Директор по продажам компании «Совзонд» Максим Митин

История создания российского роботизированного комплекса для обслуживания дронов

Кто мы, и как все началось

Наша компания 25 лет работает на рынке дистанционного зондирования. Технологии постоянно развиваются, и мы развиваемся и эволюционируем вместе с ними. Несколько лет назад мы искали применение дронам и убеждали наших заказчиков в эффективности этих технологий. Сегодня мы решаем вопросы оптимизации цикла аэросъемочных работ и разрабатываем новые полезные нагрузки – дроны прочно вошли в рабочие циклы множества предприятий в различных отраслях.

Применение в сельском хозяйстве

Давно отработанная технология контроля состояния посевов по данным космической съемки нашла свое применение и в части использования беспилотных летательных аппаратов. Рынок наполнен миниатюрными мультиспектральными камерами, позволяющими получать 4–5-канальные снимки с высоким пространственным разрешением (до 6,8 см/пикс на высоте полета 100 м), определять состояние растительности на всех стадиях вегетации, потребность в удобрениях и многое другое.

Ситуация с дронами кардинально изменилась в период с 2015 по 2017 год. Дроны стали доступнее и дешевле. Китайский промышленный гигант DJI представил широчайший модельный ряд любительских и промышленных дронов. Их низкая цена по сравнению с российскими конкурентами, доступность для освоения, постоянно обновляющееся программное обеспечение, официальное гарантийное обслуживание и возможность модификации показали нам перспективность создания воздушного комплекса сельскохозяйственного мониторинга, который может позволить себе приобрести любое агропромышленное предприятие.

Решение должно было отвечать следующим критериям: простота изготовления и эксплуатации, низкая цена. В качестве базового носителя был выбран дрон DJI Phantom 4 (Pro). Его стоимость на рынке колеблется от 110 000 до 125 000 рублей.

Вес комплекта составил чуть менее 300 грамм, что никак не сказалось на продолжительности полета самого дрона, а особенности конструкции позволяют использовать одновременно две камеры: установленную мультиспектральную и стандартную камеру дрона.

Фактически за один полет дрон стал выполнять две важные задачи: мониторинг состояния растительности и создание сверхвысококачественной пространственной основы. Итоговая стоимость такого комплекта составляет от 400 000 до 600 000 рублей в зависимости от выбранной модели камеры, что в 2–3 раза дешевле предлагаемых «профессиональных» отечественных аналогов. Комплексы для агропромышленных предприятий успешно продаются уже целый сезон, получены положительные отзывы.

Результаты лишь подогрели наш интерес к этому направлению.

Какие есть проблемы

Конечно, эксплуатация дронов связана с рядом проблем и ограничений, и не только в сельскохозяйственной отрасли, а в целом. Про разрешительный порядок организации полетов написано немало статей, повторяться не будем. Трудности есть, но они преодолимы. В качестве основных проблем, относящихся к теме статьи, стоит выделить отсутствие и/или низкую квалификацию кадров, осуществляющих эксплуатацию беспилотных летательных аппаратов. Более 80 % всех крушений происходят из-за неопытности пилота. Сегодня дроны DJI уже имеют штатный автопилот, позволяющий создавать миссии и летать в автоматическом режиме без участия оператора, но под его контролем. Это снижает риск крушения, но без пилота все равно не обойтись. Еще одна проблема – необходимость присутствия пилота на территории съемки. Это и логистика, и транспортные расходы, и зависимость от погодных условий.

Мы постоянно собираем обратную связь от заказчиков и неоднократно слышали просьбу придумать технологию, которая бы исключила пилота из рабочего процесса и автоматизировала большую часть работ. Это привело нас к мысли о создании автоматизированной станции управления дронами.

Как создавался SkyWatch

Идея создания такой станции управления принадлежит Александру Павловичу Макарову, директору по автоматизации компании «Совзонд». Еще работая в ВИСХАГИ и занимаясь аэросъемкой, он мечтал автоматизировать большую часть процессов в своей работе. На тот момент применялись самолеты и аналоговые камеры, не было ни дронов, ни цифровых камер, и такая автоматизация не представлялась возможной.

