Максим Севостьянов, директор по развитию бизнеса технологической компании EverScan, рассказывает о том, как дроны решают проблемы промышленности в мире и Украине.

За 20 минут квадрокоптер с установленным лазерным оборудованием способен отсканировать более 40 гектаров поверхности. Это позволяет измерять объем сыпучих материалов с точностью до сантиметра и определять точный объем насыпи, например, угля.

На аналогичную работу геодезисты тратят в разы больше времени. Компаниям приходится нести дополнительные расходы на подготовку к замерам, останавливать технику, формировать штабели правильной формы и обеспечивать безопасность работ. Кроме того, нельзя исключить погрешности из-за человеческого фактора. Облетев территорию с помощью дрона, можно получить информацию из труднодоступных или опасных для специалистов мест.

Использование дронов. Мировой опыт

По данным отчета The Drone Market Report, к 2024 году объем мировой выручки на рынке беспилотных летательных аппаратов вырастет до $43 млрд. Лидирующим поставщиком устройств остается Северная Америка, но эксперты считают, что скоро страну потеснит Китай.

Сегодня активно развивается сегмент потребительских дронов. Благодаря свойству ready-to-fly («готов к полету») их можно достать из коробки и сразу же запустить. Как выяснили Goldman Sachs, бюджетные беспилотники стали крупнейшей частью рынка квадрокоптеров.

В Европе, США, Азии дроны используют в строительстве и образовании. Например, в средней школе Бангкока беспилотники помогают детям с математикой, пишет Е-learning Industry. Многим школьникам предмет дается нелегко. Наблюдая траекторию полета дрона, учащиеся строят графики и решают задачи с данными времени, высоты и расстояния.

AI-driven software разработали программное обеспечение, позволяющее обрабатывать визуальные данные квадрокоптера для создания подробных карт строительных площадок. Это помогает прорабам четко рассчитать объемы используемых материалов.

Производители агротехники начали популяризировать дроны среди фермеров. Устройства позволяют аграриям максимально эффективно использовать свои ресурсы с минимумом физических и материальных затрат. Очевидно, что без хорошего урожая у фермера не будет достойного заработка. Как не допустить проблем во время посевной или жатвы? Цифровой мониторинг полей гарантирует сбор точных данных о состоянии земельного участка, его рельефе и границах.

Согласно обзору актуальных для промышленного использования функций беспилотников, летательные аппараты могут подниматься на высоту от 50 метров и выше и в среднем покрывать до 12 км² полей менее чем за час.

Производители активно выпускают водонепроницаемые модели для защиты от дождя. Погода в таких измерениях играет решающую роль. При аэрофотосъемке качественные снимки получаются только в солнечные дни.

После полета специалисты выгружают с квадрокоптера информацию — фото, поочередно снятые с разных ракурсов. Для обработки данных требуется время. Затем инженеры моделируют 3D-карту территории. Полученные трехмерные визуализации используют для контроля потенциально подтопляемых территорий, равномерности посева, определения избытка влаги или засухи. Анализ позволяет прогнозировать урожайность и оценивать качество плодов.

Беспилотники также собирают геометрические данные карьеров и рудников. Но при измерениях на сложных рельефах с использованием технологии фотограмметрии нельзя исключить возможную погрешность.

Технологии использования дронов активно внедряются в экологии. Китайская корпорация авиационной промышленности разработала устройство The unnamed drone, оснащенное химическим катализатором для борьбы со смогом. Вещество распыляется в радиусе пяти километров. Как пишет Daily Mail, девайс вырабатывает искусственный ветер, позволяющий снизить уровень загрязнения воздуха.

Сейчас набирает популярности установка солнечных панелей на жилых домах. Проверка качества их работы тоже становится возможной благодаря дрону с тепловизорной камерой.

На этом варианты use case беспилотников не заканчиваются. Например, они также помогают анализировать поверхность дна водоемов и запасы древесины целого леса — для исследований нет ограничений.

Дроны в Украине: области применения

В 2018 году наша команда получила шанс протестировать технологию LiDAR (Light Detection and Ranging) в реальных промышленных условиях. Задача — измерить лазером поверхность угольного склада Ладыжинской ТЭС.

На территории хранится от 80 до 180 000 тонн угля. Традиционные замеры выглядят так: маркшейдер шаг за шагом перемещается по возвышению с линейкой, пока его коллега через оптический прибор — тахеометр — фиксирует изменения высоты. Довольно трудоемкий процесс, согласитесь. Дроны справляются с задачей гораздо быстрее специалистов. Кроме того, исключается человеческий фактор — когда возможны ошибки и погрешности в подсчетах.

Как это работает: датчик испускает лазерные лучи в разных направлениях и ждет, пока их отражения вернутся. Скорость света известна (299 792 458 м/с), поэтому время движения лучей туда и обратно позволяет точно оценить расстояние. Алгоритм безошибочно определяет координаты исследуемого объекта. Облетая территорию, LiDAR за секунду делает более 100 000 измерений, которые формируют облако точек — вершины трехмерной системы координат X, Y и Z. Затем из них создается 3D-модель склада.

Подобную методику можно применять и при обследовании линий электропередач. Если раньше процедура требовала отключения установок, то с дроном ограничивать работу ЛЭП не приходится. Оборудованный тепловизором и видеокамерами высокого разрешения беспилотник обнаруживает повреждения проводов, контактных элементов и ​​строительных конструкций.

Сканирование определяет критичные места пересечения ЛЭП с деревьями, провисание проводов и наклоны опор. Специальное программное обеспечение позволяет быстро обрабатывать полученные данные и использовать информацию для предотвращения аварий. Это гораздо эффективнее, чем ждать заключение пешей ревизии объекта. Собранные данные способны предотвращать аварии.

Будущее рынка

Согласно отчету International Federation of Robotics Frankfurt, судоходная и транспортная компания Maersk прогнозирует, что массивные контейнеровозы в будущем утратят актуальность. Вместо них доставкой грузов займутся беспилотные корабли, а попадать на судно товары будут благодаря дронам.

Итоги конференции GIS TECH 2019 подтверждают: развитие современных технологий в Украине сделало дроны неотъемлемым инструментом промышленности и сельского хозяйства. Производители доступных беспилотников уверенно ступают на рынок геодезического оборудования. Экономия времени и высокая точность замеров делает лазерное сканирование выигрышным среди других доступных методов измерения территорий.

Однако, решая проблемы промышленности, не спровоцируют ли дроны в будущем «технологическую безработицу»? Нет. Даже самая умная автоматика запросто способна усадить квадрокоптер в грязь, воду или потерять его в груде угля. На промышленных объектах беспилотником должен управлять оператор. Сфера нуждается в квалифицированном персонале.

Несмотря на то, что до полной автоматизации далеко, существующие наработки уже меняют устоявшиеся процессы компаний, позволяют быстро собирать и обрабатывать данные. Использование дронов на производстве сокращает расходы на дополнительное оборудование и снижает нагрузку на сотрудников. В Украине стремительно развивается новый рынок, который будет расти с каждым годом.

Автор: Максим Севостьянов, директор по развитию бизнеса технологической компании EverScan