پهپاد9 (2)

بررسی پهپاد: چرا مهم است و چگونه کار می کند ؟

توسط با بدون دیدگاه پهپاددسته‌بندی نشده

بررسی پهپاد : چرا مهم است و چگونه کار می کند ؟

ناوری هواپیماهای بدون سرنشین روش بررسی صنایع سنگین عمرانی و خاکی از محل کار خود را تغییر داده است. وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (پهپاد) نقشه برداری سریعتر و کم هزینه را بدون کاهش دقت امکان پذیر می کنند. آنها برای کار کردن به حداقل آموزش و آموزش ویژه نیاز دارند، بنابراین می توانید داده ها را هر چند وقت یکبار که می خواهید جمع آوری کنید – و این کار را بدون آسیب رساندن به کارگران خود انجام دهید و خطرات ایمنی را کاهش دهید. با مقرون به صرفه شدن پهپادها و ابزارهای رایج در محل کار، به دست آوردن اطلاعات مکرر و دقیق تر از سایت آسان تر از همیشه است.

داشتن داده‌های سایت به‌روز نیز به معنای شناسایی مشکلات قبل از گران شدن یا ایجاد دوباره کاری است. این به معنای برنامه ریزی و بودجه دقیق تر و مدیریت بهتر پیمانکاران است. داده‌های نظرسنجی گرفته‌شده توسط هواپیماهای بدون سرنشین، که به‌درستی پردازش شوند، می‌توانند مسئولیت‌پذیری، ارتباطات و همکاری تیم را افزایش دهند.

در اینجا، شما را با نحوه عملکرد نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین آشنا می کنیم و مفاهیمی مانند فتوگرامتری، ابرهای نقطه ای، عکس های ارتوفتو و کنترل زمین را توضیح می دهیم. نحوه پردازش داده‌های هواپیماهای بدون سرنشین را توضیح می‌دهیم و نمونه‌هایی از نحوه استفاده شرکت‌های واقعی در صنایع ساخت‌وساز عمرانی ، مصالح، معدن، و مدیریت زباله از هواپیماهای بدون سرنشین برای افزایش کارایی، کاهش هزینه‌های بررسی و کاهش خطرات ایمنی به اشتراک می‌گذاریم.

پهپاد9 (2)
پهپاد9 (2)

ردیابی پیشرفت کارهای زمینی سنتی

هنگامی که از متخصصان زمین‌شناسی پرسیده شد که کدام معیار برای آنها مهم‌تر است، به طور قاطع پاسخ داده‌اند که “مواد جابجا شده است” – به معنای واقعی کلمه چقدر زمین بریده شده، پر شده، خراشیده شده، کشیده شده، ریخته شده، منفجر شده یا سنگ فرش شده است. برای ردیابی پیشرفت سایت و دریافت تصویری دقیق از تغییرات سطوح در سایت، مقادیر بررسی و با طرح های اصلی و هر بررسی بعدی مقایسه می شود. دقت این اندازه‌گیری‌ها تفاوت بین شغل سودآور و زیان‌ده است.

یکی از راه‌های رایج برای گرفتن اندازه‌گیری‌های دقیق، استفاده از دو گیرنده سامانه ماهواره‌ای ناوبری جهانی ( GNSS ) است که از سیگنال‌های ماهواره‌ها برای تعیین موقعیت دقیق روی زمین استفاده می‌کنند. یک گیرنده به عنوان “پایه” (یا ایستگاه پایه GPS) شناخته می شود و روی یک نقطه با مختصات شناخته شده قرار می گیرد. این پایگاه حرکت نمی کند و به طور مداوم داده های موقعیت یابی را از ماهواره ها دریافت می کند و آن سیگنال ها را از طریق یک شبکه (رادیویی، سلولی یا ماهواره ای) به گیرنده دوم GNSS به نام “مریخ نورد” ارسال می کند که به صورت دستی در اطراف سایت حرکت می کند و داده های مکان را می گیرد. . چرا به گیرنده GNSS دوم نیاز دارید؟ یک گیرنده GPS معمولی، مانند آنچه در ماشین شما وجود دارد، موقعیت مکانی را در حدود 10 متر از دقت به شما می دهد، که دقت نظرسنجی در نظر گرفته نمی شود و نمی توان از آن برای ساخت و سازهای عمرانی یا کارهای خاکی استفاده کرد.

مریخ‌نورد سیگنال‌های ماهواره‌ای خود را می‌گیرد و با پایگاه ارتباط برقرار می‌کند تا اشتباهات موقعیت‌یابی ناشی از جو، مدار ماهواره یا خطاهای زمان‌بندی را تصحیح کند. ترکیب داده‌های پایگاه و مریخ نورد، دقت موقعیت‌یابی را در چند سانتی‌متر فراهم می‌کند، که دقت درجه بررسی در نظر گرفته می‌شود. هواپیماهای بدون سرنشین با گیرنده‌های GNSS که جایگزین مریخ‌نوردهای دستی می‌شوند، در حال تبدیل شدن به روشی قابل اعتماد برای مقیاس‌سازی سرعت و فرکانس بررسی‌ها هستند. خدمه می توانند یک سایت را در چند دقیقه به جای ساعت ها یا روزها بررسی کنند، بدون اینکه دقت را از بین ببرند.

نه تنها نیاز به دقت داده ها افزایش یافته است، بلکه نیاز به اشتراک گذاری آن داده ها در یک سازمان، از میدانی گرفته تا دفتری نیز افزایش یافته است. فرآیندهای دستی، اندازه‌گیری‌های نادرست، ارتباطات نادرست و سیلوهای اطلاعاتی می‌توانند منجر به پیشنهادات نادرست، دوباره کاری پرهزینه و حتی اختلافات پیمانکاران شوند. پلتفرم‌های نرم‌افزار نقشه‌برداری هواپیماهای بدون سرنشین مانند Propeller به سایت‌ها این امکان را می‌دهند که نه تنها با هزینه کمتر به بررسی بیشتر بپردازند، بلکه آن داده‌ها را در بین سهامداران پروژه به اشتراک بگذارند.

چرا دقت و همکاری مهم است؟

هنگامی که شما یک جریان باز از ارتباط بین تیم ها در محل و در دفتر مرکزی دارید، همه از آنچه در یک پروژه خاص می گذرد آگاهی بیشتری دارند.

بررسی‌ها و تعادل‌های ساده که از طریق گزارش‌های نظرسنجی مکرر و دقیق فعال می‌شوند، باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینه هر پروژه می‌شوند. هرچه افراد بیشتری توجه کنند، مسائل سریع‌تر شناسایی شده و سریع‌تر می‌توان آنها را حل کرد. این طرز فکر پیشگیرانه تنها زمانی اتفاق می‌افتد که خدمه به گزارش‌هایی دسترسی داشته باشند که دقیق، قابل درک آسان و بینش‌هایی برای کمک به تصمیم‌گیری خوب باشد. داده‌های بررسی دقیق هواپیماهای بدون سرنشین سه‌بعدی، همراه با پلت‌فرم‌هایی که این داده‌ها را در سراسر سازمان قابل اشتراک‌گذاری می‌کند، تجسم سایت‌ها را بسیار ساده و تا حد امکان به دنیای واقعی نزدیک می‌کند.

بر اساس گزارش 2021 استخدام ساخت و ساز و چشم انداز کسب و کار AGC  ، تقریباً 70 درصد از سازندگان از نرم افزار موبایل مبتنی بر ابر برای گزارش گیری روزانه به راحتی قابل اشتراک گذاری استفاده می کنند – افزایش قابل توجهی نسبت به چند سال پیش. گزارش JLL  State of Construction Tech  افزایش گسترده همکاری دیجیتالی پس از همه گیری را نشان می دهد که عمدتاً به دلیل نرم افزار مبتنی بر ابر است.

در اینجا برخی از بسیاری از اندازه‌گیری‌هایی که اکنون با استفاده از پهپادها و نرم‌افزارهای نظرسنجی ردیابی و به اشتراک گذاشته می‌شوند، آمده است:

  1. بررسی زمینی موجود/اصلی (topo اولیه در مقابل مهندسی یا بررسی)
  2. مقادیر پیشرفت (بررسی بر روی برش/پر کردن نظرسنجی)
  3. اندازه گیری تناژ و محاسبات ارزش موجودی
  4. شرایط فعلی در مقابل نمره نهایی/تمام
  5. مقادیر انبار
  6. مقادیر ترانشه برداری
  7. درخواست های شیب شیب
  8. فاصله ها (برای پروژه هایی مانند لوله گذاری)
  9. متراژ مربع برای بتن ریزی
  10. بررسی تعداد کامیون ها

شرایط به سرعت در سایت‌های ساخت‌وساز تغییر می‌کند و تصمیم‌گیری در مورد داده‌هایی که هفته‌ها یا ماه‌ها از آن گذشته است می‌تواند منجر به خطا شود. از آنجایی که نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین به طور قابل توجهی زمان کمتری را صرف می کند – هم در جمع آوری داده ها و هم در پردازش آنها – می توانید اطلاعات سایت خود را به دفعات بیشتر به روز کنید. این کار گزارش‌دهی و همکاری را بهبود می‌بخشد زیرا شما چیزها را بسیار نزدیک‌تر به زمان واقعی می‌بینید.

با استفاده از داده‌های سه‌بعدی گرفته‌شده توسط پهپاد، می‌توانید مدلی تولید کنید که از نظر بصری قابل تشخیص باشد و سپس برای برقراری ارتباط آسان توسط هر کسی در داخل یا خارج از سایت استفاده شود. می‌توانید با تیم خود با داده‌ها و گزارش‌های مرتبط گفتگوی تصویری داشته باشید. از آنجایی که مدل سه بعدی است و از عکس‌های به‌روز استفاده می‌کند، تشخیص ارتباط طراحی با وضعیت فعلی سایت شما آسان است.

برای کاربران خارج از سایت، مانند پیمانکاران، طراحان، یا پرسنل دفتر مرکزی، استفاده از یک مدل سایت سه بعدی یک جایگزین واقعی برای بازدیدهای حضوری پرهزینه ارائه می دهد. یک مدل دقیق و به‌روز، غنی از زمینه ارائه‌شده توسط یادداشت‌ها و فایل‌های به اشتراک‌گذاشته‌شده، کاربران خارج از سایت را قادر می‌سازد تا آزادانه در اطراف حرکت کنند و دیدگاه کاملی از سایت در مورد نحوه کارکرد کارها دریافت کنند.

نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین چگونه کار می کند؟

پهپادهای مورد استفاده برای نقشه برداری مجهز به دوربین های داخلی هستند که از نقاط مختلف هوا از زمین عکس می گیرند. تصاویر با مختصات جغرافیایی برچسب گذاری می شوند که توسط یک حسگر GNSS روی پهپاد گرفته می شود که دقیقاً محل قرارگیری آن تصویر در فضا را نشان می دهد. تصویر در برابر نقاط شناخته شده روی زمین با استفاده از پردازش RTK یا PPK “بررسی واقعیت” می شود (ما در ادامه به تفاوت بین پردازش RTK و PPK خواهیم پرداخت).

یک پرواز هواپیمای بدون سرنشین صدها یا حتی هزاران تصویر را جمع‌آوری می‌کند که سپس با نرم‌افزار فتوگرامتری پردازش می‌شوند تا تصاویر را به هم بچسبانند تا ارتوموزائیک‌های ارجاعی جغرافیایی یا مدل‌های سه‌بعدی یک محل کار ایجاد کنند. سپس می توان آن نقشه های سه بعدی را برای به دست آوردن اطلاعات دقیق در مورد مقادیر پروژه، فواصل، ارتفاعات و موجودی تجزیه و تحلیل کرد. با جمع آوری این داده ها در فواصل زمانی منظم و مقایسه آن نقشه ها با فایل های طراحی و نظرسنجی های قبلی، شرکت ها می توانند با اطمینان و دقت تغییرات و پیشرفت را دنبال کنند. از آنجایی که پهپادها می توانند در ارتفاع بسیار پایین تری نسبت به هواپیماهای سرنشین دار یا ماهواره ها پرواز کنند، می توانند اطلاعات بسیار دقیق را بسیار سریعتر و ارزانتر از یک پایگاه و مریخ نورد ثبت کنند. پهپادها همچنین می‌توانند تصاویر هوایی را از زمین‌هایی جمع‌آوری کنند که می‌تواند برای انسان به صورت دستی و با پای پیاده خطرناک و خطرناک باشد.

نقش کنترل زمینی در نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین

در نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین سنتی، شما به تعداد کافی از نقاط شناخته شده نیاز دارید تا تصاویر هواپیمای بدون سرنشین خود را بر روی زمین تأیید و ثابت کنید. این به این دلیل است که یک پهپاد بدون قابلیت پردازش سینماتیک فقط تصاویر دو بعدی سایت را می گیرد.

هنگامی که موقعیت یک تصویر در آسمان به طور دقیق برچسب جغرافیایی ندارد، شما داده های موقعیتی قابل اعتمادی را از سخت افزار مورد استفاده برای جمع آوری تصاویر به تنهایی دریافت نمی کنید. که دقت از کنترل زمین ناشی می شود. نقاطی که برای ارجاع به موقعیت‌های روی زمین استفاده می‌شوند، نقاط کنترل زمینی (GCPs) نامیده می‌شوند که می‌توانند نقاط مشخصی هستند که با پایه و مریخ نورد یا یک نقطه کنترل زمین هوشمند متحرک مانند  AeroPoints پروانه مشخص شده و اندازه‌گیری می‌شوند.  اگر با نقاط شناخته شده کار می کنید، نقشه بردار معمولاً باید به صورت فیزیکی در یک سایت قدم بزند، نقاط را با یک مریخ نورد شلیک کند و آنها را برای دید مشخص کند.

نه تنها مکانیزم این فرآیند زمان بر است، بلکه سرمایه گذاری کلی در زمان به طور چشمگیری با اندازه فیزیکی سایت افزایش می یابد. ناگفته نماند که خطرات ایمنی را برای پرسنلی که باید در یک مکان فعال پیاده روی کنند، از زمین های خطرناک عبور کنند یا به مناطق تقریباً غیرقابل دسترس یک سایت دسترسی داشته باشند، اضافه می کند. (به نقاط خطرناک فکر کنید، مانند یک صخره 400 فوتی که ممکن است در معدن ناپایدار باشد.)

کنترل زمین هوشمند چیست؟

اگر با GCP های هوشمند مانند AeroPoints کار می کنید، به سادگی سخت افزار را در یک توزیع بهینه در کل منطقه بررسی شده قرار می دهید. این بسیار مهمتر از تعداد GCPها در یک مکان خاص است. اساساً، شما باید شکلی ایجاد کنید که سایت خود را محدود کند و GCP ها را با استفاده از بهترین شیوه های نظرسنجی توزیع کنید – با رسیدن به پایین ترین و بالاترین ارتفاع.

هنگامی که AeroPoints در محل قرار می گیرند، این فرآیند بی نهایت ساده تر می شود. AeroPoint مجهز به یک گیرنده GPS است که داده های مکانی را در طول پرواز جمع آوری می کند. فعال سازی فقط یک عملیات تک دکمه ای برای شروع ثبت اطلاعات است. وقتی بررسی هواپیمای بدون سرنشین شما کامل شد، با فشار دادن مجدد دکمه واحد، داده‌ها را از طریق سیگنال WiFi به پروانه ارسال می‌کند، که معمولاً یک نقطه اتصال در تلفن همراه است.

فتوگرامتری: چگونه تصاویر هواپیماهای بدون سرنشین به یک بررسی سه بعدی تبدیل می شوند؟

در ابتدایی ترین حالت، « فتوگرامتری » علم جمع آوری اطلاعات در مورد یک شی یا محیط با استفاده از عکس است. فتوگرامتری در نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین برای اندازه گیری جغرافیا و مناظر با تجزیه و تحلیل و پردازش صدها یا هزاران عکس هوایی که توسط پهپاد گرفته شده اند، استفاده می شود. هنگامی که به اندازه کافی تصاویر همپوشانی از ویژگی‌های یکسان را ترکیب می‌کنید، نرم‌افزار فتوگرامتری می‌تواند برای تولید نمایش‌های سه‌بعدی فوتورالیستی از سطوح و ویژگی‌های توپوگرافی استفاده شود.

به عنوان مثال، چشم انسان از تکنیک های استریوسکوپی برای دیدن سه بعدی و درک عمق استفاده می کند. چشمان خود را مانند دو دوربین در نظر بگیرید که هر کدام از زوایای کمی متفاوت از محیط اطراف شما را می بینند. اگر بخواهید بر روی یک شی در جلوی صورت خود تمرکز کنید و از هر چشم به طور جداگانه مشاهده کنید، متوجه خواهید شد که شی در بینایی خود مکان “جابجایی” می کند. هنگامی که جسم را با هر دو چشم به طور همزمان مشاهده می کنید، مغز شما هر دو نما را در یک چشم انداز سه بعدی ادغام می کند و تصوری از عمق ایجاد می کند. این شبیه به نحوه عملکرد فتوگرامتری مبتنی بر پهپاد است – با این حال به جای اینکه دو دوربین به طور مداوم روشن باشد، یک دوربین (روی پهپاد) تصاویر را در حین پرواز در سایت می گیرد و نرم افزار فتوگرامتری این تصاویر را برای ایجاد اطلاعات عمق/3 بعدی ترکیب می کند.

اگر یک تصویر متوسط ​​از یک نظرسنجی گرفته باشید، به راحتی قادر خواهید بود «ویژگی‌های» زیادی را بین عکس‌های مختلف انتخاب کنید. هرچه ویژگی‌های بیشتری مطابقت داشته باشید، بهتر می‌توانید تصاویر را به یکدیگر مرتبط کنید و اشیاء تصویر شده در آنها را بازسازی کنید.

با بسیاری از این ویژگی ها – به میلیون ها نفر فکر کنید – می توانید یک “ابر” از نقاط ایجاد کنید. هر نقطه دارای یک ویژگی منطبق است که منطقه مورد بررسی شما را در آن مکان توصیف می کند. سپس می‌توانید ابر نقطه خود را به خروجی‌های معمولی مورد استفاده در نرم‌افزارهای مکانی، مانند مش سه‌بعدی یا مدل ارتفاعی دیجیتال (DEM) تبدیل کنید.

RTK و PPK: آنها چه هستند و چگونه متفاوت هستند؟

تمام تصاویر پهپاد گرفته شده در یک نظرسنجی نیاز به بررسی و تصحیح از نظر عدم دقت موقعیت دارند. پردازش بی‌درنگ سینماتیک (RTK) روی پهپاد و کینماتیک پس پردازش (PPK) هر دو جریان کاری هستند که برای اطمینان از دقت نظرسنجی استفاده می‌شوند، اما به  روش‌های متفاوتی کار می‌کنند .

اول، کمی زمینه. RTK سخت‌افزار پهپاد را توصیف می‌کند که به پهپاد اجازه می‌دهد با یک ایستگاه پایه در زمان واقعی ارتباط برقرار کند تا موقعیت آن را در فضا تأیید کند. پردازش RTK   به معنای فرآیند تصحیح اطلاعات موقعیت در زمان واقعی در طول پرواز پهپاد است.

بزرگترین چالش با پردازش RTK این است که نیاز دارد پهپاد (یا مریخ نورد) در ارتباط دائمی با ایستگاه پایه باشد. هر گونه قطع سیگنال، حتی لحظه ای، می تواند از دست دادن داده های قابل توجهی را ایجاد کند که منجر به نقشه های بررسی نادرست می شود. متأسفانه، پهپادها اغلب به دلایل مختلف ممکن است اتصال سیگنال را از دست بدهند که در نتیجه داده ها را غیر قابل اعتماد می کند. زمین، ساختمان ها یا سایر موانع، کاهش قدرت سیگنال، یا افزایش فاصله از ایستگاه RTK همگی می توانند قابلیت اطمینان اتصال بین یک پهپاد و ایستگاه های پایه RTK آن را مختل یا کاهش دهند. متأسفانه، احتمالاً تا زمانی که پردازش داده‌ها را شروع نکنید، از اختلال رخ داده است.

به همین دلیل، بررسی‌های هواپیماهای بدون سرنشین به طور فزاینده‌ای با استفاده از کینماتیک پس پردازش (PPK) پردازش می‌شوند که از یک نقطه کنترل زمینی و یک پهپاد مجهز به RTK برای تصحیح داده‌های موقعیت‌یابی  پس از  پرواز استفاده می‌کند. پس از اتمام پرواز، این دو مجموعه از داده‌های GPS با استفاده از یک مهر زمانی مطابقت داده می‌شوند که زمانی که پهپاد عکس می‌گیرد، ثبت می‌شود. اکنون که پس از این واقعیت، آفست را می‌دانیم، داده‌های GPS داخلی اولیه و کمتر از دقت روی برد بازنویسی می‌شوند و برچسب‌های جغرافیایی دقیقی برای تصاویر ارائه می‌دهند. با PPK، نیازی به حفظ ارتباط بین ایستگاه پایه RTK و پهپاد در طول پرواز نیست. به این دلایل، پروپلر PPK را بیش از RTK برای بررسی هواپیماهای بدون سرنشین در هر سایتی، از جمله سایت‌های ساخت‌وساز، معادن، سنگ‌دانه‌ها و محل‌های دفن زباله توصیه می‌کند.

در اینجا نحوه چیدمان آنها در کنار هم آمده است:

RTK

  • به پیوند رادیویی پایدار برای دریافت داده های ایستگاه پایه نیاز دارد که در طول پرواز پردازش می شود.
  • داده های تصحیح و از دست دادن مقداردهی اولیه منجر به کاهش درصد موقعیت های دقیق دوربین می شود که برای ارائه نظرسنجی سایت ضروری است.

PPK

  • بدون از دست دادن داده یا مقداردهی اولیه توسط محدودیت های پیوند سیگنال، مانند فناوری RTK.
  • تمام داده‌های گرفته شده با الگوریتم‌های مشابه RTK پردازش می‌شوند، از طریق داده‌ها به جلو و عقب اجرا می‌شوند.
  • به طور کلی، مطمئن ترین نتایج ممکن در نظرسنجی را تضمین می کند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد پردازش داده های پهپاد خود با استفاده از گردش کار PPK، کتاب الکترونیکی ما  The Ultimate Guide To PPK Drone Surveying را دانلود کنید .

مزایای نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین برای شرکت های عمرانی چیست؟

نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین چندین مزیت را برای صنعت ساخت و ساز ارائه می دهد، از جمله، بهبود بهره وری، مدیریت بهتر پروژه و بهبود استانداردهای ایمنی.

بهره وری بهبود یافته است

نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین امکان نقشه برداری و اندازه گیری بسیار دقیق سایت های ساخت و ساز عمرانی را فراهم می کند و نیاز به نقشه برداری دستی را کاهش می دهد که هزینه بیشتری دارد و زمان بر است. با پهپادها، پیمانکاران می توانند به سرعت و کارآمد داده ها را در زمان واقعی جمع آوری و تجزیه و تحلیل کنند و آنها را قادر می سازد تا تصمیمات آگاهانه پروژه را بگیرند.

در یک سایت ساخت و ساز، کار معمولاً در چندین مکان انجام می شود و پیگیری تغییرات تغییر یافته می تواند دشوار باشد. سایت های ساختمانی بزرگتر برای بررسی دستی به چندین روز کاری نیاز دارند و در آن زمان سایت می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند و داده ها را نادرست کند. داده‌های به‌روزی که نقشه‌برداری هواپیماهای بدون سرنشین به سرعت ارائه می‌دهد به اطمینان از اینکه شرکت‌های ساختمانی می‌توانند پروژه‌های خود را به موقع و در حد بودجه تحویل دهند، کمک می‌کند.

مدیریت پروژه بهتر با بررسی های دقیق سایت

در یک پرواز نقشه برداری هواپیمای بدون سرنشین ، داده های جمع آوری شده و سپس پردازش شده با یک راه حل نقشه برداری مانند پروپلر می تواند یک نقشه سایت سه بعدی با اندازه گیری های دقیق برای فواصل، سطوح، ارتفاعات و حجم ها تولید کند.

نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین نیز می تواند هر چند وقت یکبار که لازم باشد انجام شود. تمام ذینفعان پروژه، از پیمانکاران فرعی گرفته تا تیم‌های اداری، سپس به جدیدترین داده‌ها در قالبی قابل درک دسترسی دارند تا اطمینان حاصل کنند که کل پروژه مطابق طراحی پیش می‌رود.

استانداردهای ایمنی بهبود یافته است

کار ساخت و ساز می تواند خطرناک باشد. نقشه برداری سنتی اغلب به کارگران نیاز دارد که با ماشین آلات سنگین زیادی وارد موقعیت های صعب العبور در کارگاه ها شوند. با این حال، انجام یک پرواز بررسی پهپاد را می توان از یک موقعیت امن در سایت بدون قرار گرفتن کارگران در مناطق خطرناک انجام داد. بررسی پهپادها نه تنها برای ایمن نگه‌داشتن کارگران مفید است، بلکه داده‌های دقیق جمع‌آوری‌شده می‌تواند برای شناسایی خطرات احتمالی در سایت قبل از ایجاد مشکل استفاده شود.

