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前沿信息:调查无人机起飞

发布时间:2021-04-22 17:46:25  编辑:  来源:

最近小编发现有诸多的小伙伴们对于调查无人机起飞这个问题都颇为感兴趣的,大家也都想要及时了解到调查无人机起飞相关信息,那么小编今天就来为大家梳理下具体的关于这个问题的一些消息吧。

作为对封闭空间安全的持续关注的一部分,ClassNK描述了它如何进行详细的无人机测试以彻底改变船舶测量。

今年春天,ClassNK在课堂调查中引入了无人机使用指南,包括安全操作的程序和技术考虑,以及无人机服务供应商的要求。

无人机 - 涵盖各类无人驾驶车辆的通用术语 - 具有令人惊讶的悠久历史。在空中应用中,它们的起源可以追溯到第二次世界大战,特殊是BQ-7,这是美国空军B-17轰炸机的改进型。最早的工业应用之一是20世纪80年代后期日本雅马哈汽车公司生产的喷洒农用化学品的直升机。

紧凑型四轴飞行器的进展 - 小型装置在每个角落由四个螺旋桨区分,以提高机动性和稳定性 - 标志着现代无人机的到来。Quadcopters消除了传统直升机中操纵转子节距的复杂系统的需要。相反,可以通过电子调节各个转子的转速来操纵悬停和移动。由于专用的飞行操纵器和各种传感器(加速度计,GPS,气压和陀螺仪传感器),姿态操纵和机动更加直接,它们不断向每个转子发送指令以确保稳定性。它们体积小,易于飞行且元件成本下降,这意味着现代无人机比前代技术廉价得多。

虽然在同一平面上具有多个螺旋桨的无人机是目前最普遍的设计,但是研究正在进行具有倾斜转子和螺旋桨的四面体配置的替代布置。同时,在使用更高精度定位的自主操作以及机器图像识别和处理方面的显着进步中已经看到了重大发展。

这些易于操纵的轻型机器通常配备了用于摄影或录制视频的紧凑型摄像机以及用于数据传输的Wi-Fi,并且迅速普及。除了消费者爱好者市场以及在线零售商用于产品交付之外,无人机引起了整个行业的兴趣:它们非常适合从高处或其他无法进入或惊险的位置收集图像。它们可用于各种航空摄影,检查和测量以及安全应用,并且在规划救援和应急响应方面证明是非常珍贵的。

在海事行业,正在努力使用无人机进行检查和调查。事实上,国际船级社协会(IACS)已经在远程检查技术(RIT)上进行了很好的讨论,该协会于2016年6月公布了关于远程检测技术的修订指南。相关IACS统一要求的修订已经完成,将于2019年1月生效。

在船上部署无人机带来了一些重大挑战。无人机可能无法在货舱或压载舱中正常工作,因为它位于被磁性材料包围的封闭空间内,可能会干扰其与飞行稳定性密切相关的某些传感器 - 特殊是GPS和磁罗盘。黑暗的环境也会使操作员难以安全地驾驶无人机。

去年9月,ClassNK将“调查技术创新”指定为其新研发路线图中列出的四个重点领域之一,其中无人机被确定为关键技术。该协会向来在验证无人机的性能,试验飞行是在船上发现的各种封闭空间内进行的。

评估基本表现

设计了一个基本的性能验证测试来证明机动(起飞和着陆,前进/后退和侧向飞行,180度偏航的反向飞行)以及评估摄像机和传感器的能力。使用Landolt环形图测试相机性能 - 用于测试眼睛的图表 - 用于评估0.1mm至5mm的不同线厚度的定义,以及QR码。当主题无人机(来自DJI的Phantom 3标准)在有和没有GPS信号的情况下操作时,观察到结果的差异。还在断电起重机附近进行了机动性测试,以评估防磁性能。

室外机动测试在多风条件下进行,这显着影响了结果。虽然使用GPS时定点悬停更容易,但增益很大,导致无人机在其运动中过度补偿。在非GPS模式下,增益很小并且可以进行平稳的机动,但是风推力对无人机产生了更明显的影响。

在GPS模式下,无人机在操作员将手指从操纵器上移开时立即开始悬停,而在非GPS模式下,惯性力继续移动直到给出计数器输入。因此,非GPS模式给出了控制的手动感觉,操作员可能会发现无人机更容易操纵。当风在试验中平息时,无论GPS可用性如何,都可以稳定飞行。

在没有风的室内,无论是否有GPS,都可以实现稳定的飞行。由于这些结果是用低成本无人机获得的,因此可以想象配备超声波传感器和其他先进功能的高端无人机将更加稳定。

用相机拍摄的许多图像非常清楚。然而,由于该模型缺少光学变焦,因此放大的图像通常含糊不清。当无人机飞近目标时,图像清楚度明显提高。在测量应用中,光学变焦将是必不可少的要求。如果认为有必要在黑暗环境中拍摄,则还需要考虑相机规格和人工照明。

