Előfizetés a lapra

Drónok és épületek

drón, élettelen természettudomány, építészet, lézerszkenner, mérnök, pontfelhő, UAV

2015/10/27

A drónok alkalmazási területeit még csak most tapogatja a világ. Hogy a pilóta nélküli légi járművek mely feladatoknál válnak be igazán és hol marad annyiban a drónhasználat a kipróbálás után, azt a hasznosítás ráfordításai és a megtérülés aránya szabja majd meg. A Lechner Tu­dásközpont mint a hazai építészeti és építésügyi paletta meghatározó szereplője is részt vesz az új lehetőségek felderítésének munkájában.

A drónalapú adatgyűjtő technológiák és ezek alkalmazásai az előttünk álló években az épületekről és egyéb felszíni objektumokról beszerezhető információ mennyiségét és minőségét is átalakítják. A Lechner szakemberei ezért számos felhasználási tervet dolgoztak ki, amelyek megkönnyíthetik a szakinformatikusok, építészek és építésügyben dolgozók, áttételesen pedig a lakosság mint felhasználók feladatvégzését (lásd keretes írásunkat).

Levegőben úszó molnárka

A megfelelő UAV (Unmanned Aerial Vehicle), vagyis pilóta nélküli repülőgép kiválasztását komoly kutatómunka előzi meg. Egy nagyteljesítményű UAV sokoldalúan használható, építőipari felmérésre alkalmas, a felméréshez szükséges pontosságú eszközzel felszerelt. Egy, az építőiparban használható drón mind méretét, mind pedig tudását tekintve más kategóriát képvisel, mint az elsősorban szórakozásra kifejlesztett „kistestvérei”.

 Az építőipari feladatvégzés nem elhanyagolható súlyú felszerelés emelését, állandó hordozását, ezáltal nagyobb méretet is szükségessé tesz anélkül, hogy a fürgeségről és az egyenletes, sima repülésről le kelljen mondani. A nagy méret a szállításban jelenthet nehézséget, de ezek az okos járművek kihajtható lábaiknak köszönhetően viszonylag kis helyen elférnek, akár egy autó csomagtartójában is. Egy ilyen robusztus és megbízható jármű akció közben egy levegőben úszó molnárka benyomását kelti. Fontos, hogy repülési időtartama legalább fél óra legyen és képes legyen 10-15 kilogramm tömegű tárgyak felemelésére, szállítására.

 A mobil áramforrás véges kapacitása miatt a gyártók egyből dupla akkupakkal készülnek. Az akkumulátor erőtartalékainak korlátai, vagy nagyobb teherbírás esetén súlya még mindig megoldatlan technológiai kérdés, egyelőre az akkupark bővítésével növelhető az UAV folyamatos használatának időtartama.

A lakihegyi adónál magasabban

A drón reptetése távirányítással vagy előre programozott útvonal megadásával lehetséges. Az okos UAV figyeli és kikerüli az útjába kerülő tereptárgyakat, mikor előírt útvonalán önállóan közlekedik. Repülési magassága napos és szélcsendes időben átlagosan 350 méter, tehát hazánk legmagasabb épületének, a 314 méteres lakihegyi adótoronynak a felmérése sem okozhat problémát. Egészen széles hőmérséklet-intervallumon belül képes dolgozni, nagyjából 5 és 60 Celsius-fok között biztonsággal megoldja a feladatot. A széllel már jobban kell vigyázni. Mérsékelt szélben még igen, ám élénk, 8 m/s-ot meghaladó erősségű szélben már nem célszerű felengedni (viszonyításképpen: a fővárosban 1,8 m/s az átlagos szélerősség). A drón észleli a szelet és olyan irányba dönti saját magát, hogy röpte a környezeti hatás ellenére sima és egyenletes maradjon.

 A lézerszkenneres, pilóta nélküli légi járművek nagyjából fél kilométernyi vagy akár ennél nagyobb távolságra is képesek letapogatási pontokat lőni. A szkenner látószöge 330 fokos, a maradék 30 fok természetesen abból adódik, hogy a lézer a gépek hasán található, így a hordozótest a sugarak útjából egy kis részt kitakar.