مزایای نقشه برداری پهپاد برای صنعت معدن چیست؟

نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین طیف وسیعی از مزایا را برای صنایع معدنی و سنگدانه ها از جمله بهره وری بهبود یافته، استفاده از اکتشاف و بازرسی معدن و بهبود استانداردهای ایمنی ارائه می دهد.

بهره وری بهبود یافته است

نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین نقشه ها و اندازه گیری های بسیار دقیقی از سایت های معدنی را به اپراتورهای معدن می دهد. این امر نیاز به نقشه برداری دستی را کاهش می دهد که زمان و هزینه بیشتری را می طلبد و به کارگرانی با مجموعه مهارت خاصی نیاز دارد. در استخراج معادن، نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین بیشتر برای اندازه گیری و ثبت حجم ذخایر، که دارایی های مهم هستند، استفاده می شود. این ذخایر اغلب روزانه تغییر می‌کنند، به این معنی که برای اطمینان از جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل به‌روزترین داده‌ها، نیاز به بررسی‌های مکرر است. مدیران پروژه با پرواز یک پهپاد برای اندازه‌گیری حجم ذخایر به جای فرستادن نقشه برداران برای عبور از یک مکان خطرناک، می‌توانند موجودی‌ها و پیشرفت سایت خود را به شیوه‌ای سریع‌تر و کارآمدتر پیگیری کنند.

استفاده از اکتشاف و بازرسی معدن

قبل از شروع عملیات معدن، یک هواپیمای بدون سرنشین می تواند سایت را بررسی کند تا میزان پتانسیل معدنی موجود را کشف کند. این فرآیند بسیار پیچیده است، اما داده هایی که یک پهپاد می تواند به سرعت و به راحتی جمع آوری کند، می تواند برای شرکت معدنی بسیار ارزشمند باشد.

هنگامی که عملیات معدن به طور کامل سنگ معدن را استخراج کرد، فضای بزرگ زیرزمینی باقی مانده به نام استاپ می تواند به طور باورنکردنی ناپایدار باشد و سنگ از سقف سقوط کند یا از دیوارها جدا شود. استاپ ها بسیار خطرناک هستند و اکثر نهادهای حاکمیتی کارگران را از ورود به آنها منع می کنند.

اما اطلاعات stope برای عملیات ماینینگ مهم است. هر سنگ معدن باقی مانده را می توان برای درآمد اضافی بازیابی کرد. استفاده از یک پهپاد برای بازرسی و جمع‌آوری داده‌ها در یک ایستگاه که در غیر این صورت جمع‌آوری آن غیرممکن بود، بدون اینکه کارگران را در معرض خطرات زیرزمینی قرار دهد، مزایای زیادی برای معدن فراهم می‌کند.

بهبود استانداردهای ایمنی معدن

بررسی یک معدن اغلب مستلزم دسترسی به مکان های صعب العبور است که می تواند به راحتی کارگران را در شرایط ناامن قرار دهد. با تمام ماشین آلات متحرک و فعالیت انفجار در یک سایت معدن، برای نقشه بردار آسان است که در یک موقعیت بالقوه خطرناک قرار بگیرد. با این حال، با بررسی هواپیماهای بدون سرنشین، داده ها را می توان بدون نیاز به بالا رفتن فیزیکی از انبارها یا عبور از جاده های شلوغ حمل و نقل، به طور ایمن جمع آوری کرد.

بررسی‌های منظم هواپیماهای بدون سرنشین همچنین به تیم‌ها کمک می‌کند تا خطرات محل کار را بهتر پیش‌بینی و شناسایی کنند و ایمنی کلی سایت را بهبود بخشند. اپراتورها می توانند ارتفاع بادگیرها، سدها و سدهای باطله، شیب های گودال را بررسی کنند و زوایای شیب را برای مطابقت با الزامات ایمنی ارزیابی کنند.

مزایای استفاده از پهپادها: شرکت ها چگونه از داده ها استفاده می کنند؟

توانایی گرفتن تصاویر بصری دقیق و دقیق از یک محل کار به سرعت و کارآمد یکی از مزایای اصلی استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای نقشه برداری است. اما مزایای دیگری نیز وجود دارد.

حدس و گمان را از پیش آگهی ها و ردیابی پیشرفت حذف کنید

صورتحساب مقادیر در ساخت و ساز امکان مقایسه سریع و آسان پیشنهادات پیمانکار را فراهم می کند. از آنجایی که همه پیشنهاد دهندگان مقدار کار یکسانی را نقل می کنند، تشخیص تفاوت در قیمت آسان است. صورتحساب مقادیر نیز برای تعریف واضح محدوده کار در یک پروژه استفاده می شود. از آنجایی که مقادیر و مقادیر ارائه شده است، جایی برای تفسیر نادرست و احتمال کمتری برای خطاهای ریاضی وجود ندارد. استفاده از پهپاد برای بررسی مواد در یک سایت شغلی احتمالی به شما کمک می‌کند تا مطمئن شوید که قیمت‌گذاری پیمانکاری که ارسال می‌کنید دقیق است و برای کاری که انجام می‌دهید غرامت دریافت خواهید کرد. مقایسه نظرسنجی اولیه سایت خود با فایل اصلی ارائه شده به شما این امکان را می دهد که در صورت مشاهده اختلاف نامطلوب بین این دو، درخواست تغییر سفارش از قبل برای تضمین پول بیشتری برای پروژه داشته باشید.

مطالعه موردی: واقع در بلومزدیل، میسوری، R&K Excavation یک پیمانکار عمرانی سنگین است که حفاری و درجه بندی، تاسیسات و محل کار، حفاری و انفجار، و خدمات عمرانی را ارائه می دهد. برای اطمینان از سودآوری پروژه ها، R&K از نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین برای ردیابی دقیق پیشرفت و هزینه ها در مقایسه با پیشنهاد اولیه استفاده می کند. یکی از پروژه‌های فعلی یک جاده چهار مایلی است که 550 هکتار را پوشش می‌دهد و آنها چندین بار در هفته با پهپاد DJI Phantom 4 RTK با آن پرواز می‌کنند. آنها هر هفته بخش هایی از سایت را در روزهای پنجشنبه و جمعه پرواز می کنند و تا دوشنبه داده ها را پردازش کرده اند.

برای اینکه بتوانید محصولی را که به نظر می رسد یک نقشه بردار حرفه ای هستید به دست آورید، نیازی به داشتن مدرک در کنترل درجه یا 15 سال تجربه نقشه برداری ندارید. نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین به ما امکان می دهد تا داده ها را جمع آوری کنیم و محاسبات خود را انجام دهیم و زمان اجرای خود را بدست آوریم، بدون اینکه نیازی به گره زدن افراد کنترل درجه ما باشد.

پاتریک اس.، دستیار مدیر پروژه برای کنترل درجه و کیفیت، R&K کاوش

از کار مجدد خودداری کنید

طبق گزارش موسسه صنعت ساخت و ساز، کار مجدد تخمین زده می شود که  2 تا 20 درصد  از کل هزینه ها را نشان دهد. این بر زمان‌بندی پروژه، هزینه‌ها، زمان‌بندی‌ها، منابع ماشین و ساعات کار افراد تأثیر می‌گذارد. همه اینها سودآوری را از بین می برد. یکی از دلایل اصلی برای دوباره کاری، کمبود اطلاعات یا استفاده از اطلاعات قدیمی در تصمیم گیری است. فناوری، مانند  پلتفرم پروانه ، حل این مشکل را با داده های دقیق و به موقع آسان تر می کند. نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین به سرپرستان و سرپرستان سایت این امکان را می دهد که تقریباً یک روز پس از درخواست نقشه های به روز با مشخصات دقیق را دریافت کنند که به تصمیم گیری بهتر و در نهایت کار مجدد کمتر کمک می کند.

مطالعه موردی: هاسکل راه حل های مهندسی، طراحی و ساختمانی را برای بخش های زیرساخت صنعتی، تجاری، دولتی و عمرانی ارائه می دهد. آنها از پیمانکاران فرعی مختلفی برای کمک به پروژه های خود استفاده می کنند. مدیریت کیفیت و پیشرفت کار پیمانکاران فرعی و تأیید مطابقت آن با مشخصات طراحی، برای ماندن در برنامه و جلوگیری از تضاد بسیار مهم است. نقشه برداری از پایگاه و مریخ نورد به دلیل سرعت ساخت و ساز در اینجا امکان پذیر نبود و کل سایت یک یا دو بار در هفته نیاز به بررسی داشت. هاسکل با استفاده از داده‌های ضبط‌شده توسط هواپیماهای بدون سرنشین و پروانه، می‌تواند نظرسنجی‌های دو بار در هفته را تجسم کند و پیشرفت پیمانکاران را به سرعت و به آسانی دنبال کند.

پروانه این کار را برای ما آسان می کند تا کارهایی را که در محل کار اتفاق می افتد نظارت کنیم و مطمئن شویم که همه چیز طبق طراحی و مدل سازی انجام می شود. سطح دیدی که بررسی‌های هواپیماهای بدون سرنشین ارائه می‌کنند به ما امکان می‌دهد تا مسائل را به سرعت و قبل از تبدیل شدن به مشکلات گران قیمت شناسایی کنیم.

Hamzah S.، مدیر فناوری و نوآوری، Haskell

ارتباطات سایت به دفتر را بهبود بخشید

داده‌های نظرسنجی که توسط هواپیماهای بدون سرنشین گرفته شده و توسط پلت‌فرم‌های نرم‌افزاری مانند پروپلر پردازش می‌شوند، به متمرکز کردن اسناد پروژه و افزایش همکاری با نقشه برداران، مهندسان، سرکارگرها و مدیران سایت کمک می‌کنند. چالش‌های همکاری کل طول عمر هر پروژه را در بر می‌گیرد و مهم است که همه ذینفعان در هر مرحله داده‌هایی را داشته باشند که بدانند آیا پروژه در مسیر، بودجه و برنامه‌ریزی قرار دارد یا خیر. پلتفرم هایی مانند Propeller تمام اطلاعات شما را در یک مکان متمرکز می کنند، از جمله نظرسنجی های حال و گذشته، طرح ها و تکرارها، و تمام یادداشت ها، گزارش ها و فایل های شما.

مطالعه موردی: RIPA & Associates یک شرکت خدمات ساختمانی و عمرانی است که در فلوریدا مرکزی واقع شده است و به طور مداوم در 100 شرکت خصوصی برتر در منطقه خلیج تامپا قرار دارد. آنها بر پروژه های ساختمانی تجاری، مسکونی، صنعتی و عمومی در هر اندازه تمرکز می کنند. دان کمپبل بخش های خرید، فناوری اطلاعات و فناوری میدانی RIPA را مدیریت می کند و در عین حال پروژه ها را نیز مدیریت می کند. چند سال پیش، دان متوجه شد که فناوری پهپاد به عنوان جایگزینی برای عکاسی هوایی در خط مقدم قرار گرفته است. در حالی که او در پهپادها تازه کار بود، درباره نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین اطلاعات بیشتری کسب کرد و اکنون جزئیات پروژه را با برآوردگران، سرپرستان میدانی و بازرسان به اشتراک می گذارد و به طور کامل پهپادها را به عنوان راهی برای دریافت اطلاعات دقیق تر در مورد پروژه هایشان به سهامداران کلیدی در زمان واقعی تر پذیرفته است. .

ما اکنون طیف کاملی از کاربران داریم، از سرپرستان برای هدایت سرکارگران تا کاربرانی که با فناوری کمتر آشنا هستند. مدیران پروژه ما به کاربران قدرتمند تبدیل شده اند و به طور منظم از آن برای ردیابی مقایسه پرواز به پرواز برای نظارت بر تولید استفاده می کنند. زمان ما بهتر می‌تواند صرف تماشای فیلم‌های پهپاد و سپس هماهنگی با اعضای تیممان شود که باید بر اساس آن عمل کنند.”

دان سی، مدیر ارشد، RIPA و همکاران

سفارشات تغییر را به حداقل برسانید 

بر اساس گزارش گروه تحلیل پروژه مستقل، به  طور متوسط ​​35 درصد  از کل پروژه های ساختمانی دچار تغییر اساسی خواهند شد. یک مطالعه نشان داد که سفارش‌های تغییر منجر به افزایش هزینه‌های پروژه بین 11 تا 15 درصد به طور متوسط ​​و تاخیر در پروژه‌ها تا 20 درصد فراتر از تاریخ‌های تکمیل برنامه‌ریزی‌شده شده است.

داده‌های فتوگرامتری که از بررسی سایت خود با پهپاد به دست می‌آورید به شما امکان می‌دهد کار را با دقت بیشتری انجام دهید و احتمال تغییر سفارشات را کاهش دهید. اما زمانی که نیاز به سفارش‌های تغییر ایجاد می‌شود، داده‌های دقیق هواپیماهای بدون سرنشین درباره سایت شما، مذاکره مجدد درباره تغییرات بالقوه مشکل‌ساز را آسان‌تر می‌کند. زمانی که هیچ گاه بیش از یک یا دو روز با آخرین داده های نظرسنجی خود فاصله ندارید، می توانید به طور موثرتری اجرا کنید و تصمیمات بهتری در هر مرحله از پروژه بگیرید تا مطمئن شوید که پرداخت دقیقی به شما داده می شود. داده‌های بصری، مانند عکس‌های اورتوفتو (عکس‌های بالای سایت شما) می‌توانند سفارش‌های تغییر را آسان‌تر کنند، زیرا بحث کردن با یک عکس دشوار است!

مطالعه موردی: DH Griffin Infrastructure درجه بندی و توسعه سایت، بتن تخصصی و خدمات زیرزمینی را در کارولینای شمالی، ایالات متحده و اطراف آن ارائه می دهد. کیت تیلور تجهیزات کنترلی دستگاه جی پی اس، موقعیت یابی سایت، ابزار دقیق بررسی دستی و نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین را مدیریت می کند که با استفاده از گردش کار پروانه PPK انجام می دهد. کیت به اشتراک گذاشت که چگونه داشتن داده های دقیق تر به شرکتش مزیت رقابتی در زمانی که نیاز به دستور تغییر ایجاد می شود، می بخشد.

ما پروژه‌ای داشتیم که در آن بین آنچه پهپاد ما در توپو موجود می‌دید با آنچه در نظرسنجی که برای طراحی انجام شده بود، اختلاف وجود داشت. ما توانستیم از این اطلاعات برای مذاکره در مورد کارهای اضافی استفاده کنیم.»

Keith T.، GPS Control، DH Griffin

از اختلافات دوری کنید

مطالعه‌ای در سال 2022 نشان داد که 87 درصد از بیش از 500 پاسخ‌دهنده از شرکت‌های معماری، مهندسی و ساخت‌وساز در 12 ماه گذشته با اختلافات برخورد کرده‌اند که نسبت به 63 درصد در سال 2021 افزایش قابل‌توجهی داشته است. آرکادیس دریافت که علت اصلی اختلافات در آمریکای شمالی، نگهداری سوابق و مستندات ضعیف است.

حل و فصل اختلافات مستلزم یک برنامه ارتباطی و مستندسازی واضح است. بررسی‌های هواپیماهای بدون سرنشین که در شروع یک پروژه و در فواصل زمانی منظم در طول کار انجام می‌شوند، یک سابقه تاریخی و یک رکورد ثابت (و قابل اعتماد) از پیشرفت در طول زمان ارائه می‌دهند. در صورت بروز اختلاف، پیمانکاران می‌توانند مجدداً به بررسی سایت مربوطه مراجعه کنند تا هرگونه نگرانی را برطرف کنند.

سوابق دقیق ایجاد شده با داده های هواپیماهای بدون سرنشین همچنین به پیمانکاران این امکان را می دهد که به سرعت خطاها یا نگرانی های پروژه را شناسایی و برطرف کنند و مستندات واضح، دقیق، بی طرفانه و قابل درک را از هر مرحله از پروژه ارائه دهند.

مطالعه موردی: NCC مستقر در اولسو، نروژ، پیشرو در ساخت و ساز اروپای شمالی است. NCC روی همه چیز از توسعه املاک گرفته تا زیرساخت ها کار می کند، از جمله یک شرکت فرعی که به پروژه های چارچوب مدنی مانند ساخت بزرگراه ها و راه آهن جدید اختصاص دارد. هنگامی که NCC پروژه راه آهن 9 کیلومتری را آغاز کرد که شامل چهار پل بزرگ و جابجایی یک میلیون متر مکعب زمین بود، آنها به دنبال راهی کارآمد برای اشتراک گذاری داده های سایت بین نقشه برداران، مدیران نظرسنجی، سرکارگرها، مدیران سایت و مشتری بودند. داشتن جدول زمانی اثبات شده از داده ها، بروز اختلافات را اگر نگوییم غیرممکن، دشوار کرده است. NCC شاهد کاهش زیادی در اختلافات در سراسر شرکت بوده است.

“دلیل عدم وجود اختلاف این است که ما این عکس های سایت را داریم. بحثی در کار نبود چون چیزی برای بحث نبود. وقتی ما هر 14 روز عکس داریم و می‌توانیم ببینیم در این بین چه اتفاقی افتاده است، نمی‌توان گفت این اتفاق نیفتاده است.» 

Mats N.، مدیر برنامه ریزی، NCC

در زمان و هزینه صرفه جویی کنید

اندازه گیری مقادیر و پیشرفت به صورت دستی به زمان، منابع و اغلب یک فرد اختصاصی تمام وقت نیاز دارد. و در مناطق دور افتاده، بخش زیادی از زمان صرف دسترسی به یک سایت می شود. زمانی که داده‌های نظرسنجی را می‌توان در ساعت‌ها، نه روزها یا هفته‌ها، جمع‌آوری و پردازش کرد، پروژه‌ها با کار مجدد کمتر، هزینه‌های اضافی و هزینه‌های سربار کمتر پیش می‌روند. استفاده از پردازش مبتنی بر ابر نیز نیاز به هزینه های سرور و رایانه را از بین می برد و بسیار مقیاس پذیرتر است.

مطالعه موردی: Rickabaugh Construction بر پروژه‌های مقیاس بزرگ در سرتاسر اورگان با منشأ ساده 20 سال پیش در انبار مالک تمرکز می‌کند. تراوس گراهام کار خود را به عنوان سرکارگر میدانی آغاز کرد و به سرعت به سمت جی پی اس کسب و کار جذب شد و از تأثیری که استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای نقشه برداری می تواند بر تجارت او داشته باشد هیجان زده بود. برای Travess غیرعادی نبود که صدها مایل هر روز بین کارگاه ها رانندگی کند تا به محاسبه حجم انبارها و تأیید ارتفاعات کمک کند. یک بار، تراورس با یک پیمانکار فرعی کار می کرد که به چالش کشیده بود که آیا آزمایش تراکم انجام شده است یا خیر و از تراووس خواست تا آسفالتی را که چند هفته به طول انجامیده بود، کند. Rickabaugh توانست داده‌ها و عکس‌های پرواز پیمانکار را نشان دهد که آزمایش تراکم انجام شده را تأیید می‌کند و باعث صرفه‌جویی 100000 دلاری شرکت در یک روز شده است.

“این برش لبه است. این به شما برتری نسبت به دیگران می دهد و شما را متمایز می کند. حتی از مهندسان شهری خواسته ام که به من بگویند “کاش یک پهپاد داشتم.”

Travess G.، مدیر GPS، Rickabaugh

متعادل سازی سایت

یکی از هزینه های عمده در عملیات خاکی واردات یا صادرات خاک از محل است. یک راه برای صرفه جویی در هزینه برای این عملیات تعیین این است که آیا پروژه می تواند تنها با استفاده از خاکی که در حال حاضر در سایت وجود دارد انجام شود، که به عنوان متعادل سازی سایت شناخته می شود. هنگام توسعه یک طرح درجه برای یک پروژه ساختمانی یا خاکی، یک هدف کلیدی این است که اطمینان حاصل شود که آلودگی در محل کار تا حد امکان متعادل می شود. این به این معنی است که بریدگی ها و پرکردن ها نسبتاً برابر است، به طوری که پیمانکاران مجبور به واردات یا صادرات خاک در کامیون ها برای اتمام کار نیستند که می تواند هزینه بر باشد. جابجایی زمین موجود در محل با ماشین آلات حفاری مقرون به صرفه تر است. وقتی محل کار خود را با پهپاد بررسی می کنید، داده هایی که به دست می آورید به شما این امکان را می دهد که میزان آلودگی خود را با دقت بیشتری ردیابی کنید و سایت خود را متعادل کنید.

مطالعه موردی: واقع در شرق اوهایو، حفاری شکلر متعلق به خانواده طیف گسترده ای از خدمات از جمله جابجایی زمین، کارهای تاسیساتی، احیا، تثبیت سیمان، و کار در محل را به مشتریان در اوهایو، پنسیلوانیا، ویرجینیای غربی و نیوجرسی ارائه می دهد. Sheckler هر کاری که ممکن است انجام می دهد تا سایت های خود را با مواد موجود در محل متعادل کند تا میزان واردات یا صادرات مواد مورد نیاز را به حداقل برساند. استفاده از پروانه به آنها این امکان را می دهد که هر ماه بفهمند چه مقدار خاک بیشتری برای حرکت در سلول دفن زباله نیاز دارند.

ما اکنون در حال ساخت چهارمین سلول دفن زباله خود هستیم. ما هر ماه آن را پرواز می کنیم، نظرسنجی ها را مقایسه می کنیم و داده ها را به مشتریان خود گزارش می دهیم. زمانی که در حال برنامه‌ریزی سلول‌های جدید هستند، می‌خواهند توپوس ما را ببینند، و پروپلر واقعاً به یاردهای ما کمک کرده است. ما می‌توانیم ذخایر را به دقت اندازه‌گیری کنیم و به مشتریان خود اطلاع دهیم که چه مقدار کثیفی در هر کدام وجود دارد.»

نیکول اس.، مدیر پروژه و رئیس نقشه برداری

خطرات ایمنی را کاهش دهید

پرواز پهپاد به نقشه برداران این امکان را می دهد که در زمین های پایدار بمانند در حالی که با خیال راحت در مناطق و دامنه های خطرناک حرکت می کنند یا از تماس نزدیک با بزرگراه های شلوغ اجتناب می کنند. نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین خدمه را برای مدت زمان کمتری نسبت به روش های بررسی سنتی در محل نگه می دارد و خطر بروز آسیب را کاهش می دهد. نقشه برداری یک سایت به سادگی برنامه ریزی مسیر پرواز و خلبانی پهپاد است و به همان اندازه نتایج دقیقی به همراه دارد.

مطالعه موردی: Zak Dirt در سال 1976 تأسیس شد و بر پروژه‌های بزرگراهی و ساختمانی سنگین تمرکز دارد. آنها اخیراً ساخت و ساز پروژه Boulder Canyon را آغاز کرده اند، جاده ای به طول 14 مایل که از میان زمین های کوهستانی و خطرناک کلرادو می گذرد. گرفتن توپ های سریع و دقیق چالش برانگیز و گاهی غیرممکن بود. آنها اکنون از پهپادها برای گرفتن مکرر و ایمن داده‌های نظرسنجی استفاده می‌کنند و گزارش‌های آنها را ظرف 24 ساعت به دست می‌آورند.

«زمین بولدر کنیون برای بررسی دستی بسیار دشوار است. گرفتن عکس از یک شیب به بالا و پایین بسیار خطرناک خواهد بود. مطلقاً هیچ راهی وجود ندارد که انجام شود. تا زمانی که دره را توپو انجام دادیم و آن را پس گرفتیم، دو ماه از زمانی که به آن نیاز داشتیم گذشته بودیم.

آنجلو ام.، خزانه دار شرکت و رئیس نقشه برداری GPS

چگونه برنامه بررسی پهپاد خود را شروع کنیم؟

نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین تیم شما را برای تصمیم گیری بهتر و مبتنی بر داده تنظیم می کند. کارایی پهپادها به شما این امکان را می‌دهد که روزها یا هفته‌ها از گردش‌های معمول نقشه‌برداری بگذرید. استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین نسبت به تجهیزات نقشه برداری سنتی ارزان تر و ساده تر است، بنابراین نیازی نیست ده ها هزار دلار برای سخت افزار هزینه کنید و برای گرفتن داده های سایت نیازی به آموزش یا آموزش خاصی ندارید. می توانید خودتان این کار را انجام دهید. دیگر لازم نیست منتظر نظرسنجی های نادر یا شخص ثالث باشید. می توانید داده های خود را هر چند وقت یکبار که می خواهید پرواز کنید به روز کنید.

و از آنجایی که پهپاد بیشتر کار را انجام می دهد، نیازی نیست پرسنل را برای پیاده روی در یک سایت یا دسترسی به مناطق خطرناک به بیرون بفرستید. این به تنهایی خطرات ایمنی را کاهش می دهد و سرعت جمع آوری داده ها را افزایش می دهد.

