Przegląd bezzałogowców do celów geodezyjnych

Na prawo patrz!

Śledząc dynamicznie rozwijający się rynek dronów, warto zwracać uwagę nie tylko na fascynujące nowinki technologiczne, ale także na kwestię zdecydowanie mniej porywającą – przepisy.

Utrzymać pion

Analizując tegoroczną ofertę krajowych dystrybutorów BSP, nie sposób nie dostrzec nagłego wysypu płatowców pionowzlotów, określanych także skrótem VTOL (Vertical Take Off and Landing). W tabelach znajdziemy ich już 10. Możliwość pionowego startu i lądowania znacznie ułatwia rozpoczęcie i zakończenie misji, bo nie potrzebujemy do tego rozleg­łego otwartego terenu. Z powodzeniem możemy zatem operować np. na obszarze zabudowanym lub poroś­niętym wysoką roślinnością, a nawet z ruchomego obiektu, np. łodzi. Nie bez znaczenia jest także bezpieczeństwo. Wypadki płatowców najczęściej zdarzają się podczas lądowania. W przypadku maszyn VTOL ryzyko ich uszkodzenia na tym etapie jest znacznie mniejsze. Do zalet pionowzlotów zalicza się także łatwiejszą obsługę.

Oczywiście „nie ma róży bez kolców”. Kluczową wadą tego typu maszyn jest ich większa waga oraz gorsza aero­dynamika, co przekłada się na mniejszy udźwig lub/i krótszy zasięg. Producenci pionowzlotów nie ustają jednak w wysiłkach, by polepszyć te parametry.

Skoro o zasięgu mowa, warto zauważyć, że dzięki coraz pojemniejszym bateriom cały czas jest on systematycznie wydłużany. Widać to szczególnie dobrze w tabeli z wirnikowcami. Jeszcze kilka lat temu ich misja mogła trwać zazwyczaj około kwadransa, a dziś nie brak helikopterków, które mogą się utrzymać w powietrzu nawet godzinę.

Era lasera?

Kolejny coraz wyraźniejszy trend technologiczny to popularyzacja dronów wyposażonych w skaner laserowy. W ostatnich miesiącach jesteś­my świadkami istnego wysypu lekkich, a jednocześnie precyzyjnych systemów skanujących, które można łatwo integrować z różnymi modelami maszyn. Niestety, ich zasadniczą wadą wciąż pozostaje cena. Koszt kompletnego systemu oferującego geodezyjną dokładność pomiaru liczony jest w setkach tysięcy złotych. Intensywne prace nad samochodami autonomicznymi wskazują, że ceny te powinny wkrótce zacząć spadać, choć drastycznych przecen raczej się nie spodziewajmy. Przecież taki system to nie tylko skaner, ale także zaawansowana jednostka IMU. Na marginesie dodajmy, że rychły spadek cen tego typu platform zdaje się potwierdzać wiadomość opub­likowana tuż przed zamknięciem tego wydania „DRONÓW DLA GEODETY”. Otóż własne bezzałogowce z przystępnym cenowo skanerem wkrótce zacznie sprzedawać potentat rynku dronów – chińska firma DJI. Koszt jej systemu nie jest na razie znany.

Już teraz nie brak jednak polskich przedsiębiorstw geodezyjnych, dla których wysoka cena tej technologii nie stanowi problemu. Na łamach GEODETY pisaliśmy chociażby o doświadczeniach firm Geoxy (12/2019), Geosystem (4/2020) oraz Geodimex (7/2020), ale lista krajowych użytkowników lidarów jest dłuższa. Atutem tej technologii jest penetrowanie warstwy roś­linności, co przecież w kraju, który w 1/3 jest pokryty lasami, ma niebagatelne znaczenie. Użytkownicy zwracają także uwagę na wysoką dokładność danych, ich bardziej przewidywalną jakość czy znacznie szybsze generowanie chmury niż w przypadku dopasowania zdjęć.

Oczywiście nie jest tak, że przez lidar drony z kamerami wkrótce skończą na śmietniku historii. Przecież na liście ich zalet jest nie tylko niższa cena. Jak udowodniliśmy niedawno w przeglądzie artykułów naukowych (GEODETA 2/2020), dopasowanie zdjęć pozwala pozyskać chmurę pokolorowaną, gęstszą i bardziej szczegółową, a czasem nawet dokładniejszą niż z lidaru. W niektórych projektach kamera jest zatem niezastąpiona.

Skoro i lidar, i dopasowanie zdjęć mają swoje zalety oraz ograniczenia, to czy nie najlepiej połączyć te rozwiązania? To kolejny trend, jaki daje się zauważyć na rynku dronów. Odpowiedzią na to zapotrzebowanie są platformy integrujące w jednej obudowie skaner i cyfrową kamerę, czego przykładem jest chociażby system TrueView o wadze raptem 2 kg.

