Беспилотник с лазером на борту

В прошлом году специалисты компании ZALA AERO (входит в концерн «Калашников») первыми в России провели тесты беспилотного летательного комплекса с применением технологии воздушного лазерного сканирования – LIDAR (Light Identification Detection and Ranging).

Технология, которую испытала ZALA AERO, является наиболее высокоточной на сегодняшний день и позволяет моделировать объекты с воздуха с точностью до одного сантиметра. Использование лазерной техники и современных беспилотников открывает перед учеными новые удивительные возможности.

Лазерное сканирование с беспилотника: точнее, быстрее, дешевле

До настоящего времени лазерное сканирование в России проводилось в основном с использованием пилотируемой авиации или наземных средств, что достаточно неудобно. Бесспорным преимуществом воздушного сканирования с беспилотника является большая скорость получения данных, высокая точность и меньшая стоимость.

Скорость лазерного сканирования превышает миллион измерений в секунду, а точность сравнима с точностью наземной геодезии и гораздо выше точности аэрофотосъемки.

Пожалуй, самым уникальным свойством лазерного сканирования, абсолютно недоступным для классических методов, является то, что ни растительность, ни ночное время не мешают вести работы. Сложность рельефа также не имеет значения.

При этом стоимость съемки и моделирования объектов при лазерном сканировании ниже, чем при использовании обычной геодезии и аэрофотосъемки примерно в три раза. А теперь благодаря беспилотникам ZALA AERO лазерное сканирование может стать до 70% дешевле.

Компания ZALA AERO успешно провела испытания беспилотного комплекса с применением технологии воздушного лазерного сканирования в июле 2018 года. Для тестирования системы использовались два беспилотных летательных аппарата производства компании – ZALA 421-22 вертолетного типа и ZALA 421-16E5 самолетного типа. Первый способен передвигаться со скоростью до 30 км/ч около получаса, второй – со скоростью до 100 км/ч около пяти часов. Целевая нагрузка воздушного судна – современный лазерный сканер от ведущего мирового производителя. Это первый отечественный беспилотный комплекс с использованием лазерного сканера подобного уровня, отметили в компании.

Как это работает

Технология, которую испытала ZALA AERO, является наиболее высокоточной на сегодняшний день и позволяет моделировать объекты с воздуха с точностью до одного сантиметра.

Исследование с применением лидаров начинается с прокладки маршрута при помощи GPS. На этом этапе определяются скорость и высота полета. Бортовой лазерный 3D-сканер устанавливается на БПЛА. Этот прибор излучает порядка 16 лазерных лучей на один квадратный метр, а встроенный в систему датчик исчисляет время, необходимое для того, чтобы лазерный импульс оттолкнулся от поверхности и вернулся обратно.

Таким образом, принцип работы лазерного сканера похож на радиолокацию. Все эти миллионы субнаносекундных по длительности импульсов позволяют воссоздать точнейшую картину местности. Причем то, что мешает разглядеть панораму, например кроны деревьев, прибор отфильтровывает и дает нам возможность видеть то, что находится под ними: дороги, руины, геологические особенности и объекты культурного наследия и многое другое. Сегодня ни один другой метод дистанционного зондирования не позволяет получать одновременно и видимую поверхность, и истинную поверхность рельефа.

По окончании работ все полученные данные преобразовываются в трехмерное облако точек, которые позволяют воссоздать точную цифровую копию ландшафта.

Применение лидара: революция в археологии

Сфера применения технологии воздушного лазерного сканирования крайне широка. С помощью лидаров, устанавливаемых на самолеты, вертолеты, а теперь и на БПЛА, можно быстро и легко создавать виртуальные модели местности, контролировать ход инженерных работ, лазерное сканирование можно применять для патрулирования и охраны объектов. Одни из наиболее интересных функций – цифровая консервация природных и культурных объектов, а также работы в области археологии.

К примеру, год назад воздушное лазерное сканирование позволило обнаружить в джунглях Гватемалы руины более 60 тысяч построек цивилизации майя. После десятилетий детального исследования данных лесов ни один археолог даже не «споткнулся» об эти города. «Лидар революционизирует археологию в той же мере, в какой космический телескоп «Хаббл» революционизировал астрономию», – утверждает археолог и исследователь National Geographic Франциско Эстрада-Белли.

Список функций лидара на самом деле чрезвычайно обширен, а широкая линейка беспилотных летательных аппаратов ZALA AERO позволяет комплектовать их под любые задачи.