وقتی صحبت از پیاده روی در محل برای پرتاب هواپیمای بدون سرنشین و گرفتن داده می شود، خود پرواز عمدتاً خودکار است. برنامه‌های رایگان مانند  GS Pro  یا DJI Pilot 2 پیچیدگی پرواز را از بین می‌برند: مسیر پرواز را روی صفحه لمسی تنظیم کنید، سپس Go را بزنید. کنترل دستی در کار نیست. پرواز خودکار توصیه می شود زیرا پرواز ثابت و ثابت برای کیفیت تصویر بسیار مهم است. اگر تصاویری با کیفیت پایین دارید، نظرسنجی هایی با کیفیت پایین دریافت خواهید کرد.

کاربردهای نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین برای صنایع مختلف

نقشه برداری با پهپاد بسیار متنوع است. در اینجا تنها چند مورد از روش‌هایی که شرکت‌ها در صنایع مختلف خاک‌ریزی از داده‌های پهپاد خود برای مدیریت بهتر سایت‌های خود استفاده می‌کنند، آورده شده است:

  • مصالح:  از نقشه های سه بعدی مبتنی بر مرورگر برای بازرسی و اندازه گیری زوایای گودال معدن، محاسبه حجم انفجار و مدیریت حرکت مواد و مدیریت موجودی استفاده کنید.
  • ساخت و ساز عمرانی : برای مناقصه پروژه موثرتر، مکان های پیش از پیشنهاد را به طور موثرتری جذب کنید، حجم انبارها را اندازه گیری کنید و برش/پر کردن را ایجاد کنید.
  • استخراج : اطمینان حاصل کنید که رکورد مواد حفاری، پردازش و جابجایی هر ماه با حسابداری مطابقت دارد.
  • مدیریت زباله : محاسبات دقیق تراکم تراکم محل دفن زباله و فضای باقیمانده را انجام دهید و از بررسی‌های هواپیماهای بدون سرنشین برای نظارت بر انطباق استفاده کنید.
گردش کار نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین

هنگامی که زمان آن فرا می رسد که برای گرفتن داده های خود به سایت بروید، گردش کار دقیق همه افراد کمی متفاوت به نظر می رسد، زیرا هیچ دو سایتی یکسان نیستند. اما در اینجا اصول اولیه آنچه می توانید انتظار داشته باشید هنگام قرار دادن چکمه ها روی زمین برای انجام نقشه برداری با AeroPoints به عنوان کنترل زمینی وجود دارد.

  • از پیش برنامه ریزی
    • مسیر رانندگی و محل کنترل زمینی خود را ترسیم کنید
    • ارزیابی ایمنی و مدیریت ترافیک
  • محل قرارگیری کنترل زمین
    • سایت خود را هدایت کنید و AeroPoints را تنظیم کنید. در حین رفتن هر کدام را روشن کنید
  • راه اندازی پهپاد شما
    • مسیر خود را با یک برنامه برنامه ریزی ماموریت تنظیم کنید و ماموریت را ذخیره کنید
    • پهپاد خود را از قاب آن خارج کنید، پهپاد را مطابق با دستورالعمل های ساخت و مدل راه اندازی کنید، یک باتری پر را وارد کنید، برای پرتاب در فضای باز قرار دهید.
    • پرتاب پهپاد و نظارت بر پرواز از طریق کنترلر دستی
  • فرود آمدن و بسته شدن
    • پس از بازگشت خودکار پهپاد به خانه، آن را در جعبه خود قرار دهید
    • AeroPoints خود را به ترتیب معکوس برانید و بردارید تا مطمئن شوید که زمان کافی برای گرفتن داده را داشته اند. قبل از برداشتن آنها از روی زمین، دکمه را فشار دهید.
    • پس از فشار دادن مجدد دکمه، به دنبال سیگنال WiFi برای آپلود خودکار داده ها می گردند
    • به دفتر بازگردید، تصاویر خود را در یک پلت فرم پردازش مبتنی بر ابر مانند پروانه آپلود کنید.
گواهینامه فضای هوایی و خلبانی

پهپاد نوعی هواپیما است، هرچند کوچک. تمامی وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (پهپاد) توسط مقامات هواپیمایی کشوری تنظیم می شوند. قوانین بسته به جایی که هستید متفاوت است، اما شما می توانید انتظار داشته باشید که محدودیت وزن برای کاردستی خود و نوعی گواهی یا مجوز برای خلبانان در مورد پرواز تجاری، به جای تفریحی، داشته باشید.

محل قرارگیری سایت شما نیز بسته به فضایی که در آن زندگی می‌کند، می‌تواند بر نحوه، زمان و آیا پرواز شما تأثیر بگذارد. ما در اینجا به حریم هوایی و محدودیت‌های ایالات متحده می‌پردازیم، اما اگر اطلاعات بیشتری در مورد منطقه دیگری می‌خواهید، به وب‌سایت بخش هوانوردی کشورتان مراجعه کنید.

برخی از وب‌سایت‌ها مقررات فهرست‌بندی براساس کشور، مانند  پایگاه داده مقررات جهانی هواپیماهای بدون سرنشین ، یا برنامه‌هایی مانند برنامه B4YouFly  یا  DJI FlySafe برای ایالات متحده وجود دارند  که بر اساس موقعیت مکانی شما به شما اطلاعات می‌دهند.

حریم هوایی محدود

فضای هوایی بخشی از آسمان است که توسط یک کشور در بالای قلمرو خود کنترل می شود. فضای هوایی به شش کلاس تقسیم می شود. این کلاس ها کاربرد و محدودیت های آن را نشان می دهند. به عنوان مثال، فضای هوایی در ارتفاع 2500 فوتی کلاس D است و کنترل می شود. شما نمی توانید بدون مجوز چیزی را در این منطقه پرواز کنید.

در حالی که تفاوت های ظریف و مزایای زیادی در فضای کنترل شده وجود دارد، موارد زیر را در نظر داشته باشید:

  • اگر سایت شما نزدیک فرودگاه یا فرودگاه باشد
  • اگر سایت شما نزدیک یک پایگاه نظامی است
  • اگر سایت شما در محیط شهری است

اگر فضایی که در آن هستید کنترل شود، برای پرواز با آن باید مجوز بیشتری دریافت کنید. این مجوز معمولاً از فرودگاه یا ارتش می آید. اگر در نزدیکی یکی از 500 فرودگاه شرکت کننده هستید، می توانید از طریق برنامه LAANC (مجوز و قابلیت اطلاع رسانی در ارتفاع پایین) مجوز دریافت کنید. می‌توانید مجوز LAANC را از طریق تعدادی از شرکت‌ها و برنامه‌های شریک FAA، مانند Aloft دریافت کنید .

گواهینامه خلبانی ایالات متحده

هواپیماهای بدون سرنشین توسط اداره هوانوردی فدرال (FAA) کنترل می شوند و برای پرواز باید مجوز دریافت کنید. پرواز پهپادهای 55 پوندی و کمتر برای مقاصد تجاری (یعنی در ساعات روشنایی روز، در محدوده دید، کمتر از 400 فوت و کمتر از 100 مایل در ساعت) پس از گذراندن آزمون هوانوردی خاص UAS (FAA 107) مجاز است.

امتحان قسمت 107 می تواند یک عامل بازدارنده بزرگ برای کسانی باشد که علاقه مند به استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین در محل هستند، اما در واقع انجام آن بسیار ساده تر از آن چیزی است که انتظار دارید. این آزمون شصت سوال چند گزینه ای است که کلمات کلیدی، اصطلاحات هوانوردی، آب و هوا و مقررات را پوشش می دهد. بسیاری از این موارد بسیار شهودی هستند.

انتخاب پهپاد

هنگامی که تشخیص دادید که کسب و کار شما می تواند از نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین بهره مند شود، یکی از اولین تصمیماتی که باید بگیرید این است که کدام پهپاد برای شما مناسب است. خواه به دنبال نقشه برداری از زمین های پیچیده یا مکان های بررسی سریع تر و ارزان تر باشید، گزینه های مختلف و ملاحظات خاصی برای ارزیابی وجود دارد.

هنگام انتخاب پهپاد سه نکته اصلی وجود دارد:

  1. اندازه منطقه نظرسنجی شما
  2. انتخاب دوربین
  3. بودجه

پهپادهای کوادکوپتر مانند Phantom 4RTK DJI، Mavic 3 Enterprise و Matrice 300 مانند یک هلیکوپتر کوچک، با بدنه مرکزی و چندین موتور که پروانه ها را تغذیه می کنند، کار می کنند. پهپادهای مولتی روتور رایج‌ترین پهپادهایی هستند که برای اکثر شرکت‌های ساختمانی، معدنی، سنگدانه‌ها و مدیریت زباله استفاده می‌شوند.

پهپادهای بال ثابت بدون برخاست و فرود عمودی (VTOL) ، مانند Sensefly eBee X، دارای ساختار بال ثابت و قابلیت‌های RTK هستند و پرتابی به سبک منجنیق را در خود جای داده‌اند، اما توانایی برخاستن و فرود عمودی را ندارند. .

پهپادهای بال ثابت با VTOL ، مانند WingtraOne GEN II و Trinity F90+ Quantum Systems، ویژگی‌های طراحی کوادکوپتر و بال ثابت را با هم ترکیب می‌کنند. آنها می توانند مانند یک کوادکوپتر به صورت عمودی بلند شوند و فرود بیایند (بنابراین نام) ، اما طراحی بال ثابت به آنها امکان می دهد سریعتر و دورتر از کوادکوپتر پرواز کنند و آنها را برای مکان های کاری در مقیاس بزرگ ، به ویژه پروژه های راهروی طولانی ایده آل می کند.

نوع پهپاد جوانب مثبت منفی
کوادکوپتر ارزان تر
کنترل عالی بر روی موقعیت و قاب بندی
ایده آل برای مکان های کوچکتر یا مناطق شهری
یادگیری آسان تر پرواز		 استقامت و سرعت محدود
بیشتر قطعاتی که مستعد شکستن هستند
بال ثابت طراحی فایبرگلاس بادوام
سریعتر و کارآمدتر
زمان پرواز طولانی تر
ایده آل برای نقشه برداری سریع و کارآمد برای فضاهای کاری بزرگ و باز		 گرانتر از کوادکوپترها
بزرگتر و حمل و نقل دشوارتر از کوادکوپترها
پیچیده تر برای پرواز
نیاز به فضای بیشتری برای کار کردن

پردازش داده های پهپاد شما

با نرم افزار نقشه برداری و تجزیه و تحلیل مناسب، می توانید حجم انبارها را با چند کلیک محاسبه کنید. نمرات جاده را در چند ثانیه چک کنید. نظارت بر مناطق زیست محیطی در طول زمان و پس از رویدادهای بزرگ؛ نرخ تراکم و حریم هوایی باقیمانده را به دقت پیگیری کنید. و خیلی بیشتر

صرف زمان برای یافتن نرم افزار مناسب برای نیازهای شما نتیجه می دهد. پلت فرم های بررسی پهپادها به طور مداوم در حال پیشرفت هستند و در حالی که برخی از آنها برای کشاورزی، تاسیسات، بازرسی، املاک و مستغلات، یا نفت و گاز بهینه شده اند، برخی دیگر به طور هدفمند برای برآوردن نیازهای پیمانکاران عمرانی و صنعت منابع ساخته شده اند.

پلتفرم پروانه برای خدمت به صنایع ساخت و ساز و منابع ساخته شده است و از پردازش PPK برای اطمینان از دقیق ترین داده های نظرسنجی ممکن استفاده می کند. پیشرفت و بهره‌وری را در سایت ردیابی کنید، کیفیت را اندازه‌گیری کنید و هزینه را با ابزارهای ساده‌ای که همه می‌توانند از آن استفاده کنند کاهش دهید – همه اینها بدون دانلود یک برنامه نرم‌افزاری واحد. پروانه مبتنی بر ابر است و تمام کارهای سنگین را در مورد داده انجام می دهد. دیگر خبری از ماشین های رومیزی گران قیمت نیست که روزها طول می کشد تا داده ها را پردازش کنند.

محاسبه میزان کار تکمیل شده و میزان کار باقی مانده برای انجام را می توان به روش های مختلفی در پلتفرم پروانه با استفاده از  ابزار مقایسه حجم انجام داد  . در اینجا برخی از گردش‌های کاری متداول وجود دارد که کسب‌وکارهای خاکی می‌توانند با استفاده از داده‌های بررسی هواپیماهای بدون سرنشین خود که توسط پروپلر پردازش می‌شوند، گزارش دهند.

  • مقایسه سطح فعلی با سطح اصلی – از این روش گزارش برای تعیین مقدار موادی که از ابتدای کار جابجا شده‌اید و اینکه آیا به درستی در نقاط عطف پروژه خود ردیابی می‌کنید، استفاده کنید.
  • مقایسه سطح فعلی با آخرین سطح بررسی شده – از این اطلاعات برای درک چگونگی پیشرفت سایت خود استفاده کنید و تعیین کنید که آیا نیاز به استقرار مجدد کارگران یا ماشین آلات است یا خیر.
  • مقایسه سطح فعلی با طراحی نهایی – از این مقایسه برای ردیابی میزان نزدیکی شما به اتمام عملیات خاکی برای پروژه استفاده کنید.

تجزیه و تحلیل داده‌ها، برنامه‌ریزی، تضمین کیفیت و ردیابی پیشرفت – اینها مکان‌هایی هستند که می‌توانید زمان خود را متمرکز کنید، اینها راه‌هایی هستند که می‌توانید بیشترین تفاوت را در کارایی و کاهش هزینه در سایت خود ایجاد کنید. بنابراین اگر در یک معدن، معدن، محل دفن زباله، یا یک سایت ساخت و ساز عمرانی هستید، چگونه نرم افزار مناسب را انتخاب می کنید؟

سوالات متداول

در اینجا متداول ترین سؤالات در مورد نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین (و برخی از آنها در مورد پروانه) از سوی کسانی است که به دنبال شروع یک برنامه بررسی هواپیماهای بدون سرنشین یا تقویت برنامه موجود هستند.

ما یک تجارت خاکی کوچکتر هستیم. آیا ما می توانیم یک برنامه بررسی پهپادها را بپردازیم؟

ممکن است فکر کنید برای پردازش داده ها به یک پهپاد گران قیمت، یک خلبان آموزش دیده، تجهیزات نظرسنجی خاص یا یک قرارداد خدمات وب پرهزینه نیاز دارید. با این حال، اضافه کردن یک پهپاد مقرون به صرفه برای کمک به جمع آوری داده های توپوگرافی ساده است. و با پلتفرم پردازش مناسب مانند پروپلر، می‌توانید داده‌های مورد نیاز خود را از هر پرواز پهپاد به دست آورید و اطمینان حاصل کنید که برای کاری که انجام می‌دهید، غرامت دریافت می‌کنید، در نتیجه بازده قابل توجهی در سرمایه‌گذاری خود در برنامه پهپاد دریافت می‌کنید.

چگونه از صحت نقشه ها و مدل ها اطمینان حاصل می شود؟

دقت اولویت شماره یک در عملیات نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین است، بنابراین مطمئن شوید که فروشنده شما درک می کند که چرا کنترل زمینی بسیار مهم است. نقشه‌برداران اکثراً موافق هستند که، حتی در هنگام استفاده از جی‌پی‌اس RTK/PPK روی برد بالا، همچنان به روشی برای کنترل زمینی یا احراز هویت برای داده‌های پهپادهایی که جمع‌آوری می‌کنید، نیاز دارید. دقت نیز تحت تأثیر نحوه پردازش داده‌های نظرسنجی هواپیماهای بدون سرنشین قرار می‌گیرد، و می‌توانید اطلاعات بیشتری در این مورد در زیر زیر سؤال با عنوان « کیفیت پردازش داده‌ها چگونه تضمین می‌شود» بیابید؟ “.

آیا یک راه حل نقشه برداری پهپاد «سیلوی داده» دیگری در کسب و کار من ایجاد می کند؟

احتمالاً فرآیندهایی را ایجاد کرده اید که نمی خواهید آنها را مختل کنید. بنابراین، باید مطمئن شوید که نرم‌افزار نقشه‌برداری هواپیمای بدون سرنشینی که انتخاب می‌کنید با جریان‌های کاری موجود ادغام می‌شود و گردش کار روزانه شما را  آسان‌تر می‌کند . داده‌های شما باید قابلیت واردات، صادرات، تغییر شکل و دستکاری را داشته باشند تا از تصمیم‌گیری صحیح برای عملیات تجاری شما پشتیبانی کند.

با Propeller، تمام داده‌هایی که تولید می‌کنید، و هر محاسبه‌ای که انجام می‌دهید، می‌تواند صادر و به اشتراک گذاشته شود، چه به‌عنوان گزارش PDF یا یک صفحه گسترده. می‌توانید داده‌های خود را در طیف وسیعی از فرمت‌های فایل سفارشی دانلود کنید تا در برنامه‌هایی مانند Trimble Business Center، AutoCAD، Carlson و AgTek استفاده کنید. همچنین می توانید  داده های پروانه خود را با برنامه های نرم افزاری Procore، BIM 360 و Aconex ادغام کنید  .

آیا کالیبراسیون سایت محلی پشتیبانی می شود؟

اگر روی یک شبکه محلی کار می کنید، مطمئن شوید که نرم افزار شما از کالیبراسیون سایت محلی پشتیبانی می کند. بدون این قابلیت، به شخصی در خانه نیاز دارید که زمان و مهارت لازم را برای تبدیل هر قطعه از داده های پهپاد به مختصات شبکه محلی داشته باشد. پلتفرم‌های پردازشی مانند Propeller از سیستم‌های مختصات محلی از طریق «کشیدن و رها کردن» فایل کالیبراسیون سایت شما پشتیبانی می‌کنند تا تمام داده‌های شما به «زبان» خود سایت شما تحویل داده شود.

کیفیت پردازش داده ها چگونه تضمین می شود؟ 

انتظار می‌رود پلتفرم‌های پردازش امروزی پردازش یک روزه و پردازش کار همزمان را ارائه دهند. اما شما سرعت را به قیمت کیفیت نمی خواهید.

در مورد نحوه عملکرد پردازش «خودکار» بپرسید. اگر مشکلی در مجموعه داده شما وجود داشته باشد، چگونه این مورد شناسایی و اطلاع رسانی می شود؟ در این سناریو با چه کسی صحبت خواهید کرد و شرایط آنها چیست؟ چه زمانی آنها برای کمک در دسترس خواهند بود؟

به عنوان بخشی از تضمین کیفیت ما، متخصصان زمین فضایی Propeller ممکن است برای علامت گذاری یا تأیید دستی مکان های نقطه کنترل زمینی (GCP) وارد عمل شوند. هنگامی که پردازش داده شما کامل شد، یک بار دیگر قبل از انتشار بررسی می شود تا از بالاترین سطح دقت اطمینان حاصل شود. اینجاست که داده های پردازش شده با نظرسنجی های قبلی منتشر شده از همان سایت مقایسه می شود تا بررسی شود که آیا تغییرات بین مجموعه داده ها واقعی به نظر می رسد. پروانه همچنین بررسی می کند تا از صحت داخلی داده ها بر اساس GCP نهایی و ارتفاعات پست بازرسی اطمینان حاصل کند.

پروپلر دارای یک تیم موفقیت داده داخلی است که در نقشه برداری و فتوگرامتری متخصص هستند. با پشتیبانی 24 ساعته در کلاس جهانی، آنها  شخصاً  تک تک کارها را از نظر کیفیت بررسی می کنند.

چگونه می توانم از اندازه گیری هایی که با نرم افزار انجام می دهم اطمینان داشته باشم؟

یکی از نگرانی‌های رایج در مورد پذیرش داده‌های پهپاد در صنایع ساخت‌وساز، معدن، مصالح و مدیریت زباله، پیش‌بینی و تکرارپذیری اندازه‌گیری‌ها است. اطمینان داده ها از اعتبارسنجی دقت، هم از نظرسنجی و هم اندازه گیری های فردی شما ناشی می شود.

اگر فروشندگان در ارائه معیارهای دقت کند هستند، یا ابزارهای پلت فرم به راحتی به شما اجازه نمی دهند اندازه گیری های خود را تأیید کنید، باید فرض کنید که نظرسنجی ها دقیق نیستند و اندازه گیری ها قابل اعتماد نیستند.

منابع نظرسنجی هواپیماهای بدون سرنشین

این تازه آغاز راه است، و چیزهای بیشتری برای یادگیری در مورد داده های نظرسنجی و تجزیه و تحلیل پهپادها وجود دارد. برای کسب اطلاعات بیشتر، سری راهنمای صنعت مخصوص هواپیماهای بدون سرنشین و مجموعه کتاب‌های الکترونیکی ما در مورد تجزیه و تحلیل داده‌های هواپیماهای بدون سرنشین را بررسی کنید.

ساخت و ساز

  • هواپیماهای بدون سرنشین برای ساخت و ساز: راهنمای مبتدیان
  • تجزیه و تحلیل داده های پهپاد برای ساخت و ساز

معدن

  • هواپیماهای بدون سرنشین برای معدن: راهنمای مبتدیان
  • تجزیه و تحلیل داده های پهپاد برای استخراج

مصالح

  • هواپیماهای بدون سرنشین برای مصالح: راهنمای مبتدیان
  • تجزیه و تحلیل داده های هواپیماهای بدون سرنشین برای مصالح

مدیریت پسماند

  • هواپیماهای بدون سرنشین برای مدیریت زباله: راهنمای مبتدیان
  • تجزیه و تحلیل داده های هواپیماهای بدون سرنشین برای مدیریت زباله
DJI Inspire 2

تجهیزات پهپاد

توسط با بدون دیدگاه پهپاد

تجهیزات پهپاد 

تجهیزات کوادکوپتر DJI Drone 

خدمات عکاسی بدون سرنشین به دلیل قابلیت اطمینان ثابت شده، کیفیت ساخت، زمان پرواز طولانی و قطعات قابل تعویض، سرمایه گذاری زیادی روی پهپادهای DJI Inspire  2 Phantom 4 Professional   Mavic 2 Pro و Mavic 2 Zoom کرده است.

ما تجهیزات DJI از جمله دوربین دستی DJI Osmo را انتخاب می کنیم ، زیرا معتقدیم که آنها پیشرفته ترین تجهیزات عکاسی هوایی و سیستم گیمبال دوربین را ارائه می دهند. DJI Inspire 2، Phantom 4 Professional، Mavic 2 Pro و Zoom را نیز می توان برای پرواز در داخل خانه تنظیم کرد.

تمام تجهیزات ما مطابق با رویه های عملیاتی بازرسی و تایید شده توسط CAA با بالاترین استانداردها نگهداری می شوند.

هر پهپاد در یک کیف حمل یا کوله پشتی سخت قرار می گیرد، بنابراین ما می توانیم به مکان های دشوار برخاستن و فرود برسیم. DJI Inspire 1 و Phantom 4 Professional قابلیت استفاده از دوربین های قابل تعویض را دارند تا به ما امکان تولید تصاویر واقعی NDVI برای استفاده در کشاورزی و تصویربرداری حرارتی را بدهند.

پهپادهای پهپاد استاندارد و دوربین‌های دستی ما با استفاده از جدیدترین فناوری تثبیت‌کننده دوربین، با ویدیوی Ultra-HD 4K و تصاویر ثابت ۲۰ مگاپیکسلی فیلم‌برداری می‌کنند. Phantom 4 Pro و Mavic 2 Pro ویدیوهای Ultra-HD 4K و تصاویر ثابت 20 مگاپیکسلی را ضبط می کنند. Inspire 2 با دوربین DJI X5S می تواند تصاویر ثابت 20.8 مگاپیکسلی بگیرد و با سرعت 5.2K 30fps CinemaDNG 12 bit، 5.2K 30fps Apple ProRes 422 HQ و 4K 30fps و فیلم با کیفیت 4K 60fps 30fps یا بیش از 4 فیلم ضبط کند. 264/H.265، هر دو با نرخ بیت 100 مگابیت بر ثانیه.

DJI Inspire 2

تجهیزات پهپاد، عکاسی با پهپاد

 

 

 

 

دو پهپاد DJI Inspire 2، DJI Phantom 4 Pro، DJI Mavic 2 Pro

سیستم گیمبال کنترل از راه دور ما حتی در شرایط سخت، عکس‌های مایع صاف را ارائه می‌کند. ما می توانیم با استفاده از یک خلبان یا یک خلبان و اپراتور دوربین بسته به عکسبرداری کار کنیم.

کنترل از راه دور خلبان DJI ما به میزهای آی پد یا اندروید متصل است که به ما امکان می دهد فیلم زنده را از پهپاد به زمین پخش کنیم. این به خلبان و مشتری این امکان را می‌دهد تا دقیقاً آنچه را که در حال فیلم‌برداری است ببینند و این به ما امکان می‌دهد تا هنگام پرواز، حرکت دوربین، شیب، کادربندی و مسیر پرواز هواپیمای بدون سرنشین را تنظیم کنیم تا بهترین عکس‌ها را دریافت کنیم.

خدمات عکاسی بدون سرنشین دارای مجوز PfCO از سازمان هواپیمایی کشوری (CAA) “مجوز عملیات تجاری” است که به این معنی است که ما به عنوان اپراتور تجاری دارای مجوز پهپاد (وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین) توسط CAA اداره و تنظیم می شویم.