W kierunku autonomii

Inny coraz popularniejszy termin w branży dronowej to BVLOS (Beyond Visual Line of Sight) oznaczający loty poza zasięgiem wzroku. Możliwość wykonywania takich misji staje się już powoli standardem w maszynach dostępnych na rynku. Oferują one bowiem nie tylko coraz bardziej zaawansowanego autopilota czy rozbudowane opcje łączności, ale także funkcje bezpieczeństwa (np. awaryjnego powrotu do bazy). Dla branży geodezyjnej takie rozwiązania są szczególnie ważne, bo pozwalają znacznie łatwiej kartować rozległe obszary. Trudno przecież pozyskać w jednym nalocie zdjęcia dla kilku kilometrów kwadratowych, utrzymując nieprzerwany kontakt wzrokowy z maszyną.

Wykonywaniu lotów BVLOS oraz autonomicznych w geodezji dodatkowo sprzyja rozwój oprogramowania do planowania nalotu. Najbardziej rozwinięte aplikacje pozwalają uwzględniać coraz więcej parametrów, takich jak ukształtowanie terenu czy warunki pogodowe, by do minimum ograniczyć konieczność powtarzania misji w celu uzupełnienia danych.

Pisząc o autonomiczności dronów, nie sposób pominąć sieci 5G, których wdrażanie rozpoczęto w Polsce właśnie w tym roku. Powinny one nie tylko zapewnić znacznie lepszą łączność drona z operatorem, ale także umożliwić bieżące przesyłanie zdjęć do biura, co znakomicie przyspieszy dostarczenie gotowego produktu do klienta.

Co na to prawo?

Oczywiście opisane nowoś­ci są ekscytujące, ale po konfrontacji z przepisami entuz­jazm przygasa. A przecież my, w Polsce, i tak mamy mniej powodów do narzekania, bo nasze „prawo dronowe” jest uznawane za jedno z najbardziej liberalnych w Europie. Szczęśliwie w ostatnich miesiącach podjęto ważne inicjatywy legislacyjne, które rozwiążą przynajmniej część problemów sygnalizowanych przez użytkowników BSP.

Z punktu widzenia geodezji najważniejsze jest nowe rozporządzenie o standardach geodezyjnych, które obowiązuje od 22 sierpnia br. Wprawdzie ani razu nie pada w nim słowo dron czy nawet fotogrametria, ale na tym właśnie polega zaleta tych regulacji. To kierownik pracy geodezyjnej decyduje, jaką technologię chce wykorzystać, i nie musi się tłumaczyć ani z użytej platformy czy sensora, ani z metodyki obróbki danych – byle spełnione zostały wymagania dokładnościowe. Niewątpliwie znacząco przyczyni się to do popularyzacji dronów w geodezji, choć na pewno nie we wszystkich ośrodkach dokumentacji geodezyjnej ten postęp będzie równie szybki.

Kolejne ważne zmiany legislacyjne wejdą w życie 31 grudnia br., i to od razu w całej Europie, bo wprowadzają je dwa unijne rozporządzenia – 2019/945 oraz 2019/947. Przepisy przewidują m.in. obowiązek rejestrowania operatorów dronów, co wiąże się z koniecznoś­cią odbycia szkolenia (dla osób posiadających ważne świadectwo kwalifikacji przewidziano konwersję uprawnień). Wprowadzają też 3 kategorie lotów – otwartą, szczególną i certyfikowaną. Pierwsza obarczona jest najmniejszymi restrykcjami, ale dotyczy lotów w zasięgu wzroku, tylko do wysokoś­ci 120 metrów oraz jedynie wtedy, gdy ryzyko dla osób postronnych jest bardzo małe. Jeśli nasza misja nie spełnia tych warunków, musimy zorganizować lot w kategorii szczególnej lub certyfikowanej, co wiąże się z potrzebą zdobycia odpowiednich zezwoleń. Po szczegóły odsyłamy do obszernych wyjaśnień na stronie Urzędu Lotnictwa Cywilnego.

Czy te nowe przepisy ułat­wią loty BVLOS oraz autonomiczne? Z pewnością ujednolicą ich wykonywanie w całej UE, natomiast wielu użytkowników z branży geodezyjnej życzyłoby sobie bardziej liberalnych regulacji. Nie dziwmy się jednak, że są one wprowadzane tak opornie, wszak na szali leży tu bezpieczeństwo ludzi zarówno na ziemi, jak i w powietrzu. Nie pozostaje więc nic innego jak uzbroić się w cierpliwość i przygotowywać technologicznie w oczekiwaniu na bardziej odważne regulacje. Bo to, że takie wejdą w życie, jest tylko kwestią czasu.

Jerzy Królikowski

Artykuł ukazał się w bezpłatnym niezbędniku sprzętowym DRONY DLA GEODETY 2020