Инженерные обследования зданий и сооружений проводятся не только на этапе строительства, но и в процессе эксплуатации. Особенно важны результаты исследований для оценки ущерба, нанесенного объекту пожаром или стихийными бедствиями, и дефектов, возникших в конструктиве строения. Еще несколько лет назад обследования занимали несколько недель при задействовании значительного человеческого ресурса. Но технологии не стоят на месте и на помощь человеку приходят дроны.
Что делают квадрокоптеры: краткая информационная справка
Дроны или, как их называют сокращенно, БПЛА ведут фото- и видеосъемку здания на указанной оператором высоте. На сделанных снимках отражается ряд важных параметров:
- высота облета;
- координаты точек съемки;
- угол наклона камеры.
Полученные результаты обрабатываются при использовании новейших технологий:
Использование квадрокоптера при осмотрах строительных объектов
- фотограмметрии;
- машинного зрения.
На основе выявленных общих точек формируется 3D модель здания. Она используется с разными целями:
- оценка общей геометрии строения;
- определение дефектов;
- получение информации о характере повреждений;
- анализ отдельных элементов конструкции;
- выполнение чертежей и не только.
При ведении видео-обследования с помощью квадрокоптера данные передаются в 2 режимах:
На многих устройствах существует функция комментариев. Это упрощает дальнейшую обработку информации: оператор, ведущий съемку, делает голосовые заметки, служащие дополнением к зафиксированному камерой материалу.
Дроны можно оснастить не только камерой, но и другим необходимым для работы оборудованием:
- тепловизор;
- УФ-камеры;
- система сонаров и не только.
От качества программного обеспечения зависят и возможности БПЛА:
- автономный полет;
- полет над точками;
- дистанционное управление и так далее.
Потенциал квадрокоптеров еще не до конца раскрыт, поэтому с каждым годом эти устройства будут использоваться все активнее.
Сфера применения
Работы с беспилотником можно условно разделить на 2 вида:
- плановые;
- аварийно-восстановительные.
В список плановых работ входят:
- облеты;
- съемки на разных высотах;
- инспекция;
- выявление дефектов;
- обнаружение нарушений;
- определение пространственных нарушений.
Ко второму виду можно отнести:
- облет на малых и средних высотах;
- картография;
- ночные съемки.
Использование дронов в процессе проектирования и в строительстве
С помощью БПЛА проводится обследование следующих объектов:
- высотные строения;
- массивные сооружения;
- гидротехнические объекты;
- мосты;
- путепроводы;
- линейные сооружения большой протяженности.
Кроме того, использование квадрокоптеров оправдано для анализа ситуации на аварийном строении и для оценки конструкции в труднодоступных местах.
Особняком стоят обследования в рамках геодезического мониторинга. Он необходим для получения достоверных сведений о состоянии объекта по следующим параметрам:
- крен конструкции;
- степень изгиба;
- осадка фундаментного основания.
Без квадрокоптеров геодезические сведения специалисты получают путем применения дорогостоящего оборудования:
- электронные тахеометры;
- системы наземного лазерного сканирования;
- инклинометры;
- оптоволоконные датчики;
- автоматизированные системы геодезического мониторинга.
Также в этот список входят глобальные навигационные спутниковые системы.
Перечисленные приборы относятся к дорогостоящим и требуют участия опытных специалистов. От их квалификации и опыта зависит, насколько точными будут сведения. С дроном же процесс упрощается в десятки раз, что одновременно снижает и его стоимость.
Все чаще беспилотники применяются для сопровождения строительных работ. С их помощью ведется подготовка к реконструкции сооружения, а также создаются кадастровые планы в цифровом виде.
Преимущества БПЛА
Проведение обследований объектов с помощью современных летательных устройств имеет массу плюсов:
- экономия средств, которая исчисляется десятками миллионов рублей;
- сокращение сроков исследования;
- возможность проникнуть туда, куда доступ человеку и специальной
- технике закрыт;
- уменьшение сроков проведения ремонтных работ;
- многофункциональность БПЛА;
- высокая точность мониторинга, независимо от погодных условий.
