Kategoria: Blog

Otrzymujemy coraz więcej zapytań dotyczących testów ATEX i tego, czy istnieje dron, który jest certyfikowany do latania w warunkach EX. Dlatego przedstawiamy podsumowanie na ten temat z opiniami i wkładem od partnerów Yuneec, którzy zajmują się tym tematem. Mamy nadzieję, że będzie to dla Was interesujące i pomocne.

Czy istnieją drony z ochroną EX?

 

O ile nam wiadomo, żaden dostępny na rynku dron nie jest wystarczająco bezpieczny, aby latać w środowisku, w którym w normalnych warunkach pracy mogą występować gazy lub pyły wybuchowe. Mimo to pytanie „Czy drony mogą latać w środowiskach Ex?” jest zdecydowanie pierwszym, które przychodzi na myśl profesjonalistom zajmującym się przeprowadzaniem kontroli wizualnych i konserwacji w środowiskach narażonych na kontakt z materiałami niebezpiecznymi. Nawet jeśli nie ma czegoś takiego jak dron odporny na eksplozje, nie przeszkadza to w wykorzystywaniu dronów do inspekcji wizualnej w przemyśle naftowym i gazowym oraz chemicznym. Chcielibyśmy przedstawić przegląd tego, co jest potrzebne do zbudowania prawdziwego drona przeciwwybuchowego. A potem podsumować temat rozwiązań minimalizujących ryzyko podczas używania dronów tam, gdzie nie powinniśmy ich używać. Na koniec znajdziecie krótką informację o korzyściach płynących z używania dronów przy zastosowaniu środków ograniczających ryzyko.

 

Jakie są wymagania dla drona z ochroną EX?

 

Ważne jest, aby określić poziom iskrobezpieczeństwa, który ma zostać osiągnięty. Na całym świecie stosowane są różne normy regulujące korzystanie ze sprzętu elektronicznego w przestrzeniach zagrożonych wybuchem. Normy te różnią się pod pewnymi względami i specyfiką, ale wszystkie są zgodne co do tego, że sprzęt elektroniczny musi mieć określone stężenie materiałów niebezpiecznych, aby zminimalizować ryzyko wybuchu. To właśnie o takim poziomie bezpieczeństwa przeciwwybuchowego mówimy. Urządzenie przeciwwybuchowe nie może generować iskry ani ładunków elektrostatycznych.

Techniki pozwalające to osiągnąć:

  • Zanurzenie w oleju
  • Napełnianie proszkiem
  • Enkapsulacja lub oczyszczanie
  • Zwiększanie ciśnienia.

W najgorszym przypadku, jeżeli eksplozja nastąpi wewnątrz maszyny przeciwwybuchowej, jej konstrukcja musi być w stanie powstrzymać wybuch i zapewnić, by żaden gorący gaz, gorące części, płomień czy iskry nie dostały się do środowiska wybuchowego. W rezultacie, poważna maszyna z zabezpieczeniem przeciwwybuchowym jest zazwyczaj cięższa niż jej odpowiednik bez zabezpieczenia przeciwwybuchowego. Najczęściej 10 razy cięższa. A powierzchnia takiej maszyny nie może przekraczać 25°C.

Drony co do zasady mają wszystkie cechy bardzo niebezpiecznego sprzętu do latania w środowisku wybuchowym:

  • Akumulatory
  • Silniki i diody LED, które mogą osiągnąć wysoką temperaturę podczas pracy
  • Szybko obracające się śmigła, które mogą generować iskry i elektryczność statyczną
  • Silniki bezszczotkowe, które są wystawione na działanie środowiska w celu chłodzenia
  • Drony, które są przeznaczone do latania w pomieszczeniach, generują światło, które przekracza limit 25 ° C / źródło ciepła

I wreszcie, drony muszą być wystarczająco lekkie, aby pozostawać w powietrzu przez rozsądny okres czasu. Biorąc to wszystko pod uwagę, poważny dron odporny na eksplozje nie jest możliwy do wykonania przy użyciu dostępnej obecnie techniki.

 

Jakie rozwiązania funkcjonują dla inspekcji w strefach EX?

 

W rzeczywistości w środowisku zagrożonym wybuchem żaden człowiek nie może oddychać, a żadna maszyna nie może latać. Potencjalnie rozwiązaniem może być pojazd gąsienicowy zbudowany jak czołg, ale pojazdy gąsienicowe mają ograniczony stopień autonomii. Na szczęście powyższe ograniczenia zostały już dawno pokonane dzięki różnym technikom ograniczania ryzyka. Gdy konieczna jest obecność człowieka, stosuje się intensywne czyszczenie i odgazowywanie – aż do momentu, gdy nie pozostanie żaden ślad materiałów wybuchowych. Ta technika ograniczania ryzyka może być również stosowana w operacjach z użyciem dronów. Bardzo powszechne jest również stosowanie azotu w celu oczyszczenia lub zobojętnienia zamkniętej przestrzeni i zapobieżenia eksplozji. Wadą tej techniki jest to, iż ludzie nie mogą oddychać w atmosferze oczyszczonej lub obojętnej azotem. Ale drony mogą latać, i to bez ryzyka eksplozji. Jest to bezpieczne i proste rozwiązanie, które zostało z powodzeniem przetestowane w zamkniętych przestrzeniach zawierających materiały niebezpieczne.

