Rozdział III. Zastosowanie czujników w dronach
Wykorzystanie dronów w biznesie
Drony to małe bezzałogowe statki powietrzne, które są zdalnie lub automatycznie pilotowane (Chyla, 2017). Historia dronów sięga połowy XIX wieku, kiedy 22 sierpnia 1849 roku armia austriacka użyła bezzałogowych balonów wypełnionych materiałami wybuchowymi przeciwko włoskim wojskom (Consortiq, 2020). Od tego czasu rozwój systemów bezzałogowych był związany przede wszystkim z przemysłem obronnym, jednak w ostatnich kilkunastu latach znalazły zastosowanie w sferze komercyjnej, zwłaszcza w usługach biznesowych (Dronethusiast, 2019).
Wśród najpopularniejszych usług można wskazać:
- fotografowanie i filmowanie w celach rozrywkowych,
- przeglądy gruntów rolnych oraz budynków i budowli,
- mapowanie i tworzenie systemu informacji przestrzennej,
- monitorowanie środowiska, w tym monitorowanie jakości powietrza,
- ochrona mienia i osób, w tym ochrona bezpieczeństwa publicznego.
Oczywiście powyższe zastosowania nie wyczerpują całego wachlarza możliwości, jaki stoi przed rynkiem dronów. Jak pokazały przykłady, praktyczne wykorzystanie dronów zależy od okoliczności, np. podczas pandemii COVID-19 drony służą do monitorowania przestrzegania zasad dystansu społecznego, transportu żywności dla osób poddanych kwarantannie lub chorych, czy też dezynfekcji przestrzeni publicznych (zobacz film: https://youtu.be/l06hhkg6xzc).
Źródło: Pixabay
Konstrukcja drona
Choć technologia wciąż dostarcza nowych rozwiązań, w konstrukcji drona jest kilka podstawowych elementów, bez których nie spełni on swoich podstawowych funkcji.
Rys. 20 przedstawia ogólny schemat budowy drona.
Rys. 20. Podstawowe elementy konstrukcji drona
Źródło: opracowanie własne na podstawie (Amza et al., 2018)
Źródło: Pixabay
Wykorzystanie sensora w dronach
Możliwość wykorzystania dronów zależy od ich „stabilności”. Aby to zapewnić, każdy dron posiada odpowiedni system czujników, które pozwalają dronowi samodzielnie zbadać swoją pozycję. Odbywa się to za pomocą czujnika IMU (inercyjna jednostka pomiarowa). Pozwala on na uzyskanie informacji o położeniu i parametrach ruchu, czyli może być odpowiednikiem ludzkiego labiryntu. IMU wykorzystuje informacje z trzech czujników zamontowanych na dronie (Botland, 2021).
Oprócz tych czujników w dronach są powszechnie instalowane różne systemy pomiarowe, których wielkość zależy od celu. Rys. 21 przedstawia podział czujników zainstalowanych w dronach.
Rys. 21. Sensory instalowane w dronach
Źródło: (Berner i Chojnacki, 2017)
Kamery termowizyjne zainstalowane w dronach działają podobnie jak stacjonarne kamery termowizyjne, ale dają więcej możliwości: można je stosować na stosunkowo dużych powierzchniach, gdzie trudno byłoby zastosować monitoring stacjonarny lub ręcznie przesuwać kamerę. W ten sposób dron pełni rolę transportera kamery, z której obraz przesyłany jest do komputera.
Kamery te są stosowane są głównie w (Europro, 2021):
- inspekcji farm słonecznych,
- kontroli izolacji budynku,
- lokalizacji wycieków z sieci ciepłowniczych,
- testowaniu linii wysokiego napięcia,
- ochronie granicznej,
- misjach ratunkowych i poszukiwawczych,
- kontroli zwierząt zamieszkujących obszary leśne.
System LiDAR to technologia teledetekcji, która wykorzystuje szybkie impulsy laserowe do mapowania powierzchni ziemi (LIDAR, 2021). System ten pozwala na stworzenie cyfrowej powierzchni lub modelu badanego obszaru w wysokiej rozdzielczości. Dzięki zastosowaniu światła ultrafioletowego w bliskiej podczerwieni do obrazowania obiektów, nie jest wymagane, aby obiekty były oświetlane światłem zewnętrznym. Pozwala to na szerokie zastosowanie systemu w trudno dostępnych miejscach (np. kopalnie czy lasy). System LiDAR można również wykorzystać np. w (Flyandwatch, 2021):
- projektowaniu przebiegu tras drogowych i kolejowych, rurociągów,
- rejestracji linii wysokiego napięcia i wykrywaniu możliwości kolizji z koronami drzew,
- tworzeniu map powodziowych,
- tworzeniu modeli 3D rozmieszczenia różnych obiektów w miastach lub monitorowaniu intensywności zjawisk,
- pomiarze masy ziemi (np. hałdy, składowiska),
- wykonywaniu pomiarów hydrograficznych do głębokości 70 m,
- wykrywaniu pozostałości obiektów archeologicznych.
Więcej informacji na temat korzystania z systemu LiDAR można znaleźć w filmach:
Zastosowanie czujników w dronach uzależnione jest od celu, jaki ma zostać osiągnięty przy użyciu sprzętu latającego. Rozwój technologii dronów może przynieść coraz to nowsze aplikacje, które obecnie znajdują się w fazie testów.
Własny projekt:
Przygotowanie planu wdrożenia infrastruktury sensorowej we własnym startupie.