همه خلبانان ما بسیار با تجربه هستند و امتحانات مورد تایید CAA و ارزیابی پرواز را گذرانده اند. همه آنها دارای صلاحیت خلبان از راه دور صنعتی (RPQ-s) برای هواپیماهای چند روتور زیر 7 کیلوگرم هستند. آنها همچنین دارای مجوزهای A2 CofC و GVC هستند که در ژانویه 2021 فعال شدند.

برای پرواز یک هواپیمای بدون سرنشین کوچک (“SUA”) در بریتانیا، چه به صورت تجاری یا تفریحی، همه خلبانان ملزم به رعایت CAP393: دستور ناوبری هوایی هستند، مگر اینکه توسط CAA تایید شده باشد.

شرایط عملیاتی اصلی برای SUA عبارتند از:

  • حفظ فاصله 50 متری از افراد و اموالی که در کنترل خلبان نیست.
  • در هنگام برخاستن و فرود، فاصله 30 متری را از افراد و اموالی که کنترل خلبان نیست حفظ کنید.
  • اجازه از صاحب زمین برای برخاستن و فرود آمدن.
  • مستقیماً بالای سر یا در حداقل فاصله 150 متری از مجموعه ای با بیش از 1000 نفر در هوای آزاد پرواز نکنید.
  • تا حداکثر ارتفاع 400 فوت از سطح زمین پرواز کنید.
  • خط دید بصری را تا حداکثر فاصله 500 متر حفظ کنید.
  • فقط در ساعات روشنایی روز پرواز کنید تا بتوانید SUA را به وضوح ببینید و در صورت لزوم از سایر کاربران هوایی اجتناب کنید.
  • خارج از حریم هوایی کنترل شده
  • محدودیت ها برای مناطق خاصی از مرکز لندن اعمال می شود و مجوزهای اضافی برای پرواز در این مناطق باید از CAA درخواست شود.
  • محدودیت ها و قوانین برای پرواز در نزدیکی فرودگاه و فرودگاه اعمال می شود.

خدمات عکاسی هواپیماهای بدون سرنشین به طور کامل در برابر صدمات و صدمات با مسئولیت عمومی 5 میلیون پوندی برای پرواز در ارتفاعات تا 400 فوت بیمه شده است. خدمات عکاسی بدون سرنشین دارای رتبه بندی در شب هستند و می توانند در شب پرواز کنند.

در حال ویرایش

Drone Photographic Services ویرایشگرهای داخلی خود را با استفاده از جدیدترین نرم افزارهای حرفه ای Adobe Photoshop / Premiere Pro  / Davinchi Resolve 17  برای ویرایش عکس و ویدیو به کار می گیرد. ما خدمات ویرایش حرفه ای از جمله خدمات گرافیکی، تصحیح رنگ و درجه بندی رنگ را متناسب با نیاز شما ارائه می دهیم.

ما می‌توانیم تصاویر هوایی و فیلم‌های ویدیویی خود را طوری تنظیم کنیم که موسیقی متن، موسیقی، جلوه‌های صوتی، تصویر یا طرح شرکت شما را برای ارائه فیلم آماده برای انتشار ترکیب کنیم. ما می توانیم هر ویدیو یا تصویری را در وب سایت شما راهنمایی، نصب و اجرا کنیم.

ما عادت کرده‌ایم روی ضرب‌الاجل‌های سخت کار کنیم و از فیلم‌برداری هواپیمای بدون سرنشین به تولید نهایی تبدیل کنیم.

اگر می‌خواهید مطالب خود را ویرایش کنید، ما فیلم خام را برای یک تیم تولید شخص ثالث یا آژانس روابط عمومی و تبلیغات می‌گیریم تا در یک بازاریابی هماهنگ، رسانه یا تولید فیلم گنجانده شود. ما تمام فیلم‌های اصلی خود را به مدت 3 سال ذخیره می‌کنیم، که به مشتریان امکان می‌دهد بدون هزینه عکس‌برداری مجدد، در صورت لزوم، دوباره بازدید کرده و ویرایش‌های اضافی را ایجاد کنند.

نقشه برداری با پهپاد چیست؟

توسط با بدون دیدگاه پهپاددسته‌بندی نشده

نقشه برداری با پهپاد چیست؟

 

پهپادها مزایای زیادی در مورد نقشه برداری و نقشه برداری دارند، در اینجا ما نگاهی عمیق تر به نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین و نحوه کمک آنها به نقشه برداری و پروژه های نظارتی شما می اندازیم.

 

نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین (همچنین نقشه برداری پهپاد، نقشه برداری پهپاد یا نقشه برداری هوایی نیز نامیده می شود)، فرآیند استفاده از وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین یا هواپیماهای بدون سرنشین برای گرفتن داده های هوایی است. این خودروها از حسگرهای رو به پایین مانند دوربین ها و محموله های LiDAR برای گرفتن این داده ها و ضبط آن ها استفاده می کنند.

در یک بررسی پهپادی، پهپاد پرتاب شده و به سمت سایت هدایت می شود. بسته به پهپاد، ممکن است از راه دور در زمان واقعی هدایت شود یا به طور مستقل بر اساس مختصات وارد شده حرکت کند.

هنگامی که به آنجا رسید، یک سری عکس با وضوح بالا از چندین نقطه دید می گیرد. سپس می‌توان این تصاویر را به هم متصل کرد و به یک تصویر ارتوموزائیک تبدیل شد. هر پیکسل از این تصویر ارتوموزاییک حاوی یک محور X/Y و اطلاعات رنگ است.

 

پهپاد قدرتمند Parrot ANAFI USA که برای جستجو و نجات ساخته شده است.

پهپاد چیست؟

پهپاد مخفف عبارت هواپیمای بدون سرنشین است. این وسایل نقلیه معمولاً به عنوان پهپاد شناخته می شوند. همانطور که انتظار می رود، آنها افراد را در هواپیما حمل نمی کنند و یا با کنترل از راه دور، به طور مستقل یا ترکیبی از هر دو هدایت می شوند. پهپادها قادر به بلند شدن و پرواز در بالای سطح زمین هستند که آنها را برای بررسی مناطق بزرگ یا غیرقابل دسترس بسیار مفید می کند.

آیا بررسی پهپادها دقیق است؟

دقت نظرسنجی پهپاد شما به عوامل زیادی از جمله آب و هوا، نوع پهپاد، کیفیت دوربین و ارتفاع و همچنین نیازهای پروژه بستگی دارد.

مانند نقشه برداری به طور کلی، دو نوع دقت برای بررسی پهپادها وجود دارد: دقت نسبی و دقت مطلق. دقت نسبی به میزان دقت یک نقطه داده خاص در یک مدل در رابطه با سایر نقاط داده در مدل اشاره دارد.

دقت مطلق به این اشاره دارد که یک نقطه داده در مدل در مقایسه با همتای واقعی آن (که توسط ابزار اندازه گیری اندازه گیری می شود) چقدر دقیق است. برای برخی از پروژه ها، دقت نسبی کافی است. برای دیگران، ممکن است به دقت مطلق نیاز باشد. در این موارد، برخی از پهپادهای ما، مانند eBee Geo، برای دقت بیشتر داده ها، با موقعیت یابی RTK (زمان واقعی سینماتیک) نیز در دسترس هستند.

پهپاد بال ثابت eBeeX برای نقشه برداری هوایی

چرا از هواپیماهای بدون سرنشین برای نقشه برداری استفاده کنیم؟

پهپادها در نقشه برداری و نقشه برداری مزایای زیادی دارند:

  • امکان جمع‌آوری داده‌ها حتی در مناطق خطرناک یا غیرقابل دسترس، مانند صخره‌ها، شیب‌های تند، یا مکان‌های ناپایدار
  • کاهش زمان در میدان، و در نتیجه هزینه ها، زیرا به نیروی انسانی کمی نیاز است و داده ها از راه دور جمع آوری می شوند.
  • داده های بسیار دقیق ارائه دهید – هر نظرسنجی در هزاران نقطه داده نتیجه می دهد
  • در ارتفاعات پایین پرواز کنید، بنابراین می توانید داده ها را حتی زمانی که پوشش ابری وجود دارد جمع آوری کنید
  • تصاویر واضح و دقیق بگیرید

برنامه های بررسی پهپاد

بررسی‌های هواپیماهای بدون سرنشین طیف وسیعی از کاربردها را در همه زمینه‌های نقشه‌برداری و نقشه‌برداری، از بررسی‌های توپوگرافی گرفته تا پایش محصولات، تا بررسی نقاط داغ در آتش‌سوزی و صحنه‌های تصادف، دارند. امکانات تقریبا بی پایان است.

هواپیماهای بدون سرنشین با بال ثابت به ویژه برای برنامه‌های بررسی مفید هستند و جمع‌آوری داده‌های مکانی را ایمن‌تر، سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر می‌کنند، به ویژه در مکان‌های صعب العبور و حتی بالقوه خطرناک، مانند معادن، مناطق ساخت‌وساز و معادن.

پهپادهای چرخشی به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به بازرسی دارند (آنها می توانند شناور شوند) و مواردی که نیاز به برخاستن و فرود عمودی دارند مفید هستند.

نقشه برداری بدون سرنشین چیست

نقشه برداری پهپاد چیست؟

توسط با بدون دیدگاه پهپاد

نقشه برداری پهپاد چیست؟

نقشه برداری بدون سرنشین چیست

نقشه برداری بدون سرنشین تکنیکی است که از وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (پهپادها) برای جمع آوری اندازه گیری های دقیق یک منطقه استفاده می کند. این پهپادها به محموله های مختلفی مانند دوربین، LiDAR (که از نور برای اندازه گیری فاصله استفاده می کند) یا حتی حسگرهایی که می توانند رنگ های مختلف نور را تشخیص دهند مجهز شده اند. این به آنها اجازه می دهد تا اطلاعات بسیار دقیقی در مورد زمین زیر بدست آورند.

نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین و نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین اغلب اشتباه گرفته می شوند. آنها شباهت هایی دارند زیرا هر دو از پهپادها و روش های مشابه برای جمع آوری داده ها استفاده می کنند.

با این حال، تفاوت های مشخصی بین این دو مفهوم وجود دارد:

عامل نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین
هدف هدف اصلی نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین جمع آوری داده های مکانی دقیق و اندازه گیری زمین، سازه ها یا مناظر است. تمرکز بر به دست آوردن اطلاعات دقیق برای تجزیه و تحلیل، مدل سازی و تصمیم گیری است. نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین به طور خاص بر ایجاد نقشه های دقیق یا ارتوموزائیک یک منطقه با استفاده از تصاویر هوایی گرفته شده توسط هواپیماهای بدون سرنشین متمرکز است. تاکید بر تولید نمایش های بصری از منطقه مورد بررسی برای کاربردهای مختلف است.
جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده ها در نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین، جمع آوری داده ها اغلب شامل استفاده از حسگرهای تخصصی مانند LiDAR، دوربین های چند طیفی یا دوربین های با وضوح بالا برای گرفتن اطلاعات دقیق در مورد زمین و سازه ها است. سپس داده‌های جمع‌آوری‌شده برای استخراج پارامترهای خاص مانند ارتفاع، خطوط، حجم یا ویژگی‌ها پردازش و تجزیه و تحلیل می‌شوند. نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین در درجه اول به گرفتن تصاویر با وضوح بالا از منطقه مورد بررسی با استفاده از پهپادهای مجهز به دوربین متکی است. این تصاویر برای ایجاد ارتوموزائیک پردازش می شوند، که تصاویر هوایی جغرافیایی یا مدل های سه بعدی زمین هستند. تمرکز بر تجسم منظره و شناسایی الگوها یا تغییرات در طول زمان است.
برنامه های کاربردی نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین معمولاً در صنایعی مانند ساخت و ساز، معدن، کشاورزی، توسعه زمین و مدیریت زیرساخت استفاده می شود. نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین کاربردهایی را در زمینه هایی مانند کشاورزی، جنگلداری، برنامه ریزی شهری، واکنش به بلایا، نظارت بر محیط زیست و باستان شناسی پیدا می کند.

 

اگرچه نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین و نقشه برداری از هواپیماهای بدون سرنشین اهداف متفاوتی دارند، اما به خوبی با یکدیگر کار می کنند. هر دو تکنیک از آنچه پهپادها می توانند برای جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده ها انجام دهند، بهره می برند.

در بخش بعدی، بیایید دریابیم که “پهپادها” چه کاری می توانند برای نقشه برداری انجام دهند.

اهمیت نقشه برداری با پهپاد

اهمیت نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین

روش سنتی انجام نظرسنجی کند، پرهزینه و به نیروی انسانی زیادی نیاز داشت. هواپیماهای بدون سرنشین با انجام بررسی‌ها سریع‌تر، دقیق‌تر و ارزان‌تر بر این چالش‌ها غلبه می‌کنند.

این فناوری جدید درها را به روی نقشه برداران در بسیاری از زمینه ها مانند ساخت و ساز، کشاورزی و حتی باستان شناسی باز کرده است.

در اینجا پنج عامل مهم وجود دارد که اهمیت نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین را برجسته می کند:

1. مقرون به صرفه بودن:

نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین به طور قابل توجهی هزینه های مرتبط با روش های نقشه برداری سنتی را کاهش می دهد. این نیاز به هواپیماهای سرنشین دار یا تجهیزات زمینی گران قیمت را از بین می برد و به خلبانان کمتری برای جمع آوری داده ها نیاز دارد که منجر به صرفه جویی در هزینه کلی می شود.

2. صرفه جویی در زمان:

پهپادها می توانند به سرعت مناطق وسیعی را پوشش دهند و داده ها را سریعتر از روش های مرسوم نقشه برداری جمع آوری کنند. این جنبه صرفه جویی در زمان امکان تکمیل سریعتر پروژه، تصمیم گیری سریعتر و نظارت به موقع تغییرات در منطقه مورد بررسی را فراهم می کند.

3. بهبود ایمنی:

با به حداقل رساندن نیاز به پرسنل برای ورود به مناطق خطرناک یا صعب العبور، بررسی هواپیماهای بدون سرنشین ایمنی را در هنگام جمع آوری داده ها افزایش می دهد. خطرات مرتبط با کار در محیط های چالش برانگیز مانند سایت های ساخت و ساز، مناطق معدن، یا مناطق فاجعه را کاهش می دهد.

4. دقت و دقت بالا:

فناوری پهپاد، همراه با سنسورهای پیشرفته و تکنیک های پردازش داده، جمع آوری دقیق و دقیق داده ها را امکان پذیر می کند. این سطح بالای دقت برای کاربردهایی مانند نقشه برداری زمین، بازرسی زیرساخت و اندازه گیری های حجمی ضروری است.

5. تطبیق پذیری و دسترسی:

پهپادها را می‌توان به حسگرها و محموله‌های مختلف برای جمع‌آوری انواع داده‌ها برای طیف وسیعی از کاربردها مجهز کرد. آن‌ها می‌توانند به مناطق دورافتاده یا غیرقابل دسترس دسترسی داشته باشند، و بینش‌های ارزشمندی را در مورد زمین، زیرساخت‌ها و شرایط محیطی ارائه می‌دهند که ممکن است به آسانی با وسایل دیگر قابل دسترسی نباشد.

بررسی هواپیماهای بدون سرنشین جمع آوری داده ها را سریع تر، ایمن تر و ارزان تر می کند. این به افراد در بسیاری از صنایع کمک می کند تا تصمیمات بهتری بگیرند. با پیشرفت فناوری، انتظار می رود نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین به طور فزاینده ای در شیوه های روزمره ادغام شود و فرصت های جدیدی برای نوآوری و رشد ارائه دهد.

با درک اهمیت، بیایید از عواملی که باید در نظر بگیریم آگاه شویم.

ملاحظات نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین

در حالی که اهمیت نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین غیرقابل انکار است، چندین عامل حیاتی نیاز به بررسی دقیق قبل از به کارگیری این فناوری دارند

1. چشم انداز نظارتی:

برای حفظ انطباق قانونی و اجتناب از خطرات احتمالی ایمنی، باید از مناظر نظارتی در حال تحول پیروی کنید. اخذ مجوزهای لازم و رعایت محدودیت های حریم هوایی ضروری است. هر منطقه ممکن است مقررات خود را داشته باشد، بنابراین مهم است که در مورد دستورالعمل های محلی و ملی مطلع باشید .

2. شرایط آب و هوایی:

در عملیات هواپیماهای بدون سرنشین، آب و هوا نقش مهمی ایفا می کند. در طول بادهای شدید، ممکن است تصاویر تار شوند و کیفیت داده ها به خطر بیفتد.

باران، برف و مه می‌توانند مانع جمع‌آوری داده‌ها و خطرات ایمنی شوند. پیگیری پیش بینی های هواشناسی و برنامه ریزی پروازها در شرایط مطلوب ضروری است.

3. حریم خصوصی و امنیت داده ها:

حفظ حریم خصوصی و امنیت داده ها هنگام ضبط و ذخیره داده های حساس ضروری است. اجرای اقدامات امنیتی قوی برای محافظت از داده های حساس، مانند رعایت مقررات مربوط به حریم خصوصی داده ها و استفاده از شیوه های ذخیره سازی امن داده ها، بسیار مهم است.

4. انتخاب تجهیزات مناسب:

پهپادها و تجهیزات باید با توجه به نیازهای خاص پروژه انتخاب شوند. نوع پهپاد ایده‌آل به عواملی مانند اندازه و پیچیدگی منطقه، وضوح داده‌های مورد نظر و نیازهای بار (دوربین، سنسورها) بستگی دارد. همچنین مهم است که ملاحظات بودجه را با قابلیت های تجهیزات برای دستیابی به ارزش بهینه متعادل کنید.

5. تجربه و آموزش خلبانی:

موفقیت و ایمنی یک عملیات به شدت تحت تأثیر تخصص خلبان هواپیمای بدون سرنشین است. یک خلبان با تجربه و واجد شرایط با آموزش های دقیق و مجوزهای مربوطه همیشه مزیت محسوب می شود. داشتن درک کامل از شیوه های پرواز ایمن، جمع آوری داده ها و روش های اضطراری، جمع آوری کارآمد داده ها را تضمین می کند و خطرات را به حداقل می رساند.

همانطور که گفته شد، بیایید به جلو حرکت کنیم و روند نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین را درک کنیم.

نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین چگونه کار می کند

نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین چگونه کار می کند

فرآیند بررسی هواپیماهای بدون سرنشین معمولاً شامل مراحل زیر است:

مرحله 1: برنامه ریزی ماموریت

قبل از پرواز پهپاد، نقشه برداران با تعریف منطقه مورد بررسی و تعیین مسیر پرواز و ارتفاع پهپاد، ماموریت را برنامه ریزی می کنند. نقشه بردار منطقه بررسی را تعریف می کند و نقاط کنترل زمینی را تنظیم می کند که نقاط مرجع روی زمین هستند که برای کالیبره کردن داده های پهپاد استفاده می شوند.

عواملی مانند سطح مورد نظر از جزئیات، ویژگی های زمین و ملاحظات ایمنی در طول برنامه ریزی ماموریت در نظر گرفته می شوند.

مرحله 2: جمع آوری داده ها

هنگامی که ماموریت برنامه ریزی می شود، پهپاد برای پرواز بر فراز منطقه تعیین شده در حالی که تصاویر با وضوح بالا یا سایر داده های حسگر ثبت می کند، مستقر می شود. این پهپاد مسیر پروازی از پیش برنامه ریزی شده را دنبال می کند و پوشش جامع منطقه بررسی را تضمین می کند.

مرحله 3: پردازش تصویر

پس از ثبت تصاویر، با استفاده از نرم افزار تخصصی فتوگرامتری پردازش می شوند. این مرحله از پردازش تصویر شامل دوخت تصاویر منفرد، ارجاع جغرافیایی آنها، و ایجاد ارتوموزائیک (تصاویر هوایی ژئو ارجاع شده) یا مدل های سه بعدی از منطقه مورد بررسی است.

مرحله 4: تجزیه و تحلیل داده ها

سپس داده های پردازش شده برای استخراج اطلاعات ارزشمند مانند ویژگی های توپوگرافی، داده های ارتفاعی، خطوط، طبقه بندی پوشش زمین یا اندازه گیری های حجمی تجزیه و تحلیل می شوند. تصاویر را می توان در برنامه های نرم افزاری ویرایش و تجزیه و تحلیل کرد تا اطلاعات ارزشمندی مانند اندازه گیری ارتفاع، مساحت سطح و خطوط کانتور استخراج شود.

این اطلاعات می تواند برای کاربردهای مختلفی از جمله برنامه ریزی زمین، تجزیه و تحلیل سایت، طراحی زیرساخت، نظارت بر محیط زیست و کشاورزی دقیق استفاده شود.

مرحله 5: گزارش و تجسم

در نهایت، نتایج بررسی پهپادها اغلب در قالب نقشه‌ها، گزارش‌ها یا تجسم‌هایی ارائه می‌شوند که بینش‌هایی را در مورد منطقه مورد بررسی ارائه می‌دهند. این خروجی ها به ذینفعان کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه بگیرند و اقدامات مناسب را بر اساس یافته های نظرسنجی انجام دهند.

با درک این فرآیند، بیایید کاربردهای نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین را بررسی کنیم.

کاربردهای نقشه برداری با پهپاد

استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای جمع آوری داده ها با ارائه روشی ایمن، کارآمد و مقرون به صرفه، انقلابی در نقشه برداری ایجاد کرده است.

این ویدیو را تماشا کنید تا بدانید آیا بررسی املاک کوچک با پهپاد امکان پذیر است یا خیر

در اینجا برخی از صنایعی که از نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین سود برده اند آورده شده است:

1. ساخت و ساز:

برنامه ریزی سایت و نظارت بر پیشرفت: هواپیماهای بدون سرنشین تصاویر هوایی ارائه می دهند که به تجسم شرایط سایت، نظارت بر پیشرفت ساخت و ساز و ردیابی تغییرات در طول زمان کمک می کند. این امکان برنامه ریزی بهتر، تخصیص منابع و مدیریت پروژه را فراهم می کند.

محاسبات حجم و اندازه گیری ذخایر: پهپادهای مجهز به حسگرهای تخصصی می توانند ذخایر موادی مانند خاک، شن و ماسه را با دقت بالایی اندازه گیری کنند. برای برآورد هزینه، مدیریت مواد و ردیابی پیشرفت مفید است.

بازرسی سقف و ارزیابی وضعیت ساختمان: پهپادها می توانند به طور ایمن به پشت بام ها دسترسی داشته باشند و تصاویر دقیقی را برای شناسایی مشکلات احتمالی مانند نشتی، ترک و زونا ثبت کنند. در مقایسه با روش های سنتی می تواند در زمان و منابع شما صرفه جویی کند.

2. نقشه برداری و نقشه برداری زمین:

نقشه برداری توپوگرافی و مدل سازی زمین: هواپیماهای بدون سرنشین می توانند تصاویر هوایی با وضوح بالا را که برای تولید نقشه های توپوگرافی دقیق و مدل های سه بعدی زمین استفاده می شود، ثبت کنند. این مدل ها برای توسعه زمین، برنامه ریزی زیرساخت ها و مطالعات زیست محیطی ضروری هستند.

تعیین مرزها و برنامه ریزی کاربری زمین: هواپیماهای بدون سرنشین نقشه های دقیقی از مرزهای دارایی و کاربری اراضی ارائه می دهند و به ثبت زمین، برنامه ریزی توسعه و ارزیابی اثرات زیست محیطی کمک می کنند.

بررسی‌های کاداستر و اندازه‌گیری‌های حجمی: از هواپیماهای بدون سرنشین می‌توان برای بررسی‌های کاداستر استفاده کرد که سوابق رسمی مالکیت زمین را ایجاد می‌کنند. علاوه بر این، آنها می توانند حجم مواد موجود در انبارها یا مکان های حفاری را اندازه گیری کنند.

3. بازرسی زیرساخت:

پل ها، خطوط لوله، خطوط برق و برج های ارتباطی: هواپیماهای بدون سرنشین می توانند زیرساخت های حیاتی مانند پل ها، خطوط لوله، خطوط برق و دکل های ارتباطی را از نظر آسیب، سایش و خطرات احتمالی ایمنی بازرسی کنند. برای تشخیص زودهنگام و اصلاح مشکلات، جلوگیری از تعمیرات پرهزینه و تضمین امنیت عمومی موثر است.

شناسایی آسیب، سایش و خطرات احتمالی ایمنی: پهپادهای مجهز به دوربین‌های با وضوح بالا و حسگرهای تخصصی می‌توانند خوردگی، ترک‌ها و سایر مسائل ساختاری زیرساخت را شناسایی کرده و تعمیرات و نگهداری را به موقع‌تر کنند.

نظارت بر پیشرفت و برنامه ریزی نگهداری: هواپیماهای بدون سرنشین می توانند به شما در نظارت بر پیشرفت ساخت و ساز زیرساخت و شناسایی هرگونه انحراف از برنامه کمک کنند. این اطلاعات به اصلاح به موقع دوره کمک می کند و تکمیل کارآمد پروژه را تضمین می کند.

