Využití dronu pro proces ořezů vegetace v okolí elektrického vedení
Vegetaci v ochranném pásmu elektrického vedení je nutné pravidelně udržovat. Případný kontakt s vodiči je totiž častou příčinou havárií a výpadků elektrické energie. V současnosti se velká část inspekcí vedení provádí pomocí pochozí specifikace, která je však mnohdy zdlouhavá, neefektivní a v náročném terénu i téměř nemožná. Použití technologie dronu oproti tomu nabízí řadu výhod.
Hlavní výhody použití dronu
Spolehlivost
Pomocí přesného stanovení ochranného pásma kolem vedení je specifikace pomocí dronu velmi spolehlivá i v členitém a nepřehledném terénu, kde pochozí specifikace vykazuje velkou chybovost.
Efektivita
Díky možnosti přesného stanovení ochranného pásma a určení vzdálenosti od vodičů jsme schopni identifikovat a lokalizovat pouze nutné výkony přímo ohrožující provoz distribuční sítě. Vyvarování se zbytečného kácení snižuje množství výkonů a zrychlí vlastní dřevorubecké práce a ušetří náklady.
Víceúčelová data
Podkladové materiály ve formátu vektorových vrstev mohou využít dřevorubecké firmy k lokalizaci specifických výkonů v terénu, dále ke zrychlení procesu identifikace dotčených pozemků (viz obrázek) a tím i informování jejich majitelů. Stejným způsobem přesná lokalizace vektorových vrstev zjednodušuje práci při komunikaci s dotčenými úřady. To má za následek snížení nákladů dřevorubeckých firem v administrativě, a tudíž může vést i ke snížení ceny provedených prací.
Výstupy pro snadnou orientaci dřevorubců
Výstupem práce analytika je podrobná přehledová mapa usnadňující lokalizaci specifikovaných výkonů a jejich rozsah v terénu. Kromě vlastních výkonů obsažených ve specifikaci je doplněna přehledová mapa o vodiče a ochranné pásmo pro lepší prostorovou orientaci. Dále také přehledová mapa obsahuje prvky pro základní kartometrická měření v terénu.
Odhad růstu vegetace
Opakované snímání na v zájmových územích umožňuje provést rudimentární odhad růstu a stavu vegetace v dané oblasti.
Předpoklad nákladů
Konzistentní pravidla specifikace při dlouhodobé spolupráci umožní odhadovat náklady na údržbu úseků s menší variabilitou.
DJI M300 RTK spolu s multisenzorovým snímačem DJI L1
Volba správného bezpilotního letounu spolu se snímací technikou je naprosto klíčová. Požadavky na letoun jsou enormní vzhledem k náročnosti a důrazu na pořízení kvalitních, detailních a naprosto přesných dat. Jako komplet je používán bezpilotní letoun DJI M300 RTK spolu s multisenzorovým snímačem DJI L1.
Bezpečnost
Pro monitorování prostoru a prevenci rizik je dron vybaven antikolizními senzory, které neustále monitorují prostor kolem sebe a vyhodnocují případná rizika. Kombinace čidel dokáže identifikovat překážky ve všech směrech kolem stroje o rozměrech několika centimetrů až do vzdálenosti 30metrů.
Možnost nasazení za téměř každého počasí
Dron je schopen provozu v teplotách od -20 °C až po +50 °C. Vzhledem k podnebí České republiky je tak možný provoz prakticky po celý rok. Díky robustní konstrukci a krytí je možné dlouhodobé nasazení dronu i v nepříznivých podmínkách jako je hustý déšť, sněžení nebo ve vyšší prašnosti. Náš dron je schopen provozu při rychlosti větru až 15 m/s. Tato hranice je vyšší než u běžných bezpilotních letounů.
Dlouhá doba letu a dosah signálu
Bezpilotní letoun je schopen minimální doby letu 40 minut bez nutnosti přerušení letu pro výměnu baterií. Je tak možné obsáhnout velký rádius inspekce během jednoho letového dne. Dron také disponuje dosahem signálu od operátora k letounu minimálně 7 km, což se rovná většímu vysílacímu výkonu a zaručuje spolehlivý pracovní rádius ve většině případů průběhu inspekcí.
Vysoká hustota bodového mračna
Počet bodů za sekundu určuje především hustotu výsledného mračna. Minimální počet používaného snímače je 240000 bodů/sekundu. Vyšší frekvence bodů umožňuje provést inspekční nálet vyššírychlostí při zachování konzistentní hustoty výsledného mračna. Inspekce je tak rychlejší a efektivnější, čím se zvyšuje schopnost lidaru provést větší počet bodů za sekundu.
Dlouhá detekční vzdálenost lidaru
Tento parametr definuje, v jaké výšce může bezpilotní letoun s lidarem provádět inspekci tak, aby data byla stále kvalitní a laser stále dohlédl na povrch pod letounem. Čím vyšší dosah lidaru, tím výše může letoun letět. Naše řešení má dosah minimálně 190 m (při 10% odrazivosti).