W ten niełatwy, zimowo-pandemiczny czas chcielibyśmy czasem gdzieś uciec, wyjechać – ale w związku z okolicznościami, często jest to niemożliwe. Więc czemu nie udać się na małą wirtualną podróż i zwiedzanie? Dzięki technologii ortofotograficznego modelowania 3D teraz jest to możliwe.

Jeśli zastanawialiście się kiedyś jak wygląda praca specjalisty od ortofotografii, to w tym krótkim artykule możecie zobaczyć jak wyglądają owoce takiej pracy. Przedstawiamy poniżej modele 3D stworzone przez Konrada Malca, doświadczonego „droniarza” i wieloletniego, szczęśliwego posiadacza drona Yuneec H520. Modele te powstały głównie na podstawie zdjęć zrobionych właśnie przez tego sześciowirnikowca. 

Jak powstają takie modele? W uproszczeniu można to opisać w następujący sposób. Zdjęcia zrobione w czasie nalotu „skanującego” importowane są do programu do fotogrametrii (w poniższych przypadkach przeważnie Agisoft Metashape), gdzie komputerowe algorytmy analizują obrazy i znajdują punkty wspólne pomiędzy zdjęciami. Dzięki informacjom zawartym w metadanych zdjęcia (EXIF), m.in. wysokości i położenia geograficznego drona w czasie wykonania zdjęcia, program może dalej określić pozycję geograficzną poszczególnych punktów na zdjęciach. Na tej podstawie powstaje trójwymiarowa chmura punktów. Chmurę następnie się czyści z artefaktów, czy niepoprawnie rozpoznanych/rozmieszczonych punktów. Większość programów do fotogrametrii daje takie możliwości, ale wielu specjalistów woli do tego użyć specjalnego, dedykowanego oprogramowania. Następnie na poprawioną chmurę punktów nakłada się ciągłe tekstury, pochodzące ze zdjęć, tworząc w ten sposób model 3D. Proste, prawda? 🙂

Zapraszamy do zapoznania się z modelami wykonanymi przez Konrada, które umieszczamy poniżej wraz z jego uwagami. Aby zobaczyć model kliknij na link prowadzący do strony sketchfab, która umożliwia oglądanie ich w pełnej krasie. Pamiętajcie o klikaniu na adnotacje na modelach – znajdziecie tam więcej informacji o danym obszarze lub o modelu.  

1) Model pałacu w Narolu. Model zrobiony ze zdjęć wyłącznie dronowych, w trudnych warunkach oświetleniowych (nisko stojące, ostre słońce). Aby bryła pałacu była głównym obiektem, musiałem nieco pobawić się chmurą, ale efekty chyba są takie, jakie być powinny (3 poziomy gęstości chmury; najrzadszy – grunt, średnia – roślinność, najbardziej gęsta – budynki)

Link do modelu 3D: https://skfb.ly/6R68M 

2) Model Winnicy Zamojskiej. Dane pozyskane jeszcze w 2018 roku, stąd nie obejmują całego aktualnego areału. Ale tu najważniejsze jest, że chmura została pokolorowana w oparciu o wartości wskaźnika wegetacyjnego EVI (do zebrania obrazów wielospektralnych posłużyła kamera Micasense RedEdge-M) i zwizualizowana w 3D. Wartości te dotyczą wyłącznie winorośli (resztę odfiltrowano i pozostawiono je w kolorach naturalnych).

Link do modelu 3D: https://skfb.ly/6YKuY

3) Model 3D rezerwatu leśnego. Ogólnie rzecz ujmując z danych RGB zrobiłem wizualizację kondycji drzewostanu, gdzie intensywny kolor czerwony zaznacza nie tylko osłabione drzewa (część rezerwatu zlokalizowana jest na mokradłach) ale również zaatakowane przez kornika.

Link do modelu 3D: https://skfb.ly/6Y6QX

Do czego się przyda wielowirnikowiec a do czego nie, oraz sporo praktycznych uwag do uwzględnienia w fotogrametrii. Zapraszamy do lektury recenzji nowego drona Yuneec H520E z punktu widzenia geodetów.

Yuneec właśnie wprowadził do oferty kolejne certyfikowane akcesoria do H520 oraz H520E w ramach programu YCAP (Yuneec Certified Accessory Program). Tym razem jest to rewolucyjna kamera multispektralna firmy DB-2 Vision: LaQuinta. Co jest w niej takiego rewolucyjnego? Zapraszamy do dalszej lektury, aby się dowiedzieć.

NDVI – trzecie oko każdego rolnika?