4. کشاورزی:

نظارت بر سلامت محصول و تخمین عملکرد: با گرفتن تصاویر چند طیفی، پهپادها می توانند سلامت محصول را ارزیابی کنند، بیماری ها و آفات را شناسایی کنند و عملکرد بالقوه را تخمین بزنند. این به کشاورزان کمک می کند تا اقدامات به موقع و هدفمند برای بهبود سلامت و بهره وری محصول انجام دهند.

نقشه برداری مزرعه و برنامه ریزی آبیاری: هواپیماهای بدون سرنشین می توانند نقشه های مزرعه ای دقیق ایجاد کنند و به کشاورزان در برنامه ریزی و بهینه سازی سیستم های آبیاری برای استفاده کارآمد از آب کمک کنند.

کاربردهای دقیق کشاورزی: ​​پهپادها برای کاربرد هدفمند کودها، آفت کش ها و علف کش ها، کاهش ضایعات و به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی استفاده می شوند. پهپادها همچنین در جمع آوری داده ها برای آنالیز خاک و کاربردهای نرخ متغیر نقش دارند.

5. سایر برنامه ها:

بررسی معادن و معادن: استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای نقشه برداری از معادن و سایت های معدن، اندازه گیری حجم ذخایر و نظارت بر عملیات انفجار می تواند ایمنی و بهره وری را بهبود بخشد.

پایش محیطی و واکنش به بلایا: پهپادها برای نظارت بر تغییرات محیطی، ارزیابی تأثیر بلایای طبیعی و کمک به عملیات جستجو و نجات مفید هستند. آنها همچنین می توانند برای نقشه برداری زیستگاه حیات وحش و تلاش های حفاظت استفاده شوند.

عملیات جستجو و نجات: پهپادها برای یافتن افراد گمشده در مکان‌های صعب العبور، صرفه‌جویی در زمان ارزشمند و بهبود شانس نجات مفید هستند.

بررسی‌های باستان‌شناسی و مستندات میراث فرهنگی: پهپادها می‌توانند تصاویر با وضوح بالا و مدل‌های سه‌بعدی از مکان‌های باستان‌شناسی و بناهای میراث فرهنگی را ثبت کنند که امکان مستندسازی دقیق و تلاش‌های حفاظتی را فراهم می‌کند.

همانطور که تکنولوژی به تکامل خود ادامه می‌دهد، می‌توان انتظار استفاده‌های نوآورانه‌تر و کارآمدتری را برای پهپادها در صنایع مختلف در آینده داشت.

بیایید مزایا و معایب نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین را درک کنیم.

مزایا و معایب نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین

مزایا و معایب

جوانب مثبت منفی
1. نقشه برداری با هواپیماهای بدون سرنشین نیاز به کار گسترده دستی را از بین می برد و زمان مورد نیاز برای بررسی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. این امر باعث صرفه جویی در هزینه پروژه های نقشه برداری می شود. 1. شرایط آب و هوایی نامطلوب، مانند بادهای شدید و بارندگی، می تواند مانع از عملیات پهپادها شود و بر کیفیت داده ها تأثیر بگذارد.
2. پهپادهای مجهز به حسگرهای پیشرفته و فناوری GPS می توانند داده های بسیار دقیقی را ضبط کنند. مدل‌ها و اندازه‌گیری‌های سه بعدی حاصل در مقایسه با روش‌های سنتی دقیق‌تر هستند. 2. پهپادها عمر باتری محدودی دارند که زمان پرواز و قابلیت های نقشه برداری آنها را به ویژه برای مناطق بزرگتر محدود می کند.
3. پهپادها می توانند به مناطق دورافتاده یا خطرناکی دسترسی پیدا کنند که دسترسی نقشه برداران ممکن است دشوار یا ناامن باشد. این امکان بررسی در زمین های ناهموار، سایت های ساخت و ساز، یا مناطق تحت تاثیر بلایای طبیعی را فراهم می کند. 3. مقررات هواپیماهای بدون سرنشین ممکن است ارتفاع و مسافت پرواز را محدود کند یا حتی اپراتورهای هواپیماهای بدون سرنشین را ملزم به دریافت مجوزهای ویژه در برخی مناطق کند.

 

با نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین، چه نوع محصولات قابل تحویلی را می توان انتظار داشت؟ که در بخش بعدی پوشش داده شده است.

محصولات تحویلی نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین

مزرعه خورشیدی

محصولات تحویلی خاصی که دریافت می کنید به محدوده پروژه شما و توافق با ارائه دهنده خدمات نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین شما بستگی دارد. اما در اینجا برخی از موارد به طور کلی گنجانده شده است:

خروجی های دو بعدی:

نقشه های Orthomosaic: اینها تصاویر هوایی با وضوح بالا هستند که به یکدیگر دوخته شده اند تا یک نقشه واحد و دقیق را تشکیل دهند. آنها از نظر هندسی تصحیح می شوند تا اعوجاج را حذف کنند و مقیاس واقعی زمین را نشان دهند. از این نقشه ها می توان برای اندازه گیری فواصل، محاسبه مساحت ها و ایجاد نقشه های دقیق استفاده کرد.

مدل‌های سطح دیجیتال (DSM): اینها نمایش‌های دو بعدی از سطح زمین، از جمله پوشش گیاهی و ساختمان‌ها هستند. آنها با پردازش تصاویر هواپیماهای بدون سرنشین ایجاد می شوند و اطلاعاتی در مورد ارتفاع سطح ارائه می دهند.

خطوط کانتور: این خطوطی هستند که نقاط با ارتفاع مساوی را روی نقشه به هم متصل می کنند و یک نمایش تصویری از توپوگرافی ایجاد می کنند.

خروجی های سه بعدی:

مدل‌های ارتفاعی دیجیتال (DEMs): مشابه DSMها، DEM‌ها ارتفاع زمین برهنه را به استثنای پوشش گیاهی و ساختارها نشان می‌دهند. اینها برای تجزیه و تحلیل زمین، محاسبه حجم و طراحی مهندسی ارزشمند هستند.

ابرهای نقطه‌ای: مجموعه‌ای متراکم از نقاط سه‌بعدی هستند که مکان و ارتفاع اجسام روی زمین را نشان می‌دهند. آنها نمایش بسیار دقیقی از منطقه بررسی شده ارائه می دهند و می توانند برای کاربردهای مختلفی مانند ارزیابی های زیست محیطی، نظارت و تشخیص نشت مورد استفاده قرار گیرند.

مدل‌ها و انیمیشن‌های سه‌بعدی: اینها نمایش‌های دیجیتالی دقیق منطقه مورد بررسی به صورت سه بعدی هستند. از آنها می توان برای ایجاد انیمیشن های پروازی و تورهای مجازی استفاده کرد و یک نمای واقعی و همه جانبه از سایت ارائه کرد.

کالاهای تحویلی اضافی:

گزارش‌های پیشرفت: در برخی موارد، شرکت‌های نقشه‌برداری هواپیماهای بدون سرنشین ممکن است گزارش‌های پیشرفت را در طول پروژه ارائه دهند و مشتریان را در مراحل جمع‌آوری و پردازش داده‌ها به‌روزرسانی کنند.

فایل های داده: بسته به الزامات پروژه و توافق، داده های خام مانند تصاویر گرفته شده و ابرهای نقطه پردازش شده ممکن است به مشتری تحویل داده شوند.

نتیجه گیری

نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین به عنوان یک تغییر دهنده بازی ظاهر شده است و راهی ایمن، کارآمد و مقرون به صرفه برای جمع آوری داده ها در صنایع مختلف ارائه می دهد.

با نگاهی به آینده، آینده نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین پر از پتانسیل است. پیشرفت‌های فناوری در حسگرها، پردازش داده‌ها و قابلیت‌های پرواز خودمختار دائماً مرزهای آنچه را که این فناوری می‌تواند به دست آورد پیش می‌برد.

ما می‌توانیم انتظار پذیرش و ادغام گسترده‌تر با سایر فناوری‌های پیشرفته مانند هوش مصنوعی و یادگیری ماشین را داشته باشیم.

این صفحه را بررسی کنید تا در مورد برنامه های آموزشی انحصاری ما بیاموزید و یک خلبان گواهینامه پهپاد شوید.

سوالات متداول

Q1: آیا الزامات قانونی برای استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای اهداف نقشه برداری وجود دارد؟

بله، استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای اهداف نقشه برداری تجاری ممکن است به مجوزها، مجوزها یا گواهینامه ها نیاز داشته باشد . مهم است که از مقررات مربوط به کشور یا منطقه خود آگاه باشید و از آنها پیروی کنید.

Q2: اندازه گیری های به دست آمده از نقشه برداری هواپیماهای بدون سرنشین چقدر دقیق هستند؟

نقشه برداری هوایی می تواند به سطوح دقت بالایی، اغلب در عرض چند سانتی متر دست یابد. با این حال، دقت به عوامل مختلفی مانند کیفیت دوربین، سیستم موقعیت یابی پهپاد، نقاط کنترل زمینی و کیفیت پردازش تصویر بستگی دارد.

Q3: آیا می توان از هواپیماهای بدون سرنشین در مناطقی با پوشش GPS محدود استفاده کرد؟

بله، پهپادهای مجهز به فناوری های پیشرفته مانند RTK (Real-Time Kinematics) یا PPK (Post-Processed Kinematics) می توانند با تکیه بر نقاط کنترل زمینی یا سیستم های موقعیت یابی اضافی در مناطقی با پوشش GPS محدود عمل کنند.

محصول-جزئیات

نقشه برداری و نقشه برداری پهپاد چیست؟

توسط با بدون دیدگاه پهپاد

نقشه برداری و نقشه برداری پهپاد چیست؟

بررسی پهپادی استفاده از پهپادها یا وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) مجهز به دوربین های RGB، دوربین های چند طیفی یا محموله های LiDAR برای جمع آوری داده ها است. و سپس این داده ها به تجهیزات ویژه روی زمین در نزدیکی اپراتور پهپاد منتقل می شود. نتیجه نهایی نقشه برداری زمینی با هواپیماهای بدون سرنشین یک نقشه کامل از جزئیات در مقیاس معین است که در قالب دیجیتال ارائه شده است.

پهپادهای نقشه برداری می توانند در ارتفاعات بسیار پایین تری نسبت به تکنیک های سنتی مانند هواپیماهای سرنشین دار یا ماهواره ها پرواز کنند و تصاویری با وضوح بالا و با دقت بالا را سریعتر و ارزان تر و مستقل از شرایط آب و هوایی مانند پوشش ابر ارائه دهند.

مزایای بررسی پهپاد چیست؟
حتی مبتدی ترین کاربر هم می داند که می توان از پهپادها برای عکاسی استفاده کرد. در دسترس بودن عکاسی هوایی بدون سرنشین منجر به استفاده از آن
 در بسیاری از بخش ها و تولید تصاویر باورنکردنی شده است. اما آیا برای کار نقشه برداری یا نقشه برداری بعدی شما به اندازه کافی خوب است؟
 بیایید نگاهی به برخی از مزایای استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای نقشه برداری و نقشه برداری بیندازیم.
در زمان و هزینه صرفه جویی کنید
مزیت اقتصادی نقشه برداری زمینی هواپیماهای بدون سرنشین در درجه اول ناشی از هزینه های عملیاتی پایین آن در مقایسه با رقبای اصلی آن، هواپیماها و هلیکوپترها است که تا 10 برابر گران تر از توپوگرافی پهپادها هستند. علاوه بر این، مطالعات اخیر نشان می‌دهد که بررسی پهپادها تا پنج برابر سریع‌تر از روش‌های سنتی زمینی است.

محصول-جزئیات

ارائه دقت داده بالا
پهپادها دقت بسیار بالایی دارند، به طوری که نقشه برداری هوایی به دقت در سطح سانتی متر می رسد و دقت نقشه برداری معمولاً به 1:1000 می رسد. علاوه بر این، نقشه برداری هوایی همچنین دارای اطلاعات جغرافیایی سه بعدی زیادی است که می تواند داده های زمین در مقیاس بزرگ را ضبط کند.
مکان های غیرقابل دسترس را امن تر نقشه برداری کنید
بررسی توپوگرافی هواپیماهای بدون سرنشین به ما امکان می دهد داده های گسترده و قابل اعتمادی را از مکان های غیرقابل دسترس، شیب های تند ناامن یا زمین های خطرناک به دست آوریم. این بدان معنی است که نقشه برداران می توانند یک مدل کامپیوتری سه بعدی از شی مورد مطالعه ایجاد کنند و یک سری اندازه گیری را در دفتر انجام دهند، بدون اینکه لزوماً برای به دست آوردن داده ها در میدان یا منطقه خطرناک باشند.
مزایای بررسی پهپاد چیست؟
حتی مبتدی ترین کاربر هم می داند که می توان از پهپادها برای عکاسی استفاده کرد. در دسترس بودن عکاسی هوایی بدون سرنشین منجر به استفاده از آن
 در بسیاری از بخش ها و تولید تصاویر باورنکردنی شده است. اما آیا برای کار نقشه برداری یا نقشه برداری بعدی شما به اندازه کافی خوب است؟
 بیایید نگاهی به برخی از مزایای استفاده از هواپیماهای بدون سرنشین برای نقشه برداری و نقشه برداری بیندازیم.
در زمان و هزینه صرفه جویی کنید
مزیت اقتصادی نقشه برداری زمینی هواپیماهای بدون سرنشین در درجه اول ناشی از هزینه های عملیاتی پایین آن در مقایسه با رقبای اصلی آن، هواپیماها و هلیکوپترها است که تا 10 برابر گران تر از توپوگرافی پهپادها هستند. علاوه بر این، مطالعات اخیر نشان می‌دهد که بررسی پهپادها تا پنج برابر سریع‌تر از روش‌های سنتی زمینی است.

محصول-جزئیات

ارائه دقت داده بالا
پهپادها دقت بسیار بالایی دارند، به طوری که نقشه برداری هوایی به دقت در سطح سانتی متر می رسد و دقت نقشه برداری معمولاً به 1:1000 می رسد. علاوه بر این، نقشه برداری هوایی همچنین دارای اطلاعات جغرافیایی سه بعدی زیادی است که می تواند داده های زمین در مقیاس بزرگ را ضبط کند.
مکان های غیرقابل دسترس را امن تر نقشه برداری کنید
بررسی توپوگرافی هواپیماهای بدون سرنشین به ما امکان می دهد داده های گسترده و قابل اعتمادی را از مکان های غیرقابل دسترس، شیب های تند ناامن یا زمین های خطرناک به دست آوریم. این بدان معنی است که نقشه برداران می توانند یک مدل کامپیوتری سه بعدی از شی مورد مطالعه ایجاد کنند و یک سری اندازه گیری را در دفتر انجام دهند، بدون اینکه لزوماً برای به دست آوردن داده ها در میدان یا منطقه خطرناک باشند.
بهترین پهپاد برای نقشه برداری زمینی چیست؟
به عنوان بهترین پهپاد برای نقشه برداری زمینی، پهپادهای VTOL سری JOUAV CW یک راه حل جامع نقشه برداری پهپاد ارائه می دهد که پهپادهایی را منتشر کرده است که می توانند عملکردهای مختلفی را با توجه به نیازهای مختلف کاربران انجام دهند.
محصول
CW-007
یک پلت فرم قابل حمل و یکپارچه پهپاد که قابلیت اطمینان استثنایی را به مشتریان ما ارائه می دهد.
محصول
CW-15
پهپاد VTOL هوشمند چند منظوره و با باتری
محصول
CW-25E
پهپاد VTOL با بال ثابت الکتریکی با استقامت طولانی
محصول
CW-30E
پهپاد هیبریدی بنزین و باتری طولانی مدت پرواز
ویژگی های پهپاد JOUAV

برخاستن و فرود عمودی (VTOL)

پهپادهای JOUAV VTOL (برخاست و فرود عمودی) یک رویکرد ترکیبی را نشان می دهد که عناصر طراحی چهار روتور و بال ثابت را ترکیب می کند. آنها مانند کوادکوپترها به صورت عمودی برمی خیزند و فرود می آیند، به این معنی که پهپادهای JOUAV می توانند به آرامی در مناطق باریک مانند صخره ها، جنگل ها یا مناطق کوهستانی بلند شوند و فرود بیایند. در همین حال، پهپادها مزایای استقامت طولانی و سرعت پرواز سریع پهپادهای بال ثابت را دارند که آنها را برای نقشه برداری مناطق بزرگ مناسب می کند.

img
img

تا 10 ساعت استقامت / حداکثر بار 25 کیلوگرم

پهپاد JOUAV با استفاده از روش‌های مختلفی مانند بهینه‌سازی آیرودینامیکی، بهینه‌سازی سیستم قدرت و باتری‌های با چگالی انرژی بالا سفارشی‌سازی شده، ۵ برابر بیشتر از رقبای خود است و می‌تواند در شرایط بار سنگین به حداکثر ۱۰ ساعت پرواز برسد.

پهپادهای JOUAV می‌توانند دوربین‌های ارتوفوتو، دوربین‌های چندگانه، دوربین‌های گیمبال، دوربین‌های ابرطیفی ، دوربین‌های چند طیفی، حسگرهای جوی، هواپیماهای مغناطیسی و سایر تجهیزات مأموریت را بگیرند و از توسعه ثانویه پشتیبانی می‌کنند. این پهپاد می تواند وزنی بین 0.8 تا 25 کیلوگرم را حمل کند .

تا 1 سانتی متر (0.4 اینچ) دقت مطلق

پهپاد JOUAV از هر دو حالت RTK و PPK استفاده می کند. RTK در درجه اول برای فرودهای عمودی مستقل در سطح سانتی متر استفاده می شود، و PPK در درجه اول برای خروجی داده های POS با دقت بالا برای اطمینان از کاهش زیاد در نقاط کنترل تصویر استفاده می شود. پهپاد JOUAV RTK بهترین دقت مطلق را در کلاس با دقت موقعیت عمودی تا 3 سانتی متر و دقت موقعیت افقی تا 1 سانتی متر ارائه می دهد که به پهپاد JOUAV از ارتفاع بالا اجازه می دهد تا بر فراز آن پرواز کند و همچنان تصاویر GSD پایین را ارائه دهد.

img
img

پرواز در محیط های خشن

از طریق تجزیه و تحلیل و آزمایش بهینه سازی مداوم سیستم قدرت، پهپاد JOUAV می تواند با وجود هوای رقیق تر، در ارتفاع 4500 متری به طور موثر پرواز کند. این پهپاد ضد آب است و اطمینان می دهد که هواپیما می تواند در باران و برف خفیف پرواز کند. آنها می توانند با خیال راحت پرواز کنند و داده ها را در بادهایی با سرعت 12 متر بر ثانیه و 28 مایل در ساعت جمع آوری کنند .

ساده ترین و مستقل ترین پهپادها برای پرواز

پس از فشار دادن دکمه تیک آف، پهپاد به طور خودکار در مسیری برنامه ریزی شده از زمین بلند می شود، تصاویری می گیرد و سپس از جایی که شروع شده فرود می آید. اپراتور در طول این فرآیند نیازی به انجام کار دیگری ندارد.

پهپادهای JOUAV همچنین از حالت تعقیب زمین بر اساس نقشه سه بعدی دیجیتالی با دقت بالا پشتیبانی می کنند. با استفاده از این ویژگی، آنها می توانند به طور خودکار یک مسیر ارتفاع متغیر را بر اساس منطقه اندازه گیری ایجاد کنند و یک وضوح ثابت زمین را برای نتایج بهتر داده ها حفظ کنند.

img
img

ایمن ترین پهپاد برای پرواز

حسگرهای جلو و عقب پهپادهای JOUAV دارای برد تشخیص تا 240 متر و میدان دید وسیع هستند. بنابراین می توانید مطمئن باشید که تمام موانع سر راه خود را می گیرد و به طور موثر از آنها اجتناب می کند و پرواز ایمن را تضمین می کند. سنسورهای رو به پایین امکان اندازه گیری محدوده 50 متری را فراهم می کنند که می تواند برای جلوگیری از فرود خطرناک مکان انجام شود.

پهپاد3

5 روش کاهش لرزش در پهپادها و پایه های رانش

توسط با بدون دیدگاه پهپاد

5 روش کاهش لرزش در پهپادها و پایه های رانش

ارتعاش یک مانع رایج است که باید هنگام ساخت هواپیماهای بدون سرنشین بر آن غلبه کرد. لرزش بیش از حد می تواند باعث ایجاد مشکلاتی در هنگام پرواز یا در حین آزمایش شود.

در این مقاله قصد داریم دو روش برای نزدیک شدن به مشکل ارتعاش در پایه های رانش پهپاد را نشان دهیم: شبیه سازی و آزمایش تجربی. راه حلی که ما برای تغییر فرکانس های اساسی با استفاده از دمپرها استفاده کردیم، مشابه چیزی است که در پهپادها استفاده می کنید.

خلاصه:

  1. پس زمینه
  2. لرزش پایه رانش
  3. شبیه سازی ارتعاش
  4. تست تجربی
  5. لرزش در هواپیماهای بدون سرنشین

 

زمینه – طراحی جایگاه پرواز

ما اخیراً Flight Stand 15/50 جدید را منتشر کردیم، یک پایه رانش/ دینامومتر ساخته شده برای آزمایش پهپادها که می تواند بارهای تا 50 کیلوگرم رانش را تحمل کند. این پایه دارای ساختار لوله ای توخالی است تا آیرودینامیک بهتر و همچنین مدیریت کابل بهبود یافته را ارائه دهد، با کابل هایی که به جای اینکه در امتداد بیرون قرار گیرند در داخل لوله قرار دارند.

یک چالش برجسته در طراحی پایه رانش، محدود کردن میزان ارتعاش در طول آزمایش پیشرانه بود. همانطور که گفته شد، شکل پایه پایه یک لوله عمودی است که باید یک واحد اندازه گیری نیرو (FMU) را در خود جای دهد و یک موتور و پروانه را در بالا نگه دارد.

این پایه برای آزمایش موتورها و پروانه ها استفاده می شود که به طور ذاتی باعث ایجاد ارتعاش می شوند و به طور بالقوه به ابزار آسیب می رسانند. برای بهینه‌سازی و محافظت از پایه، یک سری آزمایش‌های ارتعاشی مشابه آزمایش‌های مورد استفاده برای قطعات پهپاد مانند بازوهای کوادکوپتر انجام دادیم. روش تجربی و نتایج ما در این مقاله تشریح شده است.

پهپاد3

لرزش پایه رانش

پایه رانش با موتورها و پروانه‌های مشتری سازگار است و با تغییر در پارامترهای طراحی همراه است. یکی از پارامترهایی که تأثیر زیادی بر فرکانس سیستم دارد، جرم کلی است.

معادلات زیر نشان می دهد که چگونه افزایش جرم باعث کاهش فرکانس طبیعی سیستم می شود. پایه می تواند طیف وسیعی از رانش ها را اندازه گیری کند، بنابراین از توده های مختلفی از پروانه ها و موتورها استفاده می شود. بسته به پروانه کاربر و جرم موتور، فرکانس طبیعی تغییر می کند  .

با توجه به تغییرات در جرم، اندازه پروانه و رانش سیستم های محرکه قابل آزمایش، پایه رانش پتانسیل کار در طیف وسیعی از فرکانس ها را دارد. با این کار، فرکانس تشدید سازه ممکن است در محدوده عملکرد پایه قرار گیرد.

تشدید زمانی اتفاق می‌افتد که فرکانس طبیعی یک سازه برانگیخته می‌شود و در نتیجه دامنه ارتعاش بزرگ‌تر یا حرکتی بیشتر در سازه‌ها دیده می‌شود. حفظ آن فرکانس منجر به افزایش تحریک می شود و می تواند منجر به آسیب یا شکست ساختاری شود.

یک مثال رایج از خطر رزونانس، فروریختن پل تاکوما در سال 1940 است. در حالی که دلایل متعددی برای ریزش وجود داشت، یکی از عوامل اصلی رزونانس بود که باعث پیچش پل و حرکت غیرقابل کنترل آن شد.

شبیه سازی ارتعاش

هنگام طراحی پایه، توجه داشتیم که فرکانس طبیعی در محدوده عملکرد قرار می گیرد. پایه رانش توانایی اندازه گیری از 1.5 کیلوگرم تا 50 کیلوگرم را دارد، که مربوط به پروانه هایی است که می توانند از 1000 تا 10000+ دور در دقیقه کار کنند که با فرکانس های تقریباً 16 هرتز تا 200 هرتز مرتبط است.

ما برخی از شبیه‌سازی‌های ارتعاشی را به منظور مشاهده واکنش پایه به حالت‌های ارتعاشی مختلف، که در شکل 2 نشان داده شده‌اند، انجام دادیم. برای جلوگیری از تشدید، مهم است که از کارکردن پایه در این حالت ها برای مدت طولانی خودداری کنید.

تست تجربی

یک پایه اولیه ساخته شد تا درک بهتری از نحوه تأثیر این ارتعاشات روی پایه در عمل ایجاد شود. در حالی که شبیه‌سازی‌ها بسیار مفید هستند، مهم است که ببینیم پایه در طول آزمایش‌های واقعی چگونه تحت تأثیر ارتعاشات قرار می‌گیرد.