Отдельно стоит отметить, что беспилотные устройства не позволяют рисковать человеческими жизнями. Они берут на себя работу в местах, где человеку опасно находиться. Например, если необходимо оценить повреждения после пожара внутри здания, дроны будут более, чем полезны, ведь в любой момент сама конструкция и ее элементы могут обвалиться.
Несколько слов об особенностях
Работа с беспилотниками имеет свои особенности:
- использование цифровых камер, а также приборов, дающих изображение в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах;
- возможность вести съемку с высоты в 200 метров;
- минимальная граница высоты колеблется в среднем около 3 метров;
- тепловизоры дают высокую чувствительность при невысоком разрешении;
- видео передается с расстояния не более 30 метров до оператора;
- оптимальное расстояние до оператора – 20 метров;
- возможность применять одновременно или поэтапно несколько разных устройств для прояснения картины происходящего.
Стоимость БПЛА на сегодняшний момент еще высока. Но с учетом последующей экономии приобретение устройства оправдывает себя уже в первые месяцы применения.
При покупке дрона стоит ориентироваться на опыт компании, отзывы потребителей и перечень предлагаемых кейсов. Только при таком серьезном подходе можно уберечь себя от встречи с мошенниками и некомпетентными фирмами-однодневками.
За обследованием зданий и других сооружений с помощью беспилотников будущее строительной индустрии. Они позволяют в кратчайшие сроки решать сложные инженерные задачи и избавляют специалистов от использования многочисленного дорогостоящего оборудования.
Источник: arakis.su
Дроны помогают контролировать ход земляных работ при строительстве госпиталя
«Brasfield Gorrie» об использования дронов, в данном случае для получения карты высот при строительстве госпиталя и ее сравнения со стройгенпланом для оценки выполнения работ.
Дроны в «Brasfield Gorrie» начали использовать дроны для наблюдений несколько лет назад, но были вынуждены временно прекратить в связи с необходимостью получить разрешение в соответствии с новым регламентом, выпущенным Федеральным управлением гражданской авиации США (FAA) 15 декабря 2015 года. Сегодня работу с дронами в компании выполняет группа «Virtual Design and Construction (VDC)», в которой 24 сотрудника занимаются оптимизацией строительных процессов посредством создания цифровой модели хода выполнения строительных работ.
Хантер Коул (Hunter Cole), координатор визуального проектирования, так описывает деятельность группы: «мы участвуем почти во всех проектах компании, где требуется трехмерное моделирование».
Каждый региональный офис отделения снабжен оборудованием DJI Inspire. Будь то аэросъемка (фото или видео), создание детальных 3D-моделей с использованием фотограмметрии, дроны позволяют быстро, безопасно и недорого собирать информацию на всех этапах строительства.
Земляные работы на площадке строительства госпиталя
В процессе строительства госпиталя на площадке размеров 61 акр (24,4 га) в группу «VDC» обратилось местное отделение строительной компании. Субподрядчик объявил об окончании подготовительных земляных работ, но управляющий отделением был уверен, что результаты его работы не соответствуют плановой документации. Поэтому он запросил помощь группы «VDC» для уточнения объема выполненных работ. О дальнейшем нам рассказали координатор группы Джесси Крич (Jesse Creech) и полевой инженер Чарльз Куртис (Charles Curtis).
«Нас попросили выяснить разницу между уровнем стройплощадки на текущий момент и тем, который был запланирован», — сказал Чарльз Куртис.
Учитывая размер стройплощадки, дроны были оптимальным выбором, т.к. измерение вертикального профиля традиционными методами является очень длительным и затратным процессом.
