Питання обліку перепаду висот, при плануванні аерофотозйомки з використанням дронів дуже актуальне для гірських районів і деяких специфічних галузей, наприклад, гірничодобувної промисловості. На таких територіях різниця між верхньою і нижньою точкою кар’єра, може становити до 500 м висоти, що призводить до значної втрати деталізації і, як наслідок — точності, у випадках якщо політ виконується на одній висоті щодо точки старту.
Для вирішення подібних завдань світовий лідер з розробки дронів DJI — в своєму програмному продукті DJI GS RTK, який поставляється разом з квадрокоптером Phantom 4 RTK значно розширив функціонал і додав опції для планування маршрутів зі змінною висотою.
Завдання:
Ми вирішили перевірити якість роботи даного комплексу в польових умовах з урахуванням реалій у яких працюють наші клієнти спільно з нашими партнерами — гірничодобувною компанією Ferrexpo, яка як ніхто інший зацікавлений у впровадженні нових технологій в свою роботу. Для досягнення максимальної ефективності, новий функціонал промислової платформи був випробуваний на території Єристівського ГЗК.
Ferrexpo — швейцарська компанія з активами в Україні, є найбільшим гірничодобувним підприємством на території України з трьома гірничо-збагачувальними комбінатами. Компанія спеціалізується на виробництві та експорті залізорудних окатишів. Є найбільшим експортером окатишів вна території СНД.
Головна мета завдання — випробувати на практиці новий функціонал дрона, який має поліпшити якість одержуваної інформації в процесі сбору даних. Отримати високу деталізацію на всіх ділянках об’єкта та перевірити простоту та практичність експлуатації платформи.
Зона інтересу: Єристівський ГЗК дві ділянки на бортах кар’єра, і територія відвалу
Малюнок 1 Зони інтересу
Задіяна техніка і програмне забезпечення:
- Phantom 4 RTK
- DJI PPK Cloud service
- DJI Terra
Етапи виконання робіт
- Планування маршруту та виконання польоту
У польових умовах планування польоту по похилій площині зайняло до 5 хвилин. При виконанні такого роду польотів важливо врахувати мінімальну висоту дрона і відстань до об’єкту, що знімається, тому що під час виконання польоту дрон знаходиться нижче точки знаходження пілота, що несе за собою певні ризики. (Більше інформації про режими польотів)
Важливо відзначити, що на верхніх горизонтах Phantom 4 RTK незважаючи на магнітний фон виконав політ по маршруту без збоїв.
Малюнок 2 положення центрів фотографування щодо борту кар’єру
2. PPK обробка і трансформація центрів сбору даних
На кар’єрах поширена практика щодо використання місцевих систем координат і власних диференціальних базових станцій. В даному випадку з огляду на особливості підприємства, було прийнято рішення по використанню технології PPK (Post Processing Kinematic) замість RTK (Real Time Kinematic) для отримання координат центрів фотографування з сантиметровою точністю. Дана технологія дозволяє виконати зрівняння траєкторії польоту щодо Базовою станції кар’єра вже після виконання польоту — в офісі, для цього необхідна наявність даних Rinex з дрона і базової станції щодо якої здійснюється порівняння. Для цієї задачі ми підключили DJI PPK service, який дозволяє безпосередньо на пульті скорегувати положення центрів фото даних, використовуючи РРК-технологію.
Малюнок 3 DJI PPK Service
Наступним етапом була трансформація координат центрів фотографування з WGS84 в місцевій системі координат, яка використовується на ГЗК.
3. Фотограмметрична обробка результатів і порівняння даних
Для фотограмметричної обробки використовувався програмний продукт DJI Terra, в якому після обробки були отримані наступні дані: ортофотоплан, хмара точок і 3д поверхня місцевості. Отримані дані порівнювалися з даними маркшейдерського відділу: становищем верхніх і нижніх бровок, а також з пікетами, які потрапляли на ділянку зйомки. Абсолютні відхилення по висоті склали від 3 до 7 см, що є відмінним результатом, з очікуваним збільшенням відхилення на більш віддалених ділянках або місцях схильних до деформації.
Як відобрадено на іллюстрації нижче, контури терас борту і відвалів породи повністю повторюють контури, отримані фахівцями ГЗК під час щомісячного моніторингу.
Малюнок 4 — Порівняння результатів на відвалі
Малюнок 5 Порівняння результатів на борту кар’єра
Перевага планування польоту з урахуванням перепаду висот на території:
- Збереження рівня деталізації і як наслідок точності
- Простота експлуатації навіть на складному рельєфі
- Висока стабільність роботи
- Зберігається точність, незважаючи на відсутність опорних точок в важкодоступних ділянках, що досить проблемно отримати на подібних обєктах
- Доступність PPK технології обробки
Дана технологія зйомки особливо актуальна при обстеженні гірських регіонів, територій з великими перепадами висот, на лавинонебезпечних ділянках, каньйонах, підмиваємих берегах та інших обєектах зі складним рельєфом.
DroneUA — це міжнародний системний інтегратор безпілотних рішень. У структурі компанії функціонують власні інженерні та виробничі підрозділи, відкритий центр з обробки даних. DroneUA — дистриб’ютор комерційних і промислових рішень компанії XAG, DJI і Parrot, дистриб’ютор програмного забезпечення Drone Deploy і Pix4D на території Східної Європи і Кавказу.
Компанія веде свою діяльність в сферах, енергетики та нафтогазової промисловості, а також в сферах геодезії і топографії. Основними напрямками роботи DroneUA є, розробка та впровадження галузевих рішень, заснованих на технології дронів, надання послуг, з використанням БПЛА, а також обробка отриманих за допомогою безпілотників даних. Технології DroneUA використовуються на більш ніж 4 млн гектарів посівних площ України. Група компаній Drone.UA є ТОП 3 найбільш інноваційним підприємством в сільськогосподарському секторі України за версією видання FORBES. І входить до переліку ТОП 20 найбільш інноваційних підприємств України.