پایه در شکل 3 با یک پایه موتور سازگار در بالا به جای FMU مونتاژ و آزمایش شد. برای ایجاد عدم تعادل در سیستم از یک پروانه بریده شده از یک طرف استفاده شد.

شکل 3: نمونه اولیه پایه رانش برای تست ارتعاش

دینامیک ارتعاش با استفاده از نرم افزار Flight Stand ثبت شد. یکی از مشاهدات کلیدی اهمیت یک پایگاه پایدار بود. هنگامی که پایه به طور ایمن به زمین متصل نمی شود، پایه حرکت بیشتری را تجربه می کند و در نتیجه فرکانس تشدید کمتر و خوانش ارتعاش بالاتر می شود.

شکل 4 نشان می دهد که چگونه فرکانس های تشدید را می توان از طریق آزمایش تعیین کرد. پس از راه اندازی موتور و افزایش آهسته سرعت پروانه، می توان جهش های بزرگی در ارتعاش در طول آزمایش مشاهده کرد که می تواند با رزونانس همراه باشد.

شکل 4: لرزش پایه رانش با افزایش سرعت پروانه 

روش‌های میرایی معمولی مانند پایه‌های ساندویچی در نظر گرفته شد، اما دمپرهای ارتعاشی باید در همان جهتی که ارتعاش رخ می‌دهد استفاده شوند. مکان‌های موجود روی پایه برای نصب میرایی در جهت عمودی هستند، اما ارتعاشات عمدتاً به صورت جانبی رخ می‌دهند و چالشی را ایجاد می‌کنند.

آزمایشات اولیه بر روی یک نمونه اولیه که در خانه طراحی و مونتاژ شده بود انجام شد. دور دوم آزمایش‌ها با یک نمونه اولیه رسمی، در یک مغازه با تلورانس‌ها و تناسب درست انجام شد. در طول این آزمایشات کمترین صدا وجود داشت و پایه بسیار سفت و سخت بود. همانطور که در آزمایش قبلی مشاهده کردیم که پایداری پایه بسیار مهم است.

با محکم شدن پایه مستقیم به بتن، پایه لرزش بسیار کمی را تجربه کرد و در بالاترین ارتعاش ثبت شده کمترین صدا وجود داشت. هنگامی که روی ریل نصب می‌شد، هنوز صدا و حرکت کمتری در پایه وجود داشت، اما میزان ارتعاش بالاتر بود و پایه کمی پایدارتر بود.

اگر در پایه نصب شده روی نرده ها مشکلات قابل توجهی لرزش یا نویز وجود دارد، توصیه می کنیم برای محدود کردن حرکت در ریل، بست های بتنی بیشتری اضافه کنید.

لرزش در هواپیماهای بدون سرنشین

شباهت هایی را می توان بین ارتعاش مشاهده شده در پایه رانش و ارتعاش مشاهده شده در هواپیماهای بدون سرنشین یافت. در هر دو مورد، لرزش ناشی از حرکت پروانه و موتور است، با پیچیدگی‌های اضافی برای پهپادها، زیرا آنها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که حرکت ثابتی داشته باشند و وسایل الکترونیکی شکننده را حمل کنند.

پهپادها به سنسورهای زیادی برای نظارت بر سیستم و ارائه داده‌های مفید در مورد موقعیت و سرعت خودرو مجهز هستند، اما آزمایش‌های اضافی در آزمایشگاه می‌تواند به پیش‌بینی و جلوگیری از آسیب‌های ناشی از لرزش به ساختار و قطعات الکترونیکی شکننده کمک کند.

شکل 5: یک پهپاد در حال پرواز با بار دوربین

تجزیه و تحلیل ارتعاش یک قاب چند روتور به طور عمیق در مرجع [2] با برخی از شباهت ها به آزمایش های شرح داده شده در این مقاله توضیح داده شده است. ابتدا یک آزمایش پیشرانه برای تعیین سرعت چرخشی که در آن ملخ بیشترین ارتعاش را القا می کند، انجام می شود.

با این اطلاعات، یک تحلیل مودال شبیه‌سازی تکمیل می‌شود و پس از آن یک آزمایش برانگیختگی برای مشاهده چگونگی تأثیر فرکانس‌ها بر سیستم تکمیل می‌شود.

نتیجه گیری

همانطور که نشان داده شد، فرآیند تست ارتعاش برای پایه های رانش و اجزای پهپاد مشابه است. شبیه سازی و محاسبات بخش مهمی از فرآیند است و به دنبال آن آزمایش تجربی انجام می شود.

این آزمایش‌ها می‌توانند بینش مهمی را برای طراحان فراهم کنند و در نهایت می‌توانند به کاهش لرزش در ابزارهای آزمایشی و وسایل نقلیه هوایی که آزمایش می‌کنند کمک کنند.

پایه تست در تونل باد با یخ روی پروانه ها

مطالعه ای بر روی یخ پروانه هواپیمای بدون سرنشین در دور بالا

توسط با بدون دیدگاه پهپاد

مطالعه ای بر روی یخ پروانه هواپیمای بدون سرنشین در دور بالا

در سال 2019، شورای تحقیقات ملی کانادا (NRC) گزارشی در مورد یخ زدن پروانه هواپیمای بدون سرنشین در دور بالا منتشر کرد. روش و نتایج آنها در دو گزارش در مورد فاز 1 و فاز 2 توضیح داده شده است و ما یافته های کلیدی آنها را در این مقاله خلاصه کرده ایم.

مقدمه

یخ زدن پروانه خطری است که برای اپراتورها و طراحان هواپیماهای بدون سرنشین شناخته شده است. محاسبه نادرست شرایط آب و هوایی می تواند به هزاران دلار خسارت و از دست دادن یک هواپیمای ارزشمند منجر شود.

همانطور که این گزارش نشان می دهد، تغییرات عملکرد در شرایط یخ زدگی غیرخطی است و می تواند فریبنده باشد و به طور بالقوه باعث می شود اپراتورها خطر پهپاد خود را دست کم بگیرند. 

پایه تست در تونل باد با یخ روی پروانه ها
شکل 1: راه اندازی پایه آزمایشی در تونل باد یخی NRC ارتفاع

NRC به دنبال افزایش این مجموعه از دانش بود زیرا “اطلاعات مربوط به یخ زدن این پروانه ها در سرعت چرخش بالا (RPMs) تقریباً وجود ندارد”.

هدف آن‌ها انجام آزمایش‌های یخ‌بندی هدفمند برای توصیف یخ‌زنی ملخ‌های UAS کوچک در دور بالا، ارزیابی تأثیر یخ‌زدگی بر عملکرد ملخ‌های UAS کوچک آزمایش‌شده و تحمل آن‌ها در برابر یخ زدگی و ایجاد یک پایگاه داده پایه از داده‌های یخ‌زنی برای یخ‌زنی پهپادهای کوچک بود. پروانه ها در دور بالا

آنها به شش متغیر اصلی که بر یخ پروانه در طول پرواز تأثیر می‌گذارند، نگاه کردند: 

  1. قطر حجمی متوسط ​​(MVD) اندازه قطرات آب، اندازه‌گیری شده در میکرومتر
  2. محتوای آب مایع (LWC) در منطقه آزمایش، بر حسب گرم بر متر مکعب اندازه‌گیری می‌شود
  3. دمای هوای ساکن (SAT)، بر حسب درجه سانتی گراد اندازه گیری می شود
  4. سرعت روتور، در 8000 RPM و 9000 RPM اندازه گیری شده است
  5. زاویه لغزش کناری، در 0 درجه و 30 درجه اندازه گیری شد
  6. جنس تیغه، فیبر کربن (CF) در مقابل پلاستیک تقویت شده با الیاف شیشه (GFR)

چرا باید موتورها و پروانه های پهپاد خود را آزمایش کنید؟

این آزمایش ها در تونل باد یخبندان ارتفاعی NRC انجام شد (شکل 2). باد با سرعت 15 متر بر ثانیه از بخش آزمایش عبور کرد در حالی که یک سیستم اسپری یخ قطرات آب را برای شبیه‌سازی شرایط یخ‌زنی فراهم می‌کرد. 

طرح تونل باد یخی NRC ارتفاع
شکل 2: طرح تونل باد یخبندان در ارتفاع NRC

عملکرد موتور با استفاده از پایه آزمایشی RCbenchmark Series 1580 مورد ارزیابی قرار گرفت که قادر به اندازه‌گیری 5 کیلوگرم رانش و 1.5 نیوتن متر گشتاور است. علاوه بر رانش و گشتاور، پایه تست اطلاعاتی در مورد ولتاژ، جریان، RPM، مقاومت سیم پیچ موتور و راندمان ارائه می کرد.

یک ناسل سفارشی برای محافظت از تجهیزات در برابر آسیب آب طراحی و روی پایه آزمایش نصب شد (شکل 3). دکل آزمایشی همچنین شامل یک موتور الکتریکی DC بدون جاروبک Turnigy 2834-800، یک کنترل‌کننده سرعت الکترونیکی Hobbyking 50A (ESC) و یک منبع تغذیه 4s Lipo (14.8v DC) بود.

Nacelle برای محافظت از پایه تست در برابر آب طراحی شده است
شکل 3: ساخت ناسل مورد استفاده برای محافظت از تجهیزات آزمایش در برابر آسیب آب

چهار پروانه در آزمایش‌ها مورد آزمایش قرار گرفتند که قطر آنها از 8 تا 14 اینچ بود. سه پروانه از چهار ملخ از فیبر کربن (CF) و چهارمی از پلاستیک تقویت شده با الیاف شیشه (GFR) ساخته شده بود.

ویژگی های آنها در جدول 1 خلاصه شده است. برای همه آزمایش ها، کاهش رانش 50٪ به عنوان برش برای پایان دادن به آزمون تعیین شد.

جدول مشخصات پروانه

جدول 1: مشخصات پروانه های مورد استفاده تجربی

بخش 1: قطر حجم متوسط ​​(MVD) اندازه قطرات آب

دور اول آزمایش ها به تأثیر اندازه قطرات آب بر تجمع یخ و عملکرد پیشرانه برای سه ملخ CF پرداخت. MVD قطرات آب در 20، 40 یا 60 میکرومتر تنظیم شد در حالی که سایر پارامترها را در RPM = 8000، TAS = 15 m/s، AOS = 0 درجه، SAT = -12 درجه سانتیگراد و LWC = 0.5 گرم در ثانیه ثابت نگه داشت. m3.

برای همه پروانه‌ها در تمام مقادیر MVD، حدود 20 ثانیه طول کشید تا تجمع یخ شروع به تأثیر بر رانش کند، که باعث کاهش آهسته و تدریجی در رانش N شد.

برای Prop1، کاهش در رانش به طور خلاصه یک فلات برای MVD = 20μm و 40μm قبل از از سرگیری کاهش آن تجربه کرد. این اثر در MVD = 60μm برای Prop1 مشاهده نشد، در حالی که “فلات مشابه اما کوتاهتر” برای Prop21 و Prop3 مشاهده شد.

جالب اینجاست که رسیدن Prop1 به 50% رانش (75 – 130 ثانیه) در مقایسه با Prop21 (48 – 64s) و Prop3 (40 – 47s) (شکل 4a) حدود دو برابر بیشتر طول کشید.

حجم قطرات میانه با نمودارهای رانش و گشتاور

شکل 4: افزایش رانش (الف) و کاهش گشتاور (ب) در طول زمان در مقادیر مختلف MVD

تجمع یخ همچنین منجر به افزایش گشتاور و قدرت الکتریکی موتور شد. در 50% رانش، Prop1 به 150% گشتاور (شکل 4b) و 100% توان الکتریکی (شکل 5) نسبت به مقدار در شروع رویداد یخ رسیده بود.

افزایش گشتاور و توان الکتریکی برای Prop21 در 100٪ و 60٪ و برای Prop3 در 40٪ و 25٪ کمتر بود.

نمودارهای میانه حجم و توان قطرات

شکل 5: افزایش توان الکتریکی با زمان تجمع یخ

محققان فلات های رانش را به ریزش یخ و/یا برگشت یخ به سمت نوک تیغه های پروانه نسبت می دهند. کل جرم یخ و زمان لازم برای رسیدن هر پروانه به 50% رانش برای MVD = 60 میکرومتر در جدول 2 نشان داده شده است.

زمان مورد نیاز با افزایش قطر پروانه کاهش می یابد.

توده یخ و زمان اسپری جدول پروانه های پهپاد

جدول 2: جرم یخ و زمان پاشش پروانه ها برای رسیدن به 50% رانش در MVD = 60 میکرومتر

قسمت 2: محتوای آب مایع (LWC)

این سری از آزمایش ها با هدف بررسی اثر تغییر LWC در منطقه آزمایش بر روی یخ پروانه و عملکرد آن انجام شد. LWC روی 0.2، 0.5 یا 1.0 گرم بر متر مکعب تنظیم شد در حالی که سایر متغیرها در RPM = 8000، TAS = 15 متر بر ثانیه، AOS = 0 درجه، TAS = -12 درجه سانتی گراد و MVD = 20 میکرومتر ثابت نگه داشته شدند.

LWC در مقایسه با MVD اثر مشابه اما برجسته‌تری بر تحمل یخ داشت. با افزایش LWC، زمان لازم برای رسیدن به تراست 50 درصد کاهش یافت.

تفاوت های قابل توجهی در زمان تجمع یخ برای سه مقدار LWC وجود داشت، 20 تا 50 ثانیه طول کشید تا به 50 درصد رانش برای LWC = 0.2 گرم بر متر مکعب، 45 – 130 ثانیه برای 0.5 گرم بر متر مکعب و 120 – 430 ثانیه برای 1.0 گرم بر متر مکعب رسید.

مشابه نتایج MVD، رانش برای یک دوره برای هر سه مقدار LWC فلات شد، اگرچه فلات ها برای 0.2 و 0.5 گرم بر متر مکعب در مقایسه با 1.0 گرم بر متر مکعب معنی دارتر بودند. به همین ترتیب، هیچ ریزش یخ برای LWC = 1.0 گرم بر متر مکعب مشاهده نشد، که تا حدی کاهش سریع‌تر را تا 50% رانش را توضیح می‌دهد (شکل 6).

پروانه پهپاد یخ ریز

شکل 6: ریزش یخ در LWC = 0.2 گرم بر متر مکعب (سمت چپ) اما نه در LWC = 1.0 گرم بر متر مکعب (راست)

همچنین مشابه نتایج MVD، افزایش گشتاور و توان الکتریکی مشاهده شد که در LWC = 0.5 گرم بر متر مکعب بود. در این سطح LWC، افزایش گشتاور و توان الکتریکی 130% و 80% برای Prop1، 100% و 60% برای Prop21 و 30% و 20% برای Prop3 بود.

به طور کلی، LWC نسبت به MVD تأثیر قابل توجهی بر تحمل یخ زدگی داشت، همانطور که با کاهش زمان لازم برای رسیدن به 50٪ رانش زمانی که LWC = 1.0 گرم بر متر مکعب نشان داده شد (جدول 3).

جدول زمان توده یخ و اسپری پهپاد

جدول 3: جرم یخ و زمان پاشش پروانه ها برای رسیدن به 50% رانش در LWC = 1.0 گرم بر متر مکعب

قسمت 3: دمای استاتیک هوا (SAT)

مجموعه سوم از آزمون ها با بررسی سه مقدار SAT 2- درجه سانتی گراد، -5 درجه سانتی گراد و 12- درجه سانتی گراد در حالی که سایر متغیرها را در PM = 8000، TAS = 15 متر بر ثانیه ثابت نگه داشتند، به اثرات SAT بر تحمل یخ پرداختند. ، AOS = 0 درجه، MVD = 20 میکرومتر و LWC = 0.5 گرم بر متر مکعب.

هر سه ملخ سریعترین کاهش رانش را در SAT = -12 درجه سانتیگراد و به دنبال آن SAT = -5 درجه سانتیگراد تجربه کردند. جالب توجه است، در SAT = -2 درجه سانتیگراد، Prop21 و Prop3 هرگز به 50٪ رانش نرسیدند، و حداقل 80٪ رانش اصلی را برای کل آزمایش حفظ کردند.

در SAT = -5 درجه سانتیگراد، Prop1 و Prop21 تحت چندین چرخه ریزش یخ قرار گرفتند، با Prop1 در نهایت به 50% رانش رسید، اما Prop21 هرگز تا آن نقطه کاهش پیدا نکرد. Prop1 تنها پروانه ای بود که در هر سه مقدار SAT به 50% رانش رسید (شکل 7).

رانش و گشتاور پهپاد در مقادیر دمایی مختلف

شکل 7: افزایش رانش (الف) و کاهش گشتاور (ب) در طول زمان در مقادیر مختلف SAT

تجمع و ریزش یخ نیز بر سطوح ارتعاش تأثیر داشت. ارتعاش توسط پایه آزمایشی بر حسب شتاب گرانشی (g) اندازه گیری شد.

افزایش ارتعاش با افزایش تجمع یخ و به دنبال آن ارتعاش کمتر در هنگام ریختن یخ از پروانه مشاهده شد (شکل 8).

پروانه هواپیمای بدون سرنشین لرزاننده و ریزش یخ

شکل 8: لرزش ناشی از چرخه های ریزش یخ

قسمت 4: سرعت روتور

مجموعه آزمایشات بعدی تحمل یخ را در 9000 دور در دقیقه، 1000 دور در دقیقه بیشتر از تست های قبلی در 8000 دور در دقیقه بررسی کردند. در این آزمایش‌ها LWC و SAT متفاوت بودند، زیرا این متغیرها تأثیر بیشتری بر تحمل نسبت به MVD در آزمایش‌های قبلی داشتند.

به طور کلی، افزایش سرعت چرخش به 9000 RPM برای ایجاد تغییرات قابل توجهی در تجمع یخ و از دست دادن رانش کافی نبود.

این در شکل 9 نشان داده شده است که رانش های نرمال شده در 8000 RPM و 9000 RPM را برای بدترین شرایط یخ زدن SAT = -12 درجه سانتی گراد، MVD = 20 میکرومتر و LWC = 1.0 گرم بر متر مکعب با Prop21 مقایسه می کند.

رانش نرمال پروانه در 8000 دور در دقیقه و 9000 دور در دقیقه

شکل 9: رانش نرمال شده در طول زمان در 8000 RPM و 9000 RPM برای Prop21

محققان بازرسی بصری تیغه های پروانه را پس از آزمایش انجام دادند و خاطرنشان کردند که ریزش یخ بیشتر در 9000 RPM تحت شرایط خاص وجود دارد. با این حال، این به تفاوت عملکرد قابل توجهی بین این دو شرایط منجر نشد.

قسمت 5: زاویه لغزش کناری

مجموعه پنجم آزمایش ها با هدف اندازه گیری تحمل یخ پروانه برای یک پهپاد در پرواز رو به جلو، شبیه سازی شده با کج کردن پروانه به زاویه لغزش جانبی (AOS) 30 درجه نسبت به جریان هوای تونل باد.

سرعت چرخش 8000 RPM و MVD روی 20 میکرومتر تنظیم شد. LWC بین 0.2، 0.5 و 1.0 g/m3 و SAT بین -2، -5 و -12 درجه سانتیگراد متغیر بود.

مطالعه بیشتر: آزمایش نیروی محرکه با تونل باد در دانشگاه اتاوا

در ابتدای رویداد یخ‌زنی، آنها افزایش رانش دینامیکی را مشاهده کردند، که آن را به کاهش سرعت هوای مؤثر مشاهده شده توسط پروانه در 30 درجه نسبت می‌دهند، که 13 متر بر ثانیه به جای 15 متر بر ثانیه است.

در غیر این صورت، زاویه 30 درجه تفاوت قابل توجهی در تحمل یخ Prop21 ایجاد نکرد، که دوباره در بدترین شرایط یخ‌زنی آزمایش شد (SAT = -12 درجه سانتی‌گراد، MVD = 20 میکرومتر و LWC = 1.0 گرم بر متر مکعب). شکل 10).

رانش نرمال شده برای پروانه در زاویه 0 و 30 درجه

شکل 10: رانش نرمال شده در طول زمان در 0 درجه و 30 درجه AOS برای Prop21

قسمت 6: مواد تیغه

تست نهایی تحمل یخ متفاوت تیغه های GFR را در مقایسه با تیغه های CF مورد بررسی قرار داد. پروانه GFR (Prop22) در شرایطی مشابه با CF با همان قطر آزمایش شد (Prop21)، نگه داشتن AOS در 0 درجه و RPM در 8000، در حالی که LWC بین 0.2، 0.5 و 1.0 گرم بر متر مکعب و SAT بود. بین -2، -5 و -12 درجه سانتیگراد متغیر است.

دو تفاوت عمده برای پروانه GFR مشاهده شد، اولی کاهش سریع تر رانش در مقایسه با Prop21 برای LWC = 0.2 گرم بر متر مکعب است.

تفاوت دوم این بود که Prop22 قبل از ریزش یخ در SAT = 2 درجه سانتیگراد کاهش حدود 25٪ را تجربه کرد (شکل 11)، شرایطی که تاثیری بر رانش Prop21 نداشت.

در نتیجه، افزایش متناظری در گشتاور و قدرت الکتریکی وجود داشت که برای Prop21 نیز مشاهده نشد. در غیر این صورت، تحمل یخ پروانه GFR بسیار شبیه به پروانه CF در شرایط مشابه بود.

رانش، گشتاور و قدرت در مقابل زمان تجمع یخ در پروانه هواپیمای بدون سرنشین

شکل 11: رانش، گشتاور و توان در مقابل زمان تجمع یخ برای Prop22

نتیجه گیری

این مطالعه یک کار عالی برای توصیف تحمل یخ پروانه های پهپاد کوچک در RPM بالا انجام داده است. نتایج چندین نکته کاربردی را ارائه می دهد که اپراتورهای هواپیماهای بدون سرنشین می توانند از آنها استفاده کنند.

اولاً، پروانه‌های بزرگ‌تر زمان کمتری داشتند تا با انباشته شدن یخ روی تیغه‌ها، تا 50% رانش کاهش پیدا کنند، که نشان می‌دهد قطر پروانه در تحمل یخ نقش دارد. علاوه بر این، تیغه‌های GFR نسبت به تیغه‌های CF نسبت به یخ‌زدگی تحمل کمتری داشتند و نیروی رانش را راحت‌تر از دست می‌دادند.

این مطالعه همچنین نشان داد که اگر معیارهای عملکرد به خوبی درک نشده باشند، می توانند گمراه کننده باشند. در طی چندین آزمایش، کاهش رانش به دلیل ریزش یخ از پروانه ها یک فلات را تجربه کرد.

این اثر می تواند اپراتور هواپیمای بدون سرنشین را به این باور برساند که برخورد یخ به اوج خود رسیده است، با این حال، این فلات ها بلافاصله با کاهش شدید رانش دنبال شدند.

این آزمایش‌ها تأیید کرد که یخ‌زدگی پروانه معمولاً بدون مداخله بدتر می‌شود تا بهتر، بنابراین اپراتورهای پهپاد باید با معانی پشت تغییرات عملکرد بسیار آشنا باشند.

محققان NRC مشتاقانه منتظر انجام آزمایش‌های بیشتری با ملخ‌های بزرگتر هستند تا به این پایگاه دانش بیفزایند

پهپاد55

21 راه برای چگونگی طولانی کردن پرواز با پهپاد

توسط با بدون دیدگاه پهپاددسته‌بندی نشده

21 راه برای چگونگی طولانی کردن پرواز با پهپاد

بنابراین شما می خواهید هواپیمای بدون سرنشین خود را طولانی تر پرواز کنید. خوشبختانه راه های زیادی برای انجام این کار وجود دارد.

این مقاله نکات مفیدی برای کاربران پهپاد در انواع مختلف دارد – چه یک پهپاد آماده برای پرواز خریداری کرده باشید و چه خودتان در حال ساخت آن هستید.

برخی از پیشنهادات می‌توانند چند دقیقه به زمان پرواز شما اضافه کنند، در حالی که برخی دیگر ممکن است تنها کسری از ثانیه اضافی را به شما ارائه دهند، اما ترکیب آنها مطمئناً می‌تواند تفاوت ایجاد کند.

این فهرست همچنین در نظر می‌گیرد که برخی از مبادله‌ها برای برخی از برنامه‌های پهپاد امکان‌پذیر خواهد بود اما برای برخی دیگر امکان‌پذیر نیست. هزینه عامل مهم دیگری برای بسیاری از اپراتورها است که اجرای برخی پیشنهادات را نسبت به سایرین آسان تر می کند.

پهپاد55
پهپاد55

در اینجا 21 راه برای طولانی تر کردن پرواز پهپاد آورده شده است:

1. از پروانه هایی با تعداد تیغه کم و گام کم استفاده کنید

پروانه هایی با تیغه های کمتر معمولاً کارآمدتر هستند. در تئوری، کارآمدترین ملخ در واقع یک تیغه دارد. با این حال، در عمل، داشتن حداقل دو تیغه از منظر تعادل بسیار کاربردی تر است.

پروانه‌های با گام کم نیز می‌توانند مصرف انرژی را کاهش دهند، به شرطی که پهپاد شما به آرامی پرواز کند. اگر به سرعت پرواز می کنید، اغلب منطقی تر است که یک ملخ با گام بالاتر داشته باشید.

