Крыло VS мультикоптер: Что выбрать для аэросъемки?

Летающее крыло или мультикоптер: какой дрон выбрать для аэросъемки?

Все, что вам нужно знать при выборе дрона для геодезии

Решение использовать беспилотные летательные аппараты вместо традиционных методов сбора данных - важный шаг, и именно его делают огромное количество дальновидных геодезистов.

Аэросъемка с дрона - это новый метод, с широким спектром приложений, включая доступное сейчас на рынке оборудование и дополнительное оборудование. По сравнению с традиционными методами аэросъемка с дрона, ускоряет сбор данных, имеет большую точность и является безопасным и экономичным способом.

Планируете ли вы строительный проект, воспроизводите место крушения или следите за лесами, сельскохозяйственными угодьями и другими природными ресурсами, данные полученные при помощи дронов могут использоваться вашей командой для создания подробных ортофотопланов, 3D-моделей и облаков точек.



Эти наборы данных являются основой более осведомленного и быстрого принятия решений. Но есть несколько проблем, которые нужно решить, прежде чем начать работу. Самым очевидным является выбор подходящего дрона для конкретной задачи. Как правило, это означает выбор между самолетом с неподвижным крылом или мультикоптером.

В этой статье мы расскажем о плюсах и минусах обоих вариантов, чтобы помочь вам сделать осознанный выбор для более полного соответствия вашим потребностям.

Съемка с помощью дронов с неподвижным крылом (летающие крылья)

Рабочий диапазон (+)

Дроны с неподвижным крылом - это инстинктивный выбор для специалистов-геодезистов, которые исторически полагались на пилотируемые самолеты или спутниковые изображения для сбора данных.

Обычно это связано с масштабом поставленной задачи. Например, профессионалы нефтегазовой отрасли и сельского хозяйства могут выбрать беспилотные летательные аппараты с неподвижным крылом, потому что они имеют те же полезные характеристики, что и их пилотируемые аналоги, а именно: дальность действия, скорость полета и время полета.

Как и обычный самолет, дроны с неподвижным крылом создают подъемную силу своими крыльями. Это означает, что, в отличие от мультикоптеров, им требуется меньшее количество энергии на то, чтобы оставаться в воздухе и в результате они летают более эффективно.

Это делает летающие крылья хорошим выбором для задач, требующих охвата огромных территорий, таких как инспекции трубопроводов или сельскохозяйственные обследования.

Устойчивость при сильном ветре (+)

Есть и другие преимущества у БПЛА с неподвижным крылом. Во-первых, модели с неподвижным крылом имеют тенденцию быть более аэродинамичными, чем мультироторные системы, и в результате могут выдерживать более сильный ветер. Кроме того, они по замыслу более приспособлены к приземлению в целости и сохранности в случае отказа двигателя. Хотя есть и недостатки, но об этом ниже.

Время полета (+)

Время полета, которое могут летающие крылья, возможно, является их самым большим плюсом; большинство моделей могут находиться в воздухе более часа от одной батареи. Эта особенность сокращает время простоя и означает, что многие геодезические задачи могут быть выполнены за один проход.



Дорого (-)

Однако у такого размаха есть свои недостатки. Дроны с неподвижным крылом, как правило, значительно дороже, чем мультикоптеры. Кроме того, они, как правило, больше по размеру, их труднее транспортировать, и они требуют больше времени на подготовку к запуску.

Низкая маневренность (-)

Конструктивные особенности, которые дают самолету с неподвижным крылом большую зону покрытия, также могут быть его самым большим недостатком. Увеличивая скорость и расстояние, вы теряете маневренность.

Нет возможности зависания! (-)

Дроны с неподвижным крылом не могут зависать на месте, что снижает их универсальность. А съемка в сложных или замкнутых условиях может быть опасной, поскольку они, как правило, не обладают такой же адаптивностью и возможностями обнаружения препятствий, как мультикоптеры.

Сложные взлет и посадка (-)

Взлет и посадка - пожалуй, самые сложные моменты в использовании дронов с неподвижным крылом. Взлет и посадка требуют хороших навыков и сложной подготовки пилота. В зависимости от размера дрона для запуска может потребоваться взлетно-посадочная полоса, какая-то катапульта или запуск вручную. Посадка также может быть не простой, требуя парашютов, сетей или мягкого «приземления на брюхо».