Сейчас существует масса технологий, позволяющих создавать всевозможных роботов. Основная идея заключалась в том, чтобы создать комплекс, который будет автоматически выполнять заданные миссии и позволит управлять им удаленно.

Что он умеет и чем отличается

SkyWatch – российский продукт, не имеющий аналогов на мировом рынке. Существуют несколько зарубежных и российских зарядных станций для дронов, но у них есть несколько существенных минусов, которые не позволяют получить данным продуктам широкое распространение:

1. Дронам требуется время на зарядку. Виды подключения у станций разные, но суть одна – зарядка требует значительного времени.
2. К определенной станции подходит определенный дрон, и, как правило, он не серийный. В случае поломки дрона потребуется обращаться к производителю станции.
3.  

Принятое конструкторское решение позволило избежать этих двух проблем при создании прототипа.

SkyWatch меняет аккумуляторы, а не заряжает дрон. Происходит это за считанные минуты в полностью автоматическом режиме. Робот может заряжать замененные аккумуляторы как у себя на борту (до 3 шт.), так и в ангаре (до 15 шт.).

SkyWatch обслуживает серийный дрон. Что это означает? Замену дрону, разбитого резким порывом ветра, вы можете приобрести в любом магазине бытовой техники. Никакого ожидания и простоя в работе.

Комплекс управляется через единый интерфейс специального разработанного программного обеспечения. Связь с дроном осуществляется через роботизированную станцию, она же и отдает команды на выполнение миссии.

Автоматизированная станция способна осуществлять работу как индивидуально, так и в составе сети станций. Площадки SkyWatch равномерно распределяются на территории, где будут осуществляться работы. Оператор находится в офисе, формирует миссии и отправляет на станции. Выполнение миссий осуществляется автоматически по расписанию. В любой момент выполнения миссии оператор может вмешаться и перевести управление в ручной режим.

Как отразится появление SkyWatch на рабочих местах

Комплекс будет способствовать улучшению условий труда пилотов. На текущий момент пилот вынужден выполнять тяжелую и сложную работу. Профессия пилота беспилотного аппарата очень молода, но в текущем виде не сохранится на долгое время. Когда нас спрашивают об этом, мы приводим в пример эволюцию профессии токаря в оператора ЧПУ, когда труд стал более производительным и интеллектуальным, но не обесценил накопленные знания профессионала. Так и в нашем случае, пилот превратится в оператора станции управления, способного контролировать не один, а множество дронов одновременно.

Сельское хозяйство – понятно. А другие отрасли?

Активный интерес к данному комплексу проявляют нефтегазовые компании, которым требуется осуществлять мониторинг трубопроводов с определенной периодичностью в труднодоступных местах. Уже давно высказывали желание оперативно получать пространственную основу высокого качества без необходимости подготовки штатных пилотов кадастровые службы. Крайне заинтересованы в непрерывном мониторинге периметра промышленные предприятия и охранные организации. Перспективным для выполнения работ в условиях, опасных для жизни человека, видят комплекс в МЧС.

В зависимости от оснащения дрона дополнительной полезной нагрузкой возможно решение следующих задач:

1. Мониторинг территории для получения актуальной пространственной информации.
2. Видеосъемка объектов с прямой трансляцией или записью данных.
3. Контроль за ведением строительных работ.
4. Обеспечение безопасности и контрольный облет периметров охраняемых территорий.
5. Анализ состояния объектов инфраструктуры.
6. Тепловизионная съемка объектов.
7. Анализ качества воздуха.
8. Другие отраслевые задачи.

Планы на будущее

Прототип продемонстрирован на ряде выставок относительно недавно, готовится к запуску серийное производство, но работа над улучшением продукта не стоит на месте. Будет осуществляться доработка роботизированной платформы, что позволит комплексу не только обслуживать дроны в пределах выделенной площадки, но и самостоятельно добираться до места выполнения работ в радиусе 10 км от точки базирования. В 2018 году будет реализована система дистанционного управления оператором, в 2019–2020 годах – создана автономная беспилотная роботизированная платформа, оснащенная набором датчиков и сенсоров, какими сейчас оснащаются беспилотные автомобили.