آزمایش پروانه های مختلف برای یافتن کارآمدترین آنها یک راه عالی برای افزایش قابل توجه زمان پرواز است.

2. از یک موتور با راندمان بالا استفاده کنید

موتورهای براشلس که دارای مقاومت کم، خواص خنک کنندگی خوب و قطعات با کیفیت بالا هستند، عموما کارآمدترین هستند. متأسفانه، برگه‌های اطلاعات موتور همیشه در مورد گزارش ارقام بازده واقعی قابل اعتماد نیستند، بنابراین مهم است که خودتان آنها را آزمایش کنید تا اعداد داده شده را تأیید کنید. گنجاندن موتورهای بسیار کارآمد در پهپاد شما راه دیگری برای بازگشت سرمایه خوب از نظر زمان پرواز است.

3. کارآمدترین ترکیب موتور و ملخ با پایه رانش را پیدا کنید

آزمایش موتورها و پروانه‌های مختلف با پایه رانش مانند  سری 1585  می‌تواند به شما بگوید که کدام ترکیب از قطعات بالاترین بازده کلی را دارد و بالاترین زمان پرواز ممکن را به شما می‌دهد. کارایی در سطح تک تک اجزا متوقف نمی شود، همچنین مهم است که مطمئن شوید اجزای شما به خوبی با هم کار می کنند.

پهپاد9
پهپاد9

4. شناور شدن را کاهش دهید و با سرعت ثابت پرواز کنید

آیا می‌دانستید که شناور کردن، قدرت بیشتری نسبت به پرواز پایدار به جلو دارد؟ بنابراین پرواز پهپاد خود با سرعت ثابت به جلو به جای معلق ماندن می تواند به کاهش مصرف انرژی و افزایش زمان پرواز کمک کند.

5. باتری های مناسب را پیدا کنید

  1. ظرفیت: سرمایه گذاری بر روی باتری با ظرفیت بالا یک راه عالی برای افزایش زمان پرواز پهپاد شما است. یک باتری با ظرفیت بالاتر، قدرت بیشتری را برای پهپاد شما برای وزن مشابه فراهم می کند، بنابراین به طور کلی این مبادله ارزشمند است.
  2. ولتاژ: باتری‌هایی با ولتاژ بالاتر کارآمدتر هستند و می‌توانند قدرت بیشتری را به موتورها ارائه کنند که می‌تواند به پرواز پهپاد شما برای مدت طولانی‌تری کمک کند. با این حال، قبل از نصب باتری جدید، مطمئن شوید که پهپاد شما می تواند ولتاژ بالاتر را تحمل کند.
  3. مقاومت: باتری هایی با مقاومت داخلی کمتر نیز کارآمدتر هستند و می توانند زمان پرواز شما را افزایش دهند.

6. در شرایط آب و هوایی مطلوب پرواز کنید

از پرواز در شرایط باد یا باران خودداری کنید زیرا مقاومت باد می تواند زمان پرواز را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. گرما و سرمای شدید نیز به باتری شما سخت می‌زند و عملکرد را کاهش می‌دهد، بدون اینکه به احتمال خرابی کامل اشاره کنیم.

7. ارتفاع خود را هوشمندانه انتخاب کنید

به طور کلی، پرواز در ارتفاعات پایین‌تر جایی است که سرعت باد کمتر و مقاومت کمتری در برابر باد پیدا می‌کنید، یعنی کار کمتری برای پهپاد شما و افزایش زمان پرواز. در اینجا چند منبع برای بررسی شرایط آب و هوایی قبل از پرواز وجود دارد:

  • برنامه باد
  • ارائه دهنده آب و هوای هوانوردی محلی شما (NAV CANADA، AWC، و غیره)

8. لرزش را کاهش دهید

لرزش می تواند باعث ایجاد استرس غیر ضروری بر روی اجزای پهپاد شما شود و باعث شود آنها سخت تر از حد لازم کار کنند و قدرت بیشتری مصرف کنند. سعی کنید از لرزشگیرها یا کمک فنرها برای کاهش لرزش و افزایش زمان پرواز استفاده کنید.

9. استفاده از LED و دوربین را محدود کنید

ال ای دی ها و دوربین ها می توانند مقدار قابل توجهی انرژی مصرف کنند، بنابراین سعی کنید در صورت امکان استفاده از آنها را محدود کنید، مثلاً در بخش های ترانزیت پرواز. بسته به نیازتان، می‌توانید از دوربین‌هایی با وضوح کمتر یا کوچکتر با مصرف انرژی کمتر استفاده کنید.

10. پهپاد خود را به طور مرتب کالیبره و تمیز کنید

کالیبراسیون منظم می تواند به پهپاد شما کمک کند تا کارآمدتر پرواز کند و زمان پرواز شما را افزایش دهد. راهنمای استفاده از پهپاد خود را برای دستورالعمل‌های نحوه انجام این کار بررسی کنید. تعمیر و نگهداری منظم نیز برای حفظ وضعیت خوب پهپاد شما بسیار مهم است و این می تواند طول عمر آن را افزایش داده و عملکرد آن را بهبود بخشد. شما باید پهپاد خود را بعد از هر پرواز تمیز کنید، آن را برای هر گونه آسیب بررسی کنید و موتورها و پروانه ها را روغن کاری کنید.

11. از شارژر باکیفیت استفاده کنید

استفاده از یک شارژر باکیفیت می تواند به شما کمک کند باتری خود را با کارایی بیشتری شارژ کنید و عمر باتری را افزایش دهید. شارژ سریع باتری می تواند به مرور زمان باعث کاهش سریعتر آن شود که منجر به کاهش تدریجی زمان پرواز می شود.

12. از پهپاد با سیستم مدیریت توان خوب استفاده کنید

هواپیماهای بدون سرنشین با سیستم‌های مدیریت توان پیشرفته می‌توانند عمر باتری و زمان پرواز را با ارائه کارآمد نیروی مورد نیاز به همه اجزا افزایش دهند. برخی از سیستم های مدیریت انرژی شامل یک تنظیم کننده ولتاژ هستند که می تواند به افزایش طول عمر قطعات شما نیز کمک کند.

پهپاد3

13. باتری خود را به طور کامل خالی نکنید

مراقب عمر باتری خود باشید و از تخلیه کامل آن خودداری کنید زیرا این کار می تواند طول عمر آن را کاهش دهد. تخلیه بیش از حد به سلول های باتری فشار وارد می کند و می تواند منجر به آسیب جبران ناپذیری شود که ممکن است ظرفیت کلی باتری را کاهش دهد. به هشدارهای باتری کم خود گوش دهید!

14. یک طرح آیرودینامیک انتخاب کنید

برخی از طرح های پهپاد برای کاهش درگ و افزایش زمان پرواز برتر هستند. ویژگی های آیرودینامیکی شامل بازوها و قاب های ساده، ملخ های قابل تنظیم و روتورهای مجرای است. با هر یک از این اجزا ممکن است بین درگ و وزن تعادلی وجود داشته باشد، بنابراین آزمایش گزینه های مختلف برای دستیابی به بهترین عملکرد ایده آل است.

15. از ESC استفاده کنید که برای کارایی بهینه شده است

برخی از ESC ها برای کارایی بیشتر با ویژگی های مختلف صرفه جویی در مصرف برق ساخته شده اند. برخی از نمونه ها عبارتند از داشتن مدارهای با مقاومت کم، کار در فرکانس های بالاتر، استفاده از الگوریتم های کنترل پیشرفته و مدیریت گرما خوب.

16. مرکز ثقل خود را بهینه کنید

اگر مرکز ثقل پهپاد شما به درستی متعادل نباشد، می تواند بر پایداری و هندلینگ پهپاد تأثیر بگذارد که به نوبه خود می تواند مصرف انرژی شما را افزایش دهد و زمان پرواز شما را کاهش دهد. هنگامی که پهپاد شما به خوبی متعادل باشد، برای حفظ ثبات و ارتفاع، قدرت کمتری نیاز دارد. در صورت اضافه کردن یا حذف قطعات، مطمئن شوید که پهپاد خود را مجدداً متعادل کنید.

17. هنگامی که در پرواز نیستید از ویژگی های صرفه جویی در مصرف انرژی استفاده کنید

ویژگی‌هایی مانند حالت خواب و حالت آماده به کار کم مصرف می‌تواند به پهپاد شما کمک کند در هنگام پرواز از انرژی کمتری استفاده کند و انرژی بیشتری برای پرواز بعدی شما ذخیره کند. این برای برنامه هایی که شامل شروع و توقف مکرر هستند ایده آل است.

18. تنظیمات کنترلر پرواز پهپاد خود را بهینه کنید

تنظیمات متعددی وجود دارد که می توانید در تنظیمات فلایت کنترل خود انجام دهید که می تواند مصرف برق را کاهش داده و زمان پرواز را افزایش دهد. چند مثال عبارتند از: کارکردن کنترلر در حالت کم مصرف، کاهش فرکانس به روز رسانی GPS، استفاده از حالت پایدار در هوای آرام، کاهش حداکثر دریچه گاز و غیره.

19. از سیم کشی با مقاومت کم استفاده کنید

سیم های با مقاومت کم می توانند مقدار انرژی از دست رفته را به عنوان گرما کاهش دهند و در نهایت زمان پرواز را افزایش دهند.

20. سیستم خنک کننده پهپاد خود را بهینه کنید

محصولاتی مانند هیت سینک یا فن خنک کننده می توانند برای خنک نگه داشتن اجزای پهپاد شما مفید باشند تا کارآمدتر کار کنند و در نتیجه زمان پرواز شما را به حداکثر برسانند. باز هم، این یک مبادله بین وزن و کارایی است.

21. از کنترلر خیلی دور پرواز نکنید

هنگامی که یک پهپاد دورتر از کنترلر است، ممکن است برای حفظ ارتباط پایدار با گیرنده به قدرت بیشتری نیاز داشته باشد. این امر به ویژه در صورت وجود موانع بین پهپاد و کنترلر بسیار مهم است. برای صرفه جویی در مصرف برق و بهبود زمان پرواز، کنترلر خود را از نزدیکترین فاصله ممکن به هواپیمای بدون سرنشین کار کنید.

نتیجه گیری

امیدواریم این لیست مفید بوده باشد و به شما ایده هایی داده باشد که چگونه پهپاد خود را طولانی تر کنید.

تست موتور و پروانه یکی از موثرترین راه‌ها برای افزایش زمان پرواز است و ما چندین ابزار داریم که می‌تواند به شما در انجام این کار کمک کند:

  • سری 1585  – تا 5 کیلوگرم بر فوت نیروی رانش / 2 نیوتن متر گشتاور اندازه گیری می کند.
  • پایه پرواز 15  – تا 15 کیلوگرم بر فوت نیروی رانش / 8 نیوتن متر گشتاور اندازه گیری می کند.
  • Flight Stand 50  – تا 50 کیلوگرم رانش / 30 نیوتن متر گشتاور را اندازه می گیرد
  • فلایت استند 150  – تا 150 کیلوگرم بر فوت نیروی رانش / 150 نیوتن متر گشتاور اندازه گیری می کند.
  • فلایت استند 500 – تا 500 کیلوگرم بر فوت نیروی رانش / 1500 نیوتن متر گشتاور اندازه گیری می کند.
پهپاد8

2 مطلب کاربردی (چگونه بار پهپاد بر زمان پرواز تأثیر می گذارد و راهنمای باتری های لیتیوم)

توسط با بدون دیدگاه پهپاد

چگونه بار پهپاد بر زمان پرواز تأثیر می گذارد

مقدمه

وقتی صحبت از عملکرد هواپیماهای بدون سرنشین به میان می‌آید، بین دو عامل مهم: بار و زمان پرواز، یک معاوضه ضروری وجود دارد.داشتن ظرفیت بار خوب برای پهپادهای تحویلی، پهپادهای باربری، پهپادهای جستجو و نجات و غیره اهمیت فزاینده‌ای دارد.اینکه بتوانید پیش‌بینی کنید که بار چگونه بر زمان پرواز شما تأثیر می‌گذارد می‌تواند به شما در تعیین اهداف و انتظارات واقعی کمک کند.

در این مقاله به موارد زیر خواهیم پرداخت:

  1. محاسبات بار پهپاد
  2. نحوه افزایش دور موتور DC (و تراست)
  3. مقایسه بار پهپاد با ماشین حساب زمان پرواز
  4. محموله های پهپادهای معروف
  5. پاداش: چگونه زمان پرواز و ظرفیت بار خود را افزایش دهیم
پهپاد8
پهپاد8

1. محاسبه بار پهپاد

می توانیم با این فرض شروع کنیم که اضافه کردن بار باعث کاهش زمان پرواز می شود.  اکثر مردم این را به طور شهودی فرض می کنند، اما چرا درست است؟ برای هدف این مقاله، ما فرض می‌کنیم که در حالی که اجزای پهپاد ثابت می‌مانند، محموله افزایش می‌یابد. توجه داشته باشید که کاهش وزن بدنه هواپیما نیز گزینه خوبی است و تاثیری مشابه کاهش وزن محموله دارد.

در نهایت به این نتیجه می رسد: برای غلبه بر وزن بالاتر، نیروی رانش بیشتری از پروانه ها مورد نیاز است، که نیاز به RPM بیشتری دارد، که نیروی بیشتری را از باتری می گیرد، بنابراین عمر باتری موجود و زمان پرواز را کاهش می دهد.

بیایید با جزئیات بیشتری به آن نگاه کنیم:
وقتی به یک پهپاد جرم اضافه می‌کنید، میزان نیروی رانش لازم برای بلند کردن آن از روی زمین را افزایش می‌دهید.

هنگامی که یک پهپاد در حال معلق شدن است، در حالت تعادل است، بنابراین نیروی رانش برابر با وزن است:

برای اکثر پهپادها، شما می‌خواهید حداکثر نیروی رانش آن‌ها تقریباً دو برابر بیشتر از چیزی باشد که برای شناور شدن لازم است، که به آنها اجازه می‌دهد به آرامی بلند شوند، بالا بروند و کار کنند. در نهایت، جرم بیشتر = نیاز به رانش بیشتر.

چند راه برای محاسبه رانش وجود دارد، اما به طور کلی به عوامل مختلفی از جمله قطر پروانه و گام، چگالی هوا، سرعت و سرعت چرخش (RPM) بستگی دارد، همانطور که در این معادله برای رانش دینامیکی پروانه نشان داده شده است:

بر اساس این معادله که توسط Electric Aircraft Guy به دست آمده است ، چند راه برای افزایش نیروی رانش وجود دارد: می‌توانیم ابعاد پروانه را تغییر دهیم یا می‌توانیم RPM را افزایش دهیم. این معادله کاملاً عمومی است. برای یک رانش دقیق تر، آزمایش با پایه رانش را در نظر بگیرید.

از آنجایی که پروانه های خود را ثابت نگه می داریم، بنابراین باید دور در دقیقه را افزایش دهیم.

2. چگونه RPM موتور DC را افزایش دهیم

برای افزایش دور در دقیقه، باید نیروی الکتریکی بیشتری از باتری، به ویژه ولتاژ بیشتری دریافت کنیم.

ظرفیت باتری اغلب بر حسب وات ساعت (Wh) بیان می شود. اگر ظرفیت 70 وات ساعت دارید، می توانید 70 وات برای 1 ساعت یا 1 وات برای 70 ساعت برق مصرف کنید.

هرچه انرژی بیشتری مصرف شود، عمر باتری کمتر می شود. و اینجاست که به دایره کامل می رسیم.

از آنجایی که برای رسیدن به دور در دقیقه ولتاژ بالاتر (و در نتیجه توان بیشتر) مصرف می کنیم، عمر باتری سریعتر تمام می شود و زمان پرواز ما کمتر می شود.

3. مقایسه بار و زمان پرواز هواپیماهای بدون سرنشین

بعد بیایید در عمل به این موضوع نگاه کنیم. ما یک ماشین حساب زمان پرواز پهپاد توسعه داده ایم که به شما امکان می دهد اطلاعات هواپیمای بدون سرنشین خود مانند وزن پهپاد و باتری، ظرفیت باتری و تعداد پروانه ها را وارد کنید. این اطلاعات را با داده های نیروی محرکه ترکیب می کند و زمان پرواز شما را برای شما تخمین می زند.

4. محموله های پهپادهای معروف

آنچه که محموله “خوب” در نظر گرفته می شود به عوامل بسیاری مانند اندازه و عملکرد پهپاد بستگی دارد. در اینجا محموله های چند پهپاد معروف برای مرجع آورده شده است:

  • محموله DJI AGRAS T40: 50 کیلوگرم (110 پوند)
  • محموله DJI Inspire 2: 0.8 کیلوگرم (1.8 پوند)
  • محموله پهپاد MQ-9A Reaper: 1746 کیلوگرم (3850 پوند)
  • بار پهپاد Predator RQ-1: 204 کیلوگرم (450 پوند)
  • محموله پهپاد Lancet-3: 3 کیلوگرم (6.6 پوند)
  • محموله پهپاد SYPAQ:  3 کیلوگرم ( 6.6 پوند)
  • محموله پهپاد Raven RQ-11: 0.18 کیلوگرم (0.4 پوند)

5. پاداش: نحوه افزایش زمان پرواز پهپاد و ظرفیت بار

معادله زیر نشان می دهد که چگونه ظرفیت باتری و مصرف انرژی با زمان پرواز پهپاد مرتبط است. هرچه قدرت بیشتری بکشید، زمان پرواز کوتاهتر خواهد بود:

یک راه ساده وجود دارد که می توانید هم زمان پرواز و هم ظرفیت بار پهپاد خود را افزایش دهید و همه اینها به یک متغیر کلیدی خلاصه می شود: کارایی. افزایش کارایی سیستم محرکه شما باعث کاهش توان مصرفی از باتری می شود و در نتیجه زمان پرواز شما را افزایش می دهد.

 

راهنمای باتری های لیتیوم پلیمری برای هواپیماهای بدون سرنشین

صدها باتری هواپیمای بدون سرنشین در بازار وجود دارد و تصمیم گیری در مورد اینکه کدام یک برای ساخت شما مناسب است دشوار است. یکی از چالش های اصلی رمزگشایی بسیاری از شاخص های عملکرد ذکر شده در باتری است، مانند ظرفیت، رتبه تخلیه و پیکربندی سلول.

انتخاب باتری مناسب برای پهپاد خود نه تنها به بهبود عملکرد کمک می کند، بلکه طول عمر آن را نیز افزایش می دهد. درست مانند موتور و پروانه شما، باتری شما در نهایت از کار می افتد، اما می توان با انتخاب صحیح و کارکرد ایمن آن را به تعویق انداخت.

در این مقاله به موارد زیر خواهیم پرداخت:

  1. باتری های LiPo چیست؟
  2. ایمنی باتری LiPo
  3. نحوه خواندن باتری LiPo
  4. ظرفیت باتری LiPo
  5. رتبه بندی ولتاژ باتری
  6. پیکربندی سلول LiPo
  7. میزان تخلیه / C
  8. چگونه یک باتری LiPo برای پهپاد خود انتخاب کنیم
  9. مثال – انتخاب باتری مناسب برای حداکثر زمان پرواز

باتری های LiPo چیست؟

رایج ترین باتری های مورد استفاده در هواپیماهای بدون سرنشین، باتری های لیتیوم پلیمری (LiPo) هستند. باتری های LiPo از یک کاتد و آند مبتنی بر لیتیوم تشکیل شده اند که توسط یک الکترولیت پلیمری جدا شده اند.

باتری‌های LiPo با دیگر باتری‌های لیتیوم یونی (Li-ion) تفاوت دارند زیرا به جای الکترولیت مایع، یک جزء الکترولیت پلیمری جامد دارند. الکترولیت های پلیمری رایج ممکن است خشک، متخلخل یا ژل باشند و شامل پلی (متیل متاکریلات) (PMMA)، پلی (اکریلونیتریل) (PAN)، پلی (وینیلیدین فلوراید) (PVdF) و پلی (اتیلن اکسید) (PEO) می باشند.

علم پشت باتری‌های LiPo مانند سایر باتری‌های لیتیوم یونی است: انرژی شیمیایی زمانی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود که الکترون‌ها از آند باتری به کاتد آن می‌روند و جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند. کاتد حاوی یک اکسید فلزی لیتیوم (مانند اکسید لیتیوم-کبالت (LiCoO2)) است که یون های لیتیوم را فراهم می کند، در حالی که آند حاوی کربن لیتیوم (مانند گرافیت) است.

آند و کاتد توسط یک الکترولیت از هم جدا می شوند که با آند تعامل می کند و الکترون تولید می کند که یک گرادیان بار در سلول ایجاد می کند. با بار منفی آند، الکترون ها در امتداد یک سیم رسانا به سمت کاتد حرکت می کنند. بنابراین کل سیستم تحت یک واکنش ردوکس الکتروشیمیایی (کاهش / اکسیداسیون) قرار می گیرد: آند الکترون ها را از دست می دهد و اکسید می شود در حالی که کاتد الکترون می گیرد و کاهش می یابد.

شکل 2: واکنش ردوکس باتری LiPo

باتری‌های مبتنی بر لیتیوم در مقایسه با باتری‌های نیکل کادمیوم یا هیدرید فلز نیکل چگالی انرژی بیشتری دارند، به این معنی که می‌توانند انرژی بیشتری را برای وزن کمتر تامین کنند. باتری‌های LiPo از نظر چگالی انرژی با باتری‌های Li-Ion رقابت می‌کنند، اما از محبوبیت خاصی برخوردار هستند زیرا احتمال نشت آن‌ها کمتر است.

چگالی انرژی باتری های LiPo از 140 تا 200+ وات ساعت بر کیلوگرم از نظر وزن و 250 تا 350+ وات ساعت بر لیتر برای حجم متغیر است. چگالی انرژی حجمی هنگام ساخت پهپاد مهم است تا باتری روی قاب قرار گیرد، اما برای محاسبات عملکرد، چگالی انرژی بر حسب وزن بیشتر مرتبط است. با تراکم بالاتر، هزینه بیشتری نیز به همراه دارد، بنابراین بودجه شما نیز ممکن است یک عامل محدود کننده باشد.

فناوری‌ای که ممکن است به زودی با باتری‌های LiPo به عنوان پهپاد مورد استفاده رقابت کند، باتری‌های Licerion شرکت Sion Power هستند . این باتری ها دارای چگالی انرژی تا 500 وات بر کیلوگرم و 1000 وات ساعت در لیتر هستند. آنها همچنین دارای 50٪ حجم الکترولیت مایع کمتری در مقایسه با سایر باتری های Li-Ion هستند. آنها به طور خاص برای کاربردهای بدون سرنشین، به ویژه ماهواره های شبه در ارتفاع بالا (HAPS) و پهپادهای بلند مدت (HALE) در ارتفاع بالا طراحی شده اند.

ایمنی باتری LiPo

باتری‌های LiPo به دلیل ساختار شیمیایی داخلی‌شان نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر خطر آتش‌سوزی و تورم بیشتری دارند. کارکردن باتری در محدوده یا فراتر از آن می تواند منجر به تجمع اتم های اکسیژن و تجمع اکسید لیتیوم (Li 2 O) شود که مقاومت داخلی بیشتری ایجاد می کند. مقاومت داخلی بیشتر منجر به گرمای بیشتر می شود و چرخه فرار حرارتی شروع می شود.

هنگامی که بسته باتری شروع به متورم شدن کرد، این نشانه خوبی است که باتری بدون تعمیر آسیب دیده است یا به پایان چرخه عمر خود رسیده است. استفاده از آن فراتر از این نقطه دمای آن را بیشتر افزایش می دهد و به طور بالقوه منجر به آتش سوزی می شود.

برای باتری های LiPo معمولی، ولتاژ اسمی یا متوسط ​​3.7 V/cell با حداکثر ولتاژ 4.2 V/cell است. پس از اینکه سلول به طور کامل شارژ شد، به طور خلاصه 4.2 ولت قبل از کاهش به 3.7 ولت برای بیشتر طول عمر باتری ارائه می شود. تخلیه باتری پس از کاهش ولتاژ سلول به زیر 3.2 ولت خطرناک می شود زیرا مقاومت باتری افزایش می یابد و باعث گرم شدن و متورم شدن باتری و در نتیجه آسیب می شود.

شکل 4: باتری LiPo در آتش (اعتبار: alishanmao )

برای جلوگیری از این امر، بسیاری از سازندگان موتور یک قطع ولتاژ پایین (LVC) را به کنترل‌های خود اضافه کرده‌اند، که آنها را از کشیدن شارژ پس از یک آستانه مشخص، معمولاً در محدوده 3.2 تا 3.4 ولت باز می‌دارد. شارژ بیش از حد باتری LiPo به همان اندازه خطرناک است و می‌تواند منجر به گرم شدن بیش از حد و حتی انفجار می شود .

آتش سوزی باتری های لیتیوم یونی به عنوان آتش سوزی مایع قابل اشتعال کلاس B طبقه بندی می شود، بنابراین باید از یک کپسول آتش نشانی نوع ABC یا BC برای خاموش کردن آنها استفاده کرد. این خاموش کننده ها از وقوع واکنش شیمیایی جلوگیری می کنند و در نهایت آتش را خاموش می کنند.

