Проверка состояния инфраструктуры с помощью DJI Matrice 4E

В этой статье речь пойдет о том, как можно использовать новый промышленный квадрокоптер DJI Matrice 4 Enterprise для проведения инспекций на промышленных предприятиях. А еще мы расскажем вам, какие преимущества получают специалисты, если используют для инспекций результаты трехмерного моделирования. И чем эти результаты важны при осмотре и обслуживании промышленных объектов. И как вы уже, наверное, сами догадались, данные для построения 3D-моделей собираются с помощью новой промышленной беспилотной платформы DJI Matrice 4E. В статье мы рассмотрим три важных вопроса:

• почему для проведения инспекций промышленной инфраструктуры так важны 3D-модели, созданные на основе данных, собранных с воздуха дроном;
• почему 3D-моделирование позволяет улучшить визуализацию и точность пространственных данных;
• какие задачи помогает решать новая методика инспекций и как она повышает эффективность работы всей команды специалистов; 
• разберем в качестве примера проведение съемок портового крана с помощью режима Smart 3D Capture на DJI Matrice 4E.

Известная поговорка гласит, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. С промышленными инспекциями обстоит так же, но с одним нюансом. Если изображение само по себе ценно, то 3D-модель инспектируемого объекта стоит, по выражению специалистов, “дороже золота”. И если перед вами стоит задача провести обследование состояния критически важной инфраструктуры, то использование передовой беспилотной техники и соответствующего программного обеспечения сможет значительно облегчить рабочий процесс и добиться более качественных результатов. И это без учета высокой производительности беспилотных систем и безопасности для команды специалистов.

В качестве примера можно привести конкретную работу по инспекции портового оборудования: портового грузового крана. Исследование и съемки проводились специалистами по промышленным инспекциям, которые уже имеют опыт работы с беспилотниками DJI. На этот раз съемку оборудования с воздуха выполняли с помощью нового промышленного квадрокоптера DJI Matrice 4 Enterprise, который специально создавался и для подобных работ. В ходе полетов нужно было собрать данные и создать на их основе подробную трехмерную модель крана.

Для опытного специалиста качественная модель исследуемых объектов важно как в стратегическом, так и в операционном смысле. Если у вас есть возможность использовать воздушную съемку для создания трехмерных моделей, то это уникальная возможность для любой организации собрать и использовать точные и подробные данные. Они помогут получить корректную и актуальную оценку состояния промышленного оборудования и других важных элементов инфраструктуры.

Вот почему качественно созданные 3D-реконструкции ценятся на вес золота. Они обладают множеством преимуществ:

• обеспечивают улучшенную визуализацию,
• предоставляют более точные пространственные данные,
• упрощают выполнение дистанционной диагностики,
• проведение мониторинга деградации оборудования,
• помогают запланировать обслуживание объектов заранее,
• предоставляют инструменты для совместной работы инженерных групп, в том числе дистанционных.

Целостное видение

Сейчас мало кого удивишь самим фактом использования дронов с камерами для проведения инспекций. Если беспилотник оборудован камерой высокого разрешения, то это по-прежнему играет большое значение и приносит хорошие результаты. Однако 3D-моделирование обеспечивает более глубокое и всестороннее видение.

Современное программное обеспечение позволяет использовать 3D-модели для упрощения доступа к набору данных. В таких случаях цифровые записи объектов изучать гораздо легче, навигация в большом количестве данных стала проще. Теперь не надо “просеивать” сотни отдельных изображений в высоком разрешении, не имея важного контекста или другой точной информации, например, о местоположении изучаемого объекта.

Есть и другие важные преимущества использования 3D-моделей:

• Они обладают более высокой пространственной точностью;
• Их можно аннотировать;
• Трехмерные реконструкции можно использовать для всех видов измерений (длина или объем, разметка и даже анализ прогиба кровельных конструкций).

Поместите рядом 2 набора данных об одном и том же объекте, но собранные в разные дни и месяцы обследования. Вы сможете увидеть различные процессы, происходящие на объекте: скорость деградации, недавние повреждения. Также можно проследить процесс ремонта и степень его завершенности.