Плюсы и минусы съемки с помощью дрона с фиксированным крылом

ПЛЮСЫ:

• Дальность полета и управления
• Стабильность в сильный ветер
• Время полета

МИНУСЫ:

• Цена
• Низкая маневренность
• Нет зависания
• Сложнось взлета и посадки

Съемка с помощью мультикоптеров

Мультироторные дроны - идеальный инструмент для быстрого сбора информации с самых интересных мест.

По сравнению с традиционными методами съемки, они позволяют собирать сопоставимые данные за более короткие сроки, с большей гибкостью, меньшими требованиями к планированию и меньшим риском для персонала.

Есть несколько причин, по которым мультироторные дроны стали популярным инструментом геодезии в строительстве, сельском хозяйстве и других областях.

Простота использования и автоматизация (+)

Во-первых, это простота использования. Благодаря достижениям в области программного обеспечения для автономных полетов и планирования миссий, сложные задачи картографии можно легко настраивать и осуществлять. Хотя по-прежнему требуются подготовленные пилоты, их роль теперь больше контролирующая, чем практическая.

Такой уровень автоматизации имеет еще одно преимущество: он гарантирует большую точность и оставляет меньше места для человеческой ошибки. Точные планы полета могут быть выполнены и повторены одним нажатием кнопки, а это именно то, что нужно при построении карт и 3D-моделей отражающих изменения во времени.



Маневренность и универсальность (+)

Вторая причина появления геодезических мультикоптеров - их маневренность. Такие платформы, как DJI Matrice, могут легко зависать на месте и разворачиваться в воздухе.

Это делает мультикоптеры универсальным инструментом для аэрофотосъемки независимо от масштаба и сложности поставленной задачи. Они также, как правило, имеют больше функций безопасности, таких как приемник ADS-B или технология предотвращения столкновений.

Взаимозаменяемые дополнительные модули для удовлетворения различных требований (+)

В-третьих, возможность работать со сменными модулями. К примеру, DJI Matrice 300 RTK совместим с высокотехнологичными устройствами визуализации и тепловизионными камерами, включая серию Zenmuse H20, Zenmuse XT S, Zenmuse XT2 и Zenmuse Z30, а также с устройствами сторонних производителей, такими как мультиспектральные датчики, которые работают при благодаря SDK DJI Payload.

С адаптируемым мультикоптером вы можете создать необходимое геодезическое решение, когда оно вам понадобится.

Портативность (+)

Еще один плюс, которым обладают многороторные системы это портативность. Мультироторные системы легко складываются и удобны в транспортировке, а также они намного проще в настройке и запуске. Все это экономит время на месте и упрощает процесс транспортировки оборудования из одного места в другое.

Меньшее время полета! (-)

Самый большой недостаток использования мультикоптеров хорошо известен: время полета. При аэросъемке более короткое время полета означает, что за один полет собирается меньше данных. Это также означает, что во время посадки и замены батарей будут простои в работе.

Это не очень хорошо когда время ограничено. Но на самом деле сбои минимальные. При использовании Phantom 4 RTK или M300 RTK функция возобновления работы запомнит, где вы приостановили свою миссию, и автоматически возобновит работу с того места, где вы остановились, после быстрой замены батарей.

Плюсы и минусы съемки с помощью мультикоптера

ПЛЮСЫ:

• Простота использования
• Автоматизация
• Маневренность
• Точность
• Сменные модули
• Портативность

МИНУСЫ:

• Время полета

Гибридный самолет вертикального взлета и посадки

Признавая, что варианты с неподвижным крылом и мультиротором имеют свои недостатки для определенных геодезических приложений, некоторые производители разработали гибридные дроны, которые взлетают и приземляются как обычный квадрокоптер, но летают как самолет с неподвижным крылом.

Теоретически такое решение предлагает лучшее из обеих областей. Благодаря скорости, дальности и простоте управления при взлете и посадке пользователи могут легко наносить на карту большие площади. Но системы с этими функциями имеют более высокую цену и их работа не всегда гарантирована, а такая работа может быть выполнена проще с использованием мультироторных систем.