Облетая площадку
Группа «VDC» наняла местную компанию «Dronebase», поставщика услуг с использованием дронов, для облета площадки с привлечением помощи лицензированного пилота. «Dronebase» сделала облет площадки, использовав модель Phantom 3 Pro и мобильное приложение DroneDeploy для планирования и автоматизации полета. Учитывая размеры площадки, потребовалось совершить несколько вылетов. Вся работа заняла около часа.
Т.к. предполагалось использовать полученную карту для сравнительного анализа, было важным чтобы она при наложении на имеющиеся чертежи точно совпадала с ними. Для обеспечения точности «Brasfield Gorrie» загрузили полученные изображения в облачнуюая платформа DroneDeploy, которая в тот же день на их основе представила ортомазаичную карту, карту вертикального профиля и в 3D-модель.
Сравнение плана и фактического состояния стройплощадки
Получив карту от DroneDeploy, Джесси далее должен был перевести ее в тот же формат, в котором были сделаны плановые чертежи, стремясь к максимальной точности (т.е. чтобы географические метки совпадали на обеих картах).
Вводя данные о наземных контрольных точках, он убедился, что карта была точно выравнена (это возможно при использовании DroneDeploy’s Premier plan). Далее Джесси экспортировал 3D-модель как точечное множество в программное обеспечение третьей стороны. И оттуда перевел модель в требуемую систему координат, которая использовалась при создании чертежей (сейчас это можно сделать при помощи DroneDeploy, всего лишь набрав 4-хзначный код EPSG, но в то время команда «VDC» сделала это через стороннее ПО).
Визуальная проекция того, как вертикальный профиль соотносится с плановым, используя трехмерное точечное множество .
Когда обе модели были должным образом выравнены, Джесси смог сравнить их. В итоге получилась тепловая карта, показывающая результаты земляных работ и их отклонения от плана: зоны, отмеченные зеленым цветом совпадают с планом, синим — слишком низкие, розовым — слишком высокие.
Тепловая карта сравнения вертикального профиля: зоны, отмеченные зеленым цветом совпадают с планом, синим — слишком низкие, розовым — слишком высокие.
На тепловой карте Джесси можно ясно увидеть, что было сделано субподрядчиком.
По итогам сравнения стало ясно, что необходимо вывести дополнительные объемы грунта для достижения требуемых показателей по земляным работам.
Более быстрый сбор данных ведет к увеличению показателя возврата прибыли
Используя дроны, «VDC» смогла оценить результаты земляных работ намного быстрее, чем если использовались традиционные методы, при этом не потеряв в точности.
По словам полевого инженера Чарльза, подобная работа раньше потребовала бы сделать более 1000 проверочных снимков.
«Обычно мы бы использовали автоматизированные тахеометры для составления решетки точек высоты. Мне бы пришлось использовать как минимум решетку 50 х 50 для подобной площадки. С площадью в 61 акр потребовалось бы сделать более 1000 отдельных снимков с различными настройками. Совмещая это с обычной работой, мы потратили бы много недель и серьезно бы выбились из графика. Эта 1000 снимков не позволит узнать обо всех кучках отработанной земли или канавах, поэтому для сохранения точности нам бы пришлось исследовать все контуры непредусмотренных деталей, что значительно увеличит количество снимков», — говорит Чарльз.
И даже если 1000 снимков звучит как много, дрон с легкостью фиксирует намного, намного больше данных что позволяет создать намного более точную модель вертикального профиля площадки.
«Получение множества точек, представляющее целиком всю площадку, за пару часов с использованием дрона оказывается огромным преимуществом для бюджета и графика», — сказал Джесси.
Скорость анализа данных в принципе сопоставима со скоростью при использовании других методов, но Чарльз уверен, что процесс будет со временем совершенствоваться. «Мы многое узнали благодаря этому процессу, и я чувствую, что в будущем мы сможем увеличить точность и значительно снизить время обработки и анализа данных», — сказал он.
В целом, данный пример проиллюстрировал огромную экономию по времени и ресурсам, которую может обеспечить компании «Brasfield Gorrie» может дать вам несколько советов:
Источник: habr.com