. Такие отрасли, как строительство, охрана культурного наследия, проектирование, управление объектами, видеонаблюдение и реагирование на стихийные бедствия, могут извлечь выгоду из безопасности и автономности, которые обеспечивают дроны.

Автономные дроны собирают важные данные для обследования отводных каналов. В горном хребте Китимат на северо-западном побережье Британской Колумбии находится 475-метровый (8-метровый) отводной туннель, по которому течет вода с гидроэлектростанции, расположенной в горах. Заказчику требовалось детальное обследование внутренней части туннеля для текущего обслуживания, но остановка отводного канала для осмотра была невозможна. Специализированная группа инициировала миссию с использованием автономного дрона для получения 3D-сканов внутри туннеля, обеспечив высокоточные данные, необходимые для оценки состояния конструкции.

Команде необходимо было обследовать внутреннюю часть туннеля, не останавливая работы. На начальном этапе обсуждались варианты использования дистанционно управляемых подводных аппаратов (ROV), автономных надводных судов и плавучих устройств, оснащенных датчиками. В конечном итоге они выбрали решение с использованием воздушного транспорта.

Команда тщательно спланировала миссию, чтобы обеспечить безопасную проверку и минимизировать риски, учитывая такие факторы, как:

Изогнутая туннельная структура

Полукилометровый путь в горы

Низкая или нулевая видимость

Отсутствие сигнала GPS (отсутствие передачи сигнала между оператором и оборудованием)

Скорость и турбулентность на выходе

Руководитель проекта особо отметил выбор дрона, оснащенного высокоточным лидаром, видеокамерами и датчиками движения, а также автономной навигационной системой с использованием технологии SLAM. Такая конфигурация позволила дрону работать за пределами прямой видимости (BVLOS) и в условиях отсутствия GPS-сигнала.

Комплексное планирование рисков включало в себя создание сетей для восстановления безопасности, тщательно спланированные траектории полета для избегания препятствий и отключение GNSS для предотвращения помех от линий электропередач во время захода на посадку. Команда использовала точные контрольные точки и собственное программное обеспечение для создания облаков точек, 3D-моделей и видеороликов с облетом объекта для тщательной оценки его состояния.

Проведение инспекций в условиях отсутствия сигнала GNSS

Технология беспилотных летательных аппаратов (дронов) становится все более популярной в гражданском строительстве для проведения инспекций в районах с ограниченным сигналом спутниковой связи. Дроны помогают в осмотре туннелей, вентиляционных шахт, трубопроводов и водопропускных труб. Регулярные инспекции необходимы, но часто обходятся дорого и занимают много времени при использовании традиционных методов. Кроме того, визуальный осмотр может не выявить потенциальные дефекты. Дроны, оснащенные оптическими и высокочувствительными камерами, предлагают идеальные решения для первоначальной оценки, снижая затраты, время и риски для инспекторов и техников.

Группа разработчиков создала системы для точной локализации и навигации в условиях отсутствия GNSS-сигнала. Эта инновационная технология предназначена для получения высококачественных изображений в сложных туннельных условиях с исключительной точностью и эффективностью.

Система была протестирована в реальных условиях во время временного закрытия самого длинного автомобильного тоннеля в Чешской Республике. Она успешно продемонстрировала способность получать детализированные изображения в сложных условиях, таких как низкая освещенность и пыль.

Оснащенные передовыми технологиями, эти дроны также могут осматривать узкие вспомогательные туннели, используемые для отвода выбросов. Токсичная среда представляет опасность для ремонтных бригад. Автономные дроны ускоряют осмотры во время работы в туннелях, снижая воздействие вредных испарений на людей и революционизируя методы технического обслуживания.

Автономные дроны предназначены для обеспечения плавного перехода между средами с поддержкой GNSS и без нее во время инспекции мостов.

Технология беспилотных летательных аппаратов приобретает все большее значение в гражданском строительстве для инспекции инфраструктуры в районах с полным, ограниченным или отсутствующим сигналом GNSS. Беспилотники играют решающую роль в инспекции мостов, виадуков и других сооружений, представляющих опасность для ручного вмешательства.

Регулярные проверки необходимы, но традиционные методы неэффективны, дорогостоящи и отнимают много времени. Интегрированные технологии беспилотных летательных аппаратов облегчают сбор и анализ данных в режиме реального времени, позволяя инженерам быстро принимать обоснованные решения. Изображения и видео высокого разрешения позволяют проводить детальные оценки, которые можно повторно просматривать, чтобы убедиться, что ни один дефект не был упущен. Беспилотники повышают безопасность и эффективность, перемещаясь в сложных условиях, где обычное оборудование может испытывать трудности.