نحوه خواندن باتری LiPo

باتری‌های LiPo با چند اطلاعات مهم برچسب‌گذاری شده‌اند، از جمله: ظرفیت باتری، ولتاژ، پیکربندی سلول و نرخ تخلیه

ظرفیت باتری LiPo

ظرفیت باتری بر حسب میلی آمپر ساعت یا آه داده شده است و می توان از آن برای تخمین زمان پرواز استفاده کرد (در ادامه در این مورد بیشتر توضیح خواهیم داد). ظرفیت باتری به طور خاص به عنوان تعداد ساعات جریان یا برقی که باتری می تواند ارائه دهد تعریف می شود. واحدهای رایج آمپر ساعت (Ah) و وات ساعت (Wh) هستند. اگر ظرفیت باتری 1 Ah باشد، می توانید جریان 1 آمپر را برای یک ساعت بکشید. اگر ظرفیت 1 وات ساعت باشد، باتری 1 وات برق برای یک ساعت تامین می کند.

رتبه بندی ولتاژ باتری

رتبه بندی ولتاژ باتری به شما امکان می دهد سرعت و آمپر موتور خود را تعیین کنید. از آنجایی که موتورها بر حسب Kv با واحد RPM/Volt رتبه بندی می شوند، تعداد ولت هایی که باتری شما می تواند تامین کند تعیین می کند که موتور شما با چه سرعتی بچرخد.

اگر درجه ولتاژ شما خیلی کم باشد یا جریان مصرفی شما خیلی زیاد باشد، می توانید به مدار خود آسیب وارد کنید یا حتی باعث آتش سوزی شوید، بنابراین مهم است که ولتاژ باتری خود را با دقت انتخاب کنید.

برای تعیین حداکثر جریانی که پهپاد شما می کشد، موتور و پروانه خود را با یک پایه تست پیشرانه تنظیم کنید و آنها را با حداکثر دریچه گاز کار کنید. جریان ثبت شده در 100% دریچه گاز به شما می گوید حداکثر آمپری که موتور شما می کشد، بنابراین این مقدار را در تعداد موتورها ضرب کنید تا مجموع جریان مصرفی پهپاد خود را بدست آورید. باتری باید بتواند حداقل این مقدار جریان را برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد فراهم کند.

راه دیگر برای تعیین حداکثر آمپری که می توانید از باتری بگیرید، ضرب ظرفیت بر حسب Ah در درجه C است. برای باتری با ظرفیت 5800 میلی آمپر/5.8 آمپر ساعت و 25 درجه سانتیگراد مداوم، حداکثر جریانی که می توانید با خیال راحت بکشید 145 آمپر (5.8 x 25 = 145) است.

پیکربندی سلول لیپو

پیکربندی سلول گاهی روی برچسب وجود دارد و تعداد و طرح سلول‌های LiPo در باتری را توصیف می‌کند. به یاد بیاورید که یک سلول LiPo دارای ولتاژ نامی 3.7 ولت است و چندین سلول LiPo را می توان به صورت سری متصل کرد. یک باتری 4S دارای چهار سلول LiPo در سری (S) است که یک باتری 14.8 ولتی (4 x 3.7 V = 14.8 V) می دهد. یک باتری همچنین ممکن است کدی مانند 4S2P داشته باشد، که به ما می گوید که چهار سلول به صورت سری و دو مجموعه سلول به صورت موازی (P) و در مجموع هشت سلول LiPo وجود دارد.

تخلیه / درجه C

میزان دشارژ یا درجه C معیاری است که نشان می دهد باتری چقدر سریع می تواند به طور ایمن تخلیه شود.

اگر باتری دارای درجه C 25 و ظرفیت 5800 میلی آمپر ساعت / 5.8 Ah باشد، می توانید با خیال راحت آن را با 25 برابر ظرفیت باتری، 25 x 5.8 = 145 Ah تخلیه کنید. با قدرت مداوم در آن سرعت، باتری 5.8 Ah می تواند در 2.4 دقیقه ((5.8 / 145) x 60 = 2.4) تخلیه شود. باتری‌ها همچنین ممکن است محدوده یا سرعت تخلیه «اوج» داشته باشند، که در آن باتری ممکن است برای مدت کوتاهی بدون گرم شدن بیش از حد از توان خروجی ثابت خود، مانند طی یک صعود یا اصلاح ناگهانی، فراتر رود. رتبه C بالاتر برای برنامه‌هایی مانند مسابقات هواپیماهای بدون سرنشین که نیاز به سرعت زیاد دارند، عالی است، زیرا باتری می‌تواند شارژ مورد نیاز را خیلی سریع ارائه دهد.

چگونه یک باتری LiPo برای پهپاد خود انتخاب کنید

بهترین باتری برای پهپاد شما باتری است که به بهترین وجه برای برنامه شما مناسب است. اگر زمان پرواز نگرانی اصلی شما است، می خواهید جرم خود را کاهش دهید و ظرفیت باتری را به حداکثر برسانید (معادله 1) که به چگالی و جرم انرژی بستگی دارد (معادله 2).

کجا:

E = ظرفیت

σ = چگالی انرژی

M = جرم بر حسب گرم (گرم)

اگر برق و سرعت اولویت‌های شما هستند، باتری می‌خواهید که بتواند مقادیر زیادی شارژ را به سرعت و بدون گرم شدن بیش از حد ارائه دهد، بنابراین به دنبال رتبه‌بندی ولتاژ بالا و C هستید.

در اینجا خلاصه ای از چگونگی تأثیر هر متغیر باتری بر عملکرد شما آورده شده است:

ظرفیت باتری

  • ظرفیت بیشتر → زمان پرواز بیشتر → جرم بیشتر
  • افزایش ظرفیت باتری به شما زمان پرواز بیشتری می دهد، اما با  کاهش بازده با افزایش جرم باتری (شکل 6)
  • آزمایش چندین باتری می تواند به شما در یافتن حداکثر ظرفیت مفید کمک کند

شکل 6: زمان پرواز پهپاد در مقابل ظرفیت باتری

ولتاژ

  • باتری های ولتاژ بالاتر موتور را با دور در دقیقه بالاتر می چرخانند، بنابراین ولتاژی را پیدا کنید که با محدوده سرعت چرخش دلخواه شما مطابقت داشته باشد.
  • باتری‌های با ولتاژ بالاتر کارآمدتر و همچنین سنگین‌تر هستند – برای یافتن تعادل، از مقادیر بازده از آزمایش‌های رانش استفاده کنید.

میزان تخلیه/C

  • یک رتبه بندی بر اساس برنامه خود انتخاب کنید – سرعت بالا و تحویل سریع در مقابل توان کم ثابت
  • اگر میزان تخلیه خیلی کم باشد، پهپاد شما فاقد قدرت و عملکرد ضعیف خواهد بود
  • اگر میزان تخلیه بیش از حد بالا باشد، ممکن است وزن غیر ضروری را حمل کنید

قرعه کشی فعلی

  • از تکنیک های ذکر شده برای تعیین جریان کشیده شده توسط موتورهای خود استفاده کنید
  • باتری باید بتواند حداقل به اندازه ای که پهپاد می کشد جریان داشته باشد تا از گرم شدن بیش از حد جلوگیری شود

مثال – انتخاب باتری مناسب برای حداکثر زمان پرواز

برای نشان دادن روند انتخاب باتری مناسب، از مثال ساخت پهپاد برای کشاورزی استفاده می کنیم – این هواپیما باید زمان پرواز طولانی داشته باشد، اما نیازی به انفجار سریع نیرو نداریم. ما از داده‌هایی که در سیستم محرکه خود جمع‌آوری کرده‌ایم برای اطلاع از تصمیمات خود استفاده خواهیم کرد.

ما می خواهیم باتری با بالاترین ظرفیت ممکن را انتخاب کنیم که جرم کل پهپاد ما را روی 20 کیلوگرم قابل کنترل نگه دارد. جرم سایر اجزای ما 12.5 کیلوگرم است، بنابراین ما 7.5 کیلوگرم جرم برای باتری خود داریم.

ما در مجموع به 196 نیوتن نیروی رانش نیاز داریم تا پهپاد را در حالت شناور نگه داریم، جایی که بیشتر عملیات خود را انجام می دهد، که برابر است با حدود 50 نیوتن در هر ترکیب موتور/ ملخ: (20)*(9.81) / 4 = ~49 نیوتن برای طراحی ما، ما می‌خواهیم پهپاد بتواند تا دو برابر نیروی رانش شناور کار کند، بنابراین تا 100 نیوتن نیرو نیاز داریم.

سازنده موتور ما به ما می گوید که حداکثر جریان پیوسته موتور ما 100 A است. ضرب در 4 موتور، باتری ما باید بتواند حداقل 400 A جریان پیوسته را در صورت کارکرد با حداکثر ظرفیت ارائه دهد.

با این حال، می‌توانیم به داده‌های رانش موتور خود نگاه کنیم تا ببینیم که در دو برابر رانش شناور (100 نیوتن)، هر موتور فقط حدود 27 A می‌کشد (شکل 7). با ضرب در 4 موتور، پهپاد ما در اکثر ماموریت های خود بیش از 108 عدد نمی کشد.

شکل 7: جریان کشیده شده در مقابل رانش موتور

از نظر ولتاژ، سازنده موتور هیچ داده ای ارائه نکرده است، اما می توانیم به نتایج تست پیشرانه خود برگردیم تا ببینیم که موتور بین 45 تا 49 ولت در محدوده کاری ما کشیده شده است.

ما برای پهپاد خود نیازی به سرعت انفجاری نداریم، بنابراین به دنبال باتری 14S / 51.8 V با حداقل میزان تخلیه 25 درجه سانتیگراد و وزن کمتر از 7.5 کیلوگرم خواهیم بود.

در اینجا سه ​​نامزد متناسب با این توصیف آورده شده است:

برای محاسبه مقادیر تخمینی زمان پرواز در جدول از نسخه اصلاح شده معادله 2 استفاده کردیم. با ضرب مقدار Ah در 47 ولت Ah را به Wh تبدیل کردیم و از مقدار ثابت 10 گرم بر وات برای بازده پروانه استفاده کردیم:

بر اساس این نتایج، باتری C طولانی ترین زمان پرواز (33 دقیقه) را به ما می دهد و از حد مجاز وزن ما تجاوز نمی کند. حداکثر جریانی که می‌توانیم از این باتری بگیریم 550 A (22 Ah x 25C = 550) است که از حداکثر مصرف موتور ما بیشتر است. بنابراین، ما با باتری C برای ساخت خود استفاده خواهیم کرد.

نتیجه گیری

انتخاب باتری مناسب برای پهپاد می تواند به شما در افزایش عملکرد، زمان پرواز و استقامت کمک کند. این فرآیند با درک ویژگی‌های مختلف باتری‌ها مانند ظرفیت باتری، نرخ دشارژ و ولتاژ شروع می‌شود.

سپس می‌توانید اولویت‌های ساخت خود را تعیین کنید – آیا به طولانی‌ترین زمان پرواز ممکن یا توانایی ارائه انفجارهای قوی نیاز دارید؟ همه اینها به نحوه استفاده از پهپاد خود بستگی دارد.

 

پهپاد8

تور براشلس چیست؟

توسط با بدون دیدگاه پهپاد

تور براشلس چیست؟

موتورهای براشلس ظاهراً همه جا هستند – لوازم خانگی، وسایل نقلیه، ابزارها و موارد دیگر. اما موتور براشلس چیست و چه چیزی آن را با موتور برس دار متفاوت می کند؟

موتور براشلس به معنای همان موتور BLDC است. شکل کامل موتور BLDC موتور جریان مستقیم بدون جاروبک است.

در این مقاله به تمام سوالات اساسی مربوط به این نوع موتور همه کاره پاسخ خواهیم داد.

فهرست مطالب

  1. موتور براشلس چیست؟
  2. تاریخچه موتورهای براشلس
  3. مکانیزم موتور بدون جاروبک
  4. نمودار موتور بدون جاروبک
    1. GIF موتور براشلس
  5. براش در مقابل موتور بدون برس
  6. مزایای موتور بدون جاروبک
  7. کاربردهای موتور DC بدون جاروبک
  8. موتورهای براشلس برای هواپیماهای بدون سرنشین
پهپاد8
پهپاد8

موتور براشلس چیست؟

موتور DC بدون جاروبک (BLDC) نوعی موتور الکتریکی است که برای حرکت چرخش خود به نیروهای دافعه و جاذبه بین آهنرباهای دائمی و آهنرباهای الکتریکی متکی است. BLDC مخفف “جریان مستقیم بدون جاروبک” است که تقریباً نحوه عملکرد موتور را توصیف می کند.

چرخش موتور توسط یک کنترل‌کننده مدیریت می‌شود که فوران‌های زمان‌بندی‌شده جریان را به آهن‌رباهای الکتروموتور می‌رساند که به نوبه خود سرعت آن را کنترل می‌کند.

شکل 1: نمودار موتور DC بدون جاروبک

موتورهای براشلس به دلیل داشتن راندمان بالا و عمر طولانی در مقایسه با موتورهای جایگزین شناخته شده اند. چندین روش متداول برای توصیف این نوع موتور وجود دارد، از جمله موتورهای براشلس، موتورهای DC بدون جاروبک و موتورهای BLDC.

تاریخچه موتورهای براشلس

موتورهای DC بدون جاروبک در سال 1962 توسط TG Wilson و PH Trickey اختراع شدند و در مقاله AIEE خود با عنوان “ماشین DC با کموتاسیون حالت جامد” ارائه شدند.

آنها از طریق این مقاله مشکلاتی را که می خواستند حل کنند و راه حل هایی که به آن دست یافتند را بیان می کنند. در بخش خود در مورد ملاحظات اساسی، آنها چالش‌های طراحی را که باید برای ساخت یک موتور براشلس کاربردی بر آنها غلبه کنند، بیان می‌کنند:

از آنجایی که سوئیچینگ مورد نیاز رساناهای آرمیچر باید با عناصر استاتیک انجام شود، مطلوب است که خود عناصر کلید زنی نچرخند. این ممکن است با قرار دادن سیم پیچ آرمیچر روی عضو ثابت و چرخش قطب های میدان انجام شود. استفاده از آهنربای دائمی برای عنصر میدان، نیاز به تامین توان روتور را از طریق برس یا عمل ترانسفورماتور بی نیاز می‌کند. دقیقا با همان سرعت روتور. برای این منظور، اطلاعات مربوط به موقعیت زاویه ای قطب های روتور باید به طور مداوم به استاتور مخابره شود تا دقیقاً سوئیچینگ درست هادی های آرمیچر انجام شود.

در پاراگراف پایانی خود، آنها برخی از راه‌هایی را که پیش‌بینی می‌کنند اختراعشان مزیتی نسبت به موتورهای برس‌دار ایجاد می‌کند، بیان می‌کنند. بهبودهایی که آنها پیشنهاد کردند بسیار دقیق بوده است:

عملاً باید تداخل رادیویی را به معنای عادی و همچنین فرسودگی و نگهداری را که اکنون در برس‌ها و کموتاتورها با آن مواجه می‌شویم از بین ببرد. دستگاه باید دارای قابلیت اطمینان بسیار بالا و همچنین عمر طولانی باشد.

همتای اصلی موتورهای بدون جاروبک، موتور برس، بیش از 100 سال قبل از آن در سال 1856 اختراع شد. در حالی که پیشرفت‌های دیگری از آن زمان به بعد انجام شده بود، این تعمیرات اساسی فناوری به خوبی به تعویق افتاده بود.

مکانیزم موتور بدون جاروبک

موتور بدون جاروبک برای عملکرد به دو بخش کلیدی متکی است: 1) روتوری که آهنرباهای دائمی را در خود نگه می دارد، 2) استاتوری که سیم پیچ های مسی را نگه می دارد که با ارسال جریان از طریق آنها به آهنرباهای الکتریکی تبدیل می شوند.

موتورهای براشلس ممکن است درونی باشند، جایی که استاتور در خارج قرار دارد و روتور درون آن می چرخد، یا می توانند پیشران باشند، جایی که روتور خارج از استاتور می چرخد.

شکل 2: یک موتور اینرانر (سمت چپ) و یک موتور خروجی (راست)

هنگامی که جریانی به سیم پیچ استاتور می رسد، به یک آهنربای الکتریکی تبدیل می شود و قطب شمال و جنوب ایجاد می کند. وقتی قطبیت الکترومغناطیس با آهنربای دائمی که روبروی آن است مطابقت دارد، قطب های مشابه آنها دفع می شود و روتور می چرخد.

اگر جریان این پیکربندی را حفظ می‌کرد، روتور برای مدت کوتاهی می‌چرخید، سپس هنگامی که آهن‌ربای‌های الکترومغناطیس و آهنرباهای دائمی مقابل یکدیگر قرار می‌گرفتند، متوقف می‌شد. به همین دلیل، جریان به صورت یک سیگنال سه فاز به گونه ای ارسال می شود که به طور مداوم قطبیت آهنرباهای الکتریکی را تغییر می دهد تا روتور به چرخش ادامه دهد.

موتور با سرعتی برابر با فرکانس سیگنال سه فاز می چرخد، بنابراین اگر می خواهید موتور سریعتر حرکت کند، فرکانس سیگنال را افزایش می دهید. با یک وسیله نقلیه کنترل از راه دور، سرعت با افزایش دریچه گاز افزایش می یابد که به کنترل کننده می گوید فرکانس سوئیچینگ را افزایش دهد.

برای اینکه بدانیم چگونه و چه زمانی باید سیم‌پیچ‌ها را انرژی دهیم، موتور از حسگرهای هال افکت برای تعیین موقعیت نسبی روتور و استاتور استفاده می‌کند. به این ترتیب، الکترومغناطیس های موجود در استاتور به ترتیب درست در زمان مناسب فعال می شوند و موتور به حرکت خود ادامه می دهد.

نمودار موتور بدون جاروبک

مکانیسم موتور بدون جاروبک به راحتی با یک نمودار / GIF نشان داده می شود که در زیر می توانید مشاهده کنید.

شکل 3: GIF موتور براشلس

موتورهای براشلس ممکن است اینرانر یا پیشران باشند. موردی که در نمودار بالا مشاهده می‌شود، پیشی‌تر است، زیرا روتور آن حاوی آهن‌رباهای دائمی در خارج از استاتور قرار دارد. هر آهنربای دائمی “قطب” نیز نامیده می شود و تعداد قطب های موتور می تواند بر عملکرد آن تأثیر بگذارد.

آهنرباهای دائمی توسط الکترومغناطیس ها دفع می شوند و روتور را به صورت دایره ای به اطراف هل می دهند در حالی که استاتور ثابت می ماند، در این مورد در خلاف جهت عقربه های ساعت (شکل 3).

کنترل کننده موتور در سمت راست که کنترل کننده سرعت الکترونیکی (ESC) نیز نامیده می شود، از یک طرف به منبع تغذیه یا باتری و از طرف دیگر به موتور متصل می شود. می توان آن را مستقیماً به دستگاه ورودی دریچه گاز یا از راه دور مانند سیگنال رادیویی متصل کرد. ESC فرکانس سیگنال دریچه گاز را از کنترلر می گیرد و با تنظیم فرکانس سوئیچینگ موتور به سرعت چرخش موتور می گوید.

مطالعه بیشتر: نحوه کنترل سرعت موتور الکتریکی

براش در مقابل موتور بدون برس

موتورهای برس دار نوع دیگری از موتورهای الکتریکی هستند که برای حرکت چرخش خود بر مفهوم مغناطیس تکیه دارند.

تفاوت اصلی بین موتورهای براش و موتورهای براشلس  مکانیسم، کارایی و عمر مفید آنهاست. تفاوت ها در این جدول خلاصه شده است، سپس در ادامه توضیح داده شده است.

موتور برس خورده موتور براشلس
کموتاسیون مکانیکی برقی
کارایی* پایین (75-80٪ نوع.) بالاتر (85-92% + نوع.)
گرما بالاتر (20-25٪ از توان ورودی) کمتر (8-15٪ از توان ورودی)
هزینه اولیه پایین تر بالاتر
الزامات نگهداری بالاتر پایین تر
کنترل سرعت موتور ساده پیچیده تر
طول عمر پایین تر بالاتر
نویز الکتریکی بالاتر پایین تر
ایمنی احتراق خوب خیلی خوبه
کنترل سرعت پایین خوب خوب
حداکثر سرعت ~ 20000 دور در دقیقه > 100000 دور در دقیقه
نسبت گشتاور به وزن پایین تر بالاتر

* هر موتوری که خارج از محدوده کارآمد گشتاور و سرعت خود کار کند، راندمان پایین (<50٪) و تولید گرمای بالایی خواهد داشت.

کموتاسیون: در یک موتور برس، جریان از طریق تماس فیزیکی با برس ها از کموتاتور به سیم پیچ های موتور منتقل می شود. در موتور بدون جاروبک، جریان از طریق روشن و خاموش کردن سیم پیچ های استاتور از طریق کلیدهای نیمه هادی به صورت الکتریکی کنترل می شود.

راندمان: موتورهای براشلس گشتاور بیشتری را به ازای هر وات توان مصرفی نسبت به موتورهای برس دار ارائه می دهند و در نتیجه کارایی آنها را بیشتر می کند.

هزینه اولیه: موتورهای براشلس معمولاً به دلیل پیچیدگی بیشتر کنترلرهایشان، گرانتر از موتورهای برس دار هم اندازه هستند.

الزامات تعمیر و نگهداری: موتورهای برس خورده در جایی که کموتاتور با برس‌ها برخورد می‌کند به سرعت فرسوده می‌شوند و بنابراین قطعات به تعویض مکرر نیاز دارند. موتورهای براشلس هیچ قطعه ای ندارند که به همان میزان سایش را تجربه کنند، بنابراین تعمیر و نگهداری / تعویض کمتر مورد نیاز است.

پیچیدگی کنترل سرعت موتور: در یک موتور برس، سرعت موتور به سادگی توسط ولتاژ اعمال شده به آن کنترل می شود. در موتور بدون جاروبک، کنترل کننده موتور از یک سیگنال 3 فاز برای کنترل سرعت چرخش استفاده می کند، بنابراین تحویل سیگنال پیچیده تر است.

طول عمر: موتورهای براشلس طول عمر بیشتری نسبت به موتورهای برس دار دارند زیرا سایش و فرسایش یکسانی را بین قطعات تجربه نمی کنند. گفته می شود، گاهی اوقات می توان موتورهای برس خورده را برای افزایش عمر مفید بازسازی کرد.

نویز الکتریکی: علاوه بر نویز صوتی تولید شده توسط موتورها، آنها می توانند نویز الکتریکی نیز تولید کنند که می تواند با سایر اجزای سیستم تداخل ایجاد کند. موتورهای برس دار نسبت به موتورهای بدون جاروبک صدای الکتریکی بیشتری تولید می کنند که می تواند باعث تداخل الکترومغناطیسی در مدارهای محلی شود. بدون جداسازی مناسب، این تداخل می تواند باعث اختلال در عملکرد مدار و کاهش عملکرد شود.

ایمنی در احتراق: موتورهای بدون جاروبک بسیار کمتر احتمال دارد جرقه هایی تولید کنند که می تواند مواد قابل اشتعال را مشتعل کند.

کنترل سرعت پایین: موتورهای برس دار دارای یک سیستم کنترل ساده هستند که در سرعت های پایین به خوبی عمل می کند. هنگامی که با رمزگذارهای زاویه ای و الکترونیک کنترل ترکیب می شوند، موتورهای براشلس نیز می توانند با سرعت بسیار پایین بچرخند. این برای کاربردهایی مانند هاوربرد یا موتورهای سروو با قدرت بالا ایده آل است. ODrives یک کنترل کننده منبع باز برای چنین برنامه هایی ارائه می دهد.

حداکثر سرعت: به دلیل اصطکاک ذاتی طراحی موتور برس خورده، برای استفاده در RPM بالا مناسب نیستند. برس های موجود در موتور با افزایش سرعت گرم می شوند که منجر به افزایش سایش و دمای بالا می شود. از طرف دیگر، موتورهای براشلس به دلیل نداشتن برس با این مشکل مواجه نمی‌شوند، بنابراین می‌توانند در RPM بسیار بالا کار کنند.

نسبت گشتاور به وزن: در حالی که موتورهای برس دار می توانند مقادیر قابل توجهی گشتاور تولید کنند، به خصوص در سرعت های پایین، موتورهای بدون جاروبکی که مقدار گشتاور قابل مقایسه ای تولید می کنند، به طور قابل توجهی کوچکتر هستند، بنابراین به آنها در نسبت گشتاور: وزنشان مزیتی می دهند.

مزایای موتور بدون جاروبک

بخش قبل تفاوت های مهم بین موتورهای براش و بدون جاروبک را مورد بحث قرار می دهد، اما این سوال باقی می ماند که آیا موتورهای براشلس ذاتا بهتر هستند؟

مانند بسیاری از سوالات مهندسی، تصمیم به نحوه استفاده از موتور بستگی دارد. ما می دانیم که موتورهای برس دار برای