Для каких случаев больше подходят мультикоптерные системы?

Как правило, масштаб задачи является решающим фактором, определяющим, следует ли вам вести съемку с помощью мультикоптера или беспилотного летательного аппарата с неподвижным крылом.

Мультикоптеры - это адаптируемое и экономичное решение для картографирования и моделирования участков площадью до 10 гектаров. Проекты в строительстве, горнодобывающей промышленности, нефтегазовой отрасли, сельском хозяйстве и других областях могут значительно выиграть от скорости, глубины и точности получаемых с воздуха данных.

Модели с неподвижным крылом и гибридные модели могут больше подойти, если ваши задачи имеют больший масштаб.

При этом, если стоимость является более важным приоритетом, чем время выполнения миссии, мультикоптеры являются выигрышным вариантом даже для крупномасштабных объектов.

При выборе геодезического беспилотника масштаб миссии должен быть в центре вашего внимания, но не менее важным фактором является объем данных, которые вы хотите получить.

Имея это в виду, есть несколько простых вопросов, на которые вам нужно ответить, прежде чем выбирать. Во-первых, в какой степени вы хотите, чтобы ваша карта или модель отражала реальность? Другими словами, каким должно быть расстояние от наземного образца (длина между центрами двух последовательных пикселей на карте)?

Ответы на эти вопросы должны определять ваш выбор с точки зрения качества камеры, а также высоты (и, следовательно, скорости) ваших полетов для сбора данных.

Геодезические решения DJI

Есть несколько дронов на выбор, если вы хотите повысить уровень съемки.

Phantom 4 Pro



Классический дрон DJI с сенсором 20 МП для аэрофотосъемки высокого разрешения

Phantom 4 RTK


Профессиональное картографическое решение со встроенным модулем RTK для сантиметровой точности.

Matrice 300 RTK



Корпоративное картографическое решение, построенное на надежной адаптируемой платформе со сменными модулями и 55 минутами полета.

Matrice 600 Pro



Дрон с высокой грузоподъемностью, 6ю двигателями и роторами для специальных камер и датчиков которые слишком тяжелы для M300.

Дополнительные модули для дронов DJI

Zenmuse L1: первое решение DJI LiDAR для аэросъемки



Zenmuse L1 сочетает в себе модуль Livox Lidar, высокоточный IMU и 1" CMOS-камеру на 3-осевом стабилизированном подвесе.

Обладая вертикальной точностью 5 см и горизонтальной точностью 10 см, этот LiDAR имеет 3 плюса, скорость 240000 точек/с и дальность обнаружения 450м - все это в корпусе с защитой от проникновения IP44.

Наряду с Matrice 300 RTK и DJI Terra, DJI L1 представляет собой законченное решение для сбора 3D-данных в реальном времени, эффективного сбора деталей сложных структур и создания высокоточных реконструированных моделей.

Zenmuse P1: Продвинутая фотограмметрия



Zenmuse P1 объединяет полнокадровый датчик на 45 МП со сменными объективами с фиксированным фокусом на 3х осевом стабилизированном подвесе. Эта камера может похвастаться вертикальной точностью 5 см и горизонтальной точностью 3 см. С M300 RTK, использующим P1, геодезисты могут покрыть 3км2 за один полет.

DJI P1, создана для фотограмметрической съемки, выводит эффективность и точность на совершенно новый уровень.

Выбор подходящего дрона для вашей геодезической задачи

Дроны стали неотъемлемой частью инструментария геодезистов. Высокоточные аэрофотоснимки стали более доступными, чем когда-либо, и на рынке имеется огромное количество предложений.

В конечном итоге выбор подходящего беспилотника для вас будет зависеть от вашего бюджета, масштаба поставленной задачи и уровня детализации, который вы хотите получить.

Выбор среди мультироторных систем предлагают баланс портативности, простоты использования и диапазона, что делает их идеальными для большинства приложений для картографии и моделирования. Они также становятся все более способными с точки зрения времени полета и интеграции полезной нагрузки, примером чего является DJI Matrice 300 RTK.