 Mivel drága és balesetveszélyes eszközről van szó, használata betanítás után lehetséges. Noha a törvényhozásig nem jutott el még a pilóta nélküli repülőgépek reptetésének kérdése, előbb-utóbb el fog. Egyes szakemberek amellett érvelnek, hogy a drónok, vagy legalábbis bizonyos drónok reptetése repülővizsgához legyen kötve. Amennyiben ez az elképzelés jogszabályban ölt testet, a cikkünkben taglalt nagyméretű és komoly UAV-k használatához biztosan szükség lesz erre az engedélyre. Erre a méretre jellemző, hogy a felszálláshoz és landoláshoz 4×4 méteres szilárd szabad felületre van szükség. A drónalapú adatgyűjtés fejlesztése a közeli jövőben remélhetőleg kitér az adatok tárolásának egyszerűsítésére, projektenként ugyanis nyugodtan számolhatunk egy néhány terabájtos winchesterrel, mint tárolási egységgel, ami rendkívüli mennyiségű adatot jelent.

Szolgálhatja az építtetőt - a drón-árak miatt nagyobb volumenű beruházások esetén –, ha időről időre ellenőrzi az építési folyamatot az UAV időnkénti felengedésével. A szken­ne­lési adatok elemzésekor rögtön kiderül, ha az épület terveiben foglaltak esetleg eltérnek a valóságtól, így az építtetőnek lehetősége van a visszabontásra idejekorán, a költségek lehető legkisebb emelkedésével. Az építkezési helyszínek további felmérése és ellenőrzése is lehet egy drón feladata.

 Használható a drón a jelenleg 2D-ben létező területrendezési tervek modernizálásában, térbelivé tételében. Noha ez a folyamat évekbe telik, a felmérések eredményeképpen alakhelyes információk állnak majd rendelkezésre. Ilyen pontos adatok megadása a jelenlegi tervadatbázis létrejöttekor jellemző kézi mérések idején még nem volt gyakorlat, noha lehetséges lett volna.

Valós időben, pontosabban

A települések épületeinek felmérésével kapcsolatban elmondható, hogy a légi fotókból nyerhető adatok, vagy a mozgó járműre szerelt rendszerkomponens által készített pontfelhő-adatok részletezettsége hiányosabb egy lézerszkennerrel felszerelt drón segítségével nyert instant adathalmaznál. A légi felvétel ugyan belát a házak közé, az utcáról nem látható területekre, azonban az épületek méretét csupán a felülnézeti képből tudja megállapítani. A mozgó járműről gyűjtött pontfelhőadatok pedig az épületek mögötti részekre nem terjedhetnek ki. Azonban egy drón hasáról lézersugarakkal tapogató szkenner a belső udvarban álló épület magasságát is méri, nem csak a tető méretét, ami a részletezettség mértékét jelentősen megnöveli. A technológia nagy előnye, hogy eredményeként valós időben analizálható a szkenner által mért pontfelhő-információ.

 Ha például építkezni szeretnénk és a szintezéshez szükségünk van a szomszéd épületek magasságára, ezeket egy drónnal végzett felmérés eredményéből gyorsan elérhetjük, s nem szükséges papírokért sorban állni az illetékes hivatalnál.

 A különleges épületek külső felmérésére, 3D leképezésére is kiválóan alkalmas egy pontfelhő készítésére képes UAV. Romok, málló kastélyok, műemlékek, várak, kúriák és egyéb leromlott állapotú épületek felmérése után az adatok bármikor előhívhatók, melyek alapján elkezdődhet a rekonstrukció akkor is, ha időközben az épület teljesen elenyészett.

 JUHÁSZ RÉKA

 

Keretes írásunk:

PONTFELHŐ

A lézerszkennerek által felmért pontok sokaságát pontfelhőnek nevezzük. A letapogatás eredményeként létrejött ponthalmaz valós időben látható és kezelhető. A lézerszkenner úgy készít képet az érzékelési sugarába kerülő mozdulatlan térelemekről, hogy a valósághű, hologramszerű kép az érzékelés pillanatától kezdve látható. A pontfelhő lehet színes is, ha a felmérés készítésénél a mérőeszközön található fényképezőgéppel készülnek fotók, majd az utómunka során a felmért pontokat a fotók alapján megszínezik. A pontfelhő egészen életszerű minden olyan helyen, ahol a szkenner érzékelőit semmi nem takarja. Ha nincs fény és emiatt nincs világossági adat, a pontfelhő szürkeárnyalatokban jelenik meg, a lézersugarak visszaverődésének erőssége (másként intenzitása) szerint. A pontfelhő látványa leginkább egy számítógépes játék virtuális terére emlékeztet, amelyben a mozdulatlan elemek élesek és jól láthatóak, a mozgó tárgyak, vagy emberek pedig elmosódott alakok, szellemképek.

2015/36