RGB snímač
Pro přesné vyhodnocení je jako doplňující podklad nutné pořízení RGB (barevných) snímků přímo z průběhu inspekce. Je tedy nutné, aby využitý snímač obsahoval i RGB kameru. Při vytváření bodového mračna dochází kontinuálně k pořizování RGB snímků. Z nich je možné vyčíst detaily, které mohou doplnit informace z lidaru a umožňují kolorizaci bodového mračna pro lepší orientaci.
Stabilizovaný závěs
Bezpilotní letoun se v průběhu inspekce pohybuje všemi směry, ať už příkazem pilota, nebo působením vnějších vlivů. Pro pořízení kvalitních dat je tak naprosto stěžejní umístit snímač na tzv. stabilizovaný závěs neboli gimbal. Ten pomocí střídavých motorů udržuje snímač ve stanovené poloze nezávisle od trvalé polohy (naklonění, naklopení apod.), nebo krátkodobého vychýlení bezpilotního letounu.
Metodika inspekčních letů
Po obdržení podkladů s lokalizací všech lokalit předmětu zakázky je nejprve třeba zvážit okolnosti pohybu bezpilotního letounu v místech, kde budou prováděny inspekční lety.
Předletová část
Pro všechny údržbové úseky jsou připravena všechna nutná podkladová data, aby byly splněny náležitosti k bezpečnému a efektivnímu provedení letu dle parametrů LUC.
Průběh letu
Operátor bezpilotního letounu vede letoun po stanovené trase, optimální rychlostí a v bezpečné výšce v prostoru ochranného pásma vedení VN/VVN. Dále operátor snímačů kontroluje v reálném čase průběh inspekce včetně sledování pořizování dat a také kontroly okolního vzdušného prostoru. Data jsou na konci každého inspekčního dne kontrolována piloty a odesílána, nebo jinak dopravena k pracovní skupině v zázemí pro následné zpracování. Všechna data se umísťují na záložní uložiště pro archivaci.
Výstupy snímání
Mračno bodů
Z lidarového laseru vznikne velmi husté bodové mračno, které s přesností 3 cm zobrazí reálný 3D model snímané oblasti. Vzhledem k maximální četnosti 480.000 bodů za sekundu reprezentuje mračno situaci velmi detailně.
RGB fotografie
Analytik má také možnost vyhodnotit některá z rizik pomocí detailní RGB fotografií, které jsou v průběhu inspekce prováděny. Zejména se jedná o skutečnosti, které jsou z 3D mračna hůře rozeznatelné, např. oslabený strom vlivem plísně, mechu, nebo hub apod.
Zpracování a vyhodnocení dat
Vyhodnocování pořízených dat probíhá pomocí specializovaných softwarů, které umožňují analytikovi manipulaci s detailním 3D modelem nasnímané oblasti. Analytik vyhodnocuje celé zájmové území dle specifických parametrů zadavatele (např. šířka ochranného pásma, vzdálenost vegetace od vodiče apod.) a určuje možná rizika a následné procesy k jejich eliminaci. K určení rizikové vegetace jsou používány automatické softwarové procesy, které jsou časově efektivní a minimalizují riziko chyb způsobených lidským faktorem. Analytik vegetaci zkategorizuje, a v případě potřeby je provedena kontrola v terénu. Díky výše popsaným postupům je možné vyhodnotit desítky kilometrů elektrického vedení v řádech dnů.
Výstup vyhodnocení
Tabulka výkonů
Hlavním výstupem vyhodnocení je tabulka nutných výkonů, zorganizovaná dle požadavků na zpracování objednávky. Sumace výkonů může sloužit například jako podklad k určení finančních nákladů na dřevorubecké práce nebo případně jako podklad pro výběrové řízení subdodavatele. Představuje přehledný souhrn vyhodnocení, který doplňují přehledové mapy.
Přehledové mapy
Dalším výstupem jsou přehledové mapy, které přehledně graficky zobrazuje nutné výkony obsažené v tabulce. Na základě přehledové mapy je možná přesná lokalizace a orientace v terénu. Jsou přímým podkladem pracovníků v terénu, kterým přesně vytyčuje polohu vegetace určené k úpravě dle vyhodnocení. Mapy mohou zobrazovat jak bodové, tak polygonové prvky, a jejich přesná specifikace záleží na požadavcích zadavatele. Níže jsou zobrazeny příklady přehledových map.
Vektorové vrstvy
Digitální reprezentace vrstev obsažených v přehledových mapách, které umožňují přesnou lokalizaci výkonů a tím i minimalizování dřevorubeckých prací mimo specifikovanou oblast. Pomocí mobilních aplikací, GPS stanic, popřípadě chytrých dřevorubeckých strojů je možné s využitím digitálních podkladů zásadním způsobem zefektivnit terénní práce. Stejně tak i zrychlit práce administrativní při kontaktování majitelů dotčených pozemků a úřadů.