При использовании фотограмметрии реконструкция моделей обычно подкрепляется изображениями в высоком разрешении, которые использовались в первую очередь для построения модели, но на которые при необходимости можно ссылаться. Среди самых больших преимуществ 3D-моделей следует также отметить: 

• возможность создания подробных 3D-визуализаций, которые помогают взаимодействовать инженерным группам, лицам, принимающим решения, а также тем, кто выполняет финансовое обеспечение проекта; 
• получения наглядных доказательств на соответствие нормативным требованиям; 
• наличие ценной исторической справки.

Такие модели также можно использовать для обучения и ознакомления с промышленными объектами компании, а также импортировать в программное обеспечение BIM и CAD для еще более глубокого понимания и интеграции с другими методами сбора данных.

Трансформация  инспекций с помощью дронов

Дроны предлагают высокоэффективное и безопасное решение для критически важных промышленных инспекций. Они:

• обеспечивают быстрый дистанционный осмотр  труднодоступных мест.
• минимизируют риски для персонала,
• снижают необходимость в дорогостоящих конструкциях или отключениях,
• позволяют осуществлять мониторинг в реальном времени,
• устраняют простои и обеспечивают непрерывную работу, предоставляя точные данные для упреждающего обслуживания и принятия важных решений.

Matrice 4 Enterprise для промышленной инспекции 

Многие современные компании и организации, занимающиеся проблемами общественной безопасности и помощи в чрезвычайных ситуациях предпочитают формировать собственный парк промышленных беспилотных платформ и комплект из соответствующих моделей полезных нагрузок, так как все это приходится регулярно использовать. Чаще всего в беспилотных парках таких компаний мы можем увидеть DJI M300 RTK и DJI M350 RTK с камерами DJI Zenmuse P1 и Zenmuse H20T / H30T, а также DJI Mavic 3 Enterprise.

Но сегодня этого недостаточно. И чтобы оставаться в авангарде инноваций уже желательно хотя бы протестировать для решения своих задач новый DJI Matrice 4E. Тогда можно на практике увидеть, как он справляется с различными проблемами и проводит инспекции объектов предприятия. M4E – эта компактная платформа, которую можно купить на 4vision.ru. Коптер может провести в воздухе до 49 минут полетного времени и оборудован камерой с CMOS-матрицей 4/3 20 Mп и механическим затвором.

Летательный аппарат специально был разработан для точной и эффективной съемки, поэтому он поддерживает серийную съемку с интервалом 0,5 секунды, наклонную съемку по 5 направлениям и коррекцию искажений в камере. Также, как уже ранее говорилось дрон также может работать в режиме Smart 3D Capture, чтобы оптимизировать процессы, связанные с задачами детальной трехмерной реконструкции и упрощения измерений структур неправильной формы. На основе предварительной модели, созданной на месте съемки оператор может создать на пульте дистанционного управления точные полетные маршруты для картографии вблизи поверхности конструкции. Это поможет повысить степень детализации модели.

Режим Smart 3D Capture производит сильное впечатление на всех, кто уже получил возможность опробовать M4E в конкретном деле. Высокая эффективность работы была показана в разных ситуациях: над сложным рельефом и даже над водой. Специалисты смогли быстро построить облако точек на месте, а затем спланировать более подробный маршрут. Это оказалось крайне полезно, потому что в таком случае можно работать с актуальной информацией на земле, а не полагаться на Google Earth или другие источники для построения полетного плана и в итоге что-то упустить.

В ходе одного из тестовых полетов с GSD 5 м работу удалось завершить всего за пять минут. После создания более подробного плана полета миссия заняла не более 30 минут, когда коптер пролетал в 10 м от конструкции с 0,27-сантиметровым GSD и сделал 2500 фотографий. Данные были обработаны в приложении DJI Terra. Этот процесс занял 3 часа и 20 минут. В итоге с помощью Smart 3D Capture удалось создать надежную цифровую модель, соответствующую целям инспекции. Модель была создана с небольшой долей данных, собранных вручную. Многие специалисты ждут, когда DJI сделает 3D Smart Capture доступным на других промышленных платформах, например, на M350.