Zastosowania dronów poszerzają się od wielu lat, obejmując niemal wszystkie gałęzie gospodarki. Od dawna drony stosuje się również w agronomii, gdzie zastępują one dużo mniej dokładne zdjęcia satelitarne i dużo kosztowniejsze zdjęcia lotnicze. W rolnictwie widok obszaru z lotu ptaka przydaje się w licznych celach: począwszy od pomiarów powierzchni, przez wyceny szkód rolniczych i łowieckich, aż po nowoczesne techniki obrazowania stanu zdrowia roślin takie jak mapowanie NDVI. Czym są owe nowoczesne techniki obrazowania? Są to metody rejestrowania i analizy obrazu, które mówią nam dużo więcej niż możemy zobaczyć gołym okiem nawet z lotu ptaka. Mówiąc ściślej, jest to tworzenie map na podstawie zdjęć z kamer multispektralnych, czyli takich, które rejestrują kilka obrazów jednocześnie, gdzie każdy z nich reprezentuje wąskie pasmo światła widzialnego (i nie tylko). Takie zdjęcia są następnie przetwarzane w oprogramowaniu fotogrametrycznym, które dokonuje nie tylko ortorektyfikacji jak w przypadku normalnych map, ale też oblicza dla każdego punktu poziom różnych tzw. indeksów, które przeważnie dotyczą zdrowia roślin. Jednym z takich indeksów jest właśnie NDVI czyli Normalised Difference Vegetation Index, do którego obliczenia komputer potrzebuje zdjęć z pasma koloru czerwonego oraz z pasma bliskiej podczerwieni. Na takiej mapie NDVI możemy od razu zobaczyć które rośliny są obciążone np. niedostatecznym poziomem nawozu, wody lub chorobą. Wielką zaletą tego indeksu jest to, że potencjalne problemy możemy dzięki niemu rozpoznać jeszcze zanim staną się one widoczne gołym okiem. Obrazowanie tego typu jest szeroko stosowane w badaniach botanicznych, agronomicznych, w rolnictwie precyzyjnym, leśnictwie a nawet w archeologii. Specjalistyczne programy dla rolnictwa takie jak Pix4D Fields mogą wręcz tworzyć pliki wynikowe w postaci map zaleceń dot. nawożenia, które można importować do programów do inteligentnego zarządzania gospodarstwem, dzięki czemu zautomatyzowane maszyny do oprysku będą automatycznie i precyzyjnie dozować nawóz dokładnie tam, gdzie tego potrzeba – wszystko na podstawie początkowej mapy NDVI.

Unikatowa scheda LaQuinty

Założyciele firmy DB-2 Vision wcześniej pracowali w firmie Micasense, biorąc udział przy projektowaniu m.in. popularnej kamery multispektralnej dla dronów „Sequoia”, oraz w czasach kiedy firma ta w głównej mierze skupiała się jeszcze na softwarze i sektorze wojskowym oraz healthcare. Inżynierowie, którzy później założyli DB2 mieli pomysł, aby zredukować ilość obiektywów i nie stosować osobnej ścieżki optycznej dla każdego pasma światła. Dzięki zastosowaniu jednego obiektywu i jednej matrycy dla wszystkich pasm nie tylko zmniejsza się koszt kamery, ale zapewnia się całkowicie 100% identyczne parametry zdjęcia dla wszystkich pasm. Niestety w Micasense pomysł ten nie przyjął się i tak kilka lat później powstało DB-2 Vision i kamera LaQuinta.

Jak to działa?

LaQuinta rejestruje obraz całą matrycą jednocześnie (tzw. global shutter) i wszystkie pasma jednocześnie – jednym obiektywem i jedną matrycą. Jak to możliwe? Takie rozwiązanie uzyskano tworząc matrycę, gdzie poszczególne piksele przypisane są do jednego konkretnego pasma, dzięki tzw. filtrowi Bayera. Kamera ta czasami dorównuje, a przeważnie przewyższa swoimi parametrami rozwiązania konkurencji. Może robić zdjęcia szybciej niż zdecydowana większość podobnych kamer (1,5 zdjęcia na sekundę), rejestruje pasma RGB i NIR (czerwony, zielony, niebieski i bliska podczerwień) w rozdzielczości 1 MP, posiada własny GPS i czujnik światła słonecznego, własne zasilanie (z możliwością zasilania zewnętrznego), a nawet wymienny obiektyw, gdyby użytkownik potrzebował zmienić pole widzenia kamery. Ta kamera jest też rewolucyjna pod względem ceny.  Dzięki zastosowanym rozwiązaniom technicznym, DB-2 kosztuje znacznie mniej niż konkurencja bez kompromisu na jakości, tym samym otwierając drogę ku temu by każde gospodarstwo rolne mogło pozwolić sobie na własnego drona z kamerą multispektralną.

LaQuinta jest w pełni kompatybilna z popularnymi programami fotogrametrycznymi takimi jak Pix4D Mapper, Pix4D Fields, SkySoft czy Agisoft Metashape. Dzięki certyfikowanej integracji z dronami serii H520, można ją używać z tymi dronami bez obaw o problemy techniczne czy kwestionowanie gwarancji. LaQuinta jest już dostępna w sprzedaży.