用起重机在材料堆场进行的测试产生了一些有趣的结果。无人机最初未能起飞,系统显示“指南针异常”错误消息。然而,当从更加磁性的良性位置发射时,无人机能够在没有问题的情况下接近起重机。这表明在部署无人机进行检查工作之前,必须仔细评估磁性结构存在下的性能。

在模拟坦克中进行测试

为了模拟船舶油箱内的状况,无人机在陆基钢制试验塔中完成了自己的步伐。使用DJI Matrice100无人机进行的实验研究了由于罗盘不可靠性,间歇性或完全缺乏GPS以及飞行操纵和摄影不良照明对性能的影响。

当无人机距磁性材料(即钢墙)50厘米以上时,起飞是可能的。在GPS和非GPS模式之间获得稳定飞行没有区别,这表明无人机只能通过陀螺仪和加速度计的基本输入进行操作。驾驶具有相对较低操纵精度的无人机是操作员积存经验的好方法。

在靠近墙壁的地方飞行时,由于来自无人机自身螺旋桨的风,无人机运动中有轻微的震动。为防止与墙壁碰撞,可能需要安装防护装置或防撞装置。

由于光线条件差,相机传感器尺寸小以及ISO设置不合适,因此在塔内拍摄的图像通常质量较差。人造光源,无论是从地面还是安装在无人机本身,都能改善图像。当照片主体包含高度抛光或金属表面时,有必要尝试不同的排列,以产生最小化反射的漫射光。夜视摄像机也可视为一种选择。还注意到,从相机发送的视频经常在诸如智能手机的接收终端上损坏。

船上测试

该研究的最后阶段旨在测试散货船货舱和油轮舱内无人机的性能,并在神田造船和东方海洋的合作下进行,并与常石造船和技术有限公司合作进行。三原在第二。无人机使用的是4.5kg DJI Matrice 210和3.5kg DJI Matrice 100。

在散货船上,试验在舱口半开的情况下进行,提供间歇性GPS信号和良好的摄影日光,因此不需要额外的照明。航线是基于实际内部审计的路径。由于Matrice 210是一款工业级无人机,具有先进的基于机器视觉的自定位功能,因此无论GPS可用性如何,其飞行都是稳定的。

摄影是在5米的距离进行的,因为无人机本身宽度接近1米。高品质相机受益于光学和数字变焦。变焦摄影通常对振动或运动很敏感,但由于无人机在固定点悬停时的高稳定性,因此获得了良好的效果。

然而,在更高的海拔高度,朝下的视觉系统发现更难在地面上捕获地标上的地标。这抑制了自我稳定,特殊是当GPS不可用时。在这种情况下,操作员的手动飞行是优选的。

在试验期间的一个点上,GPS和视觉系统在指南针错误发生的瞬间不起作用。虽然无人机漂移,但拥有超过500小时飞行经验的操作员平静地回应并保持飞行稳定。演习表明,可以在货舱内安全飞行,但强调了拥有熟练操作员和选择磁性材料高冗余度的无人机的重要性。此外,由于Matrice 210的大小禁止在会员附近飞行,因此在使用这种无人机的调查中不可幸免地会浮现盲点。

在油船上,与散货船一样,根据实际特写调查所需的摄影位置选择飞行路径。飞行员与负责摄像头的助手一起工作。第三位测量员在图像进入时检查了图像,在需要时请求了特写镜头,并在移动到下一个位置时发出信号。安装在无人机上的灯提供额外的照明。这种配置为静止图像提供了良好的结果,但视频图像遭受了噪声。

定点悬停很困难,因为飞行是在非GPS模式下进行的。由此产生的运动导致成员的照片含糊,并使精确检查有点压力。在变焦摄影中,这种图像质量的下降更加恶化。在特写摄影期间,结果在很大程度上取决于无人驾驶飞行员的操作技能,特殊是在靠近墙壁或其他结构时飞行。这些测试中的飞行员至少有100个飞行小时的经验。

在长时间后尝试飞行Matrice 100时发生指南针错误并阻挠起飞。尽管很难得出关于磁性材料效应的明确结论,但认为由于磁性材料的存在而导致的误差累积是一个因素。

ClassNK指南中给出的程序和最佳实践将对这些和其他试验中获得的无人机性能的理解与其数十年的课堂调查经验相结合。该协会将继续积极与无人机等创新技术合作,并将继续努力为海运业的进一步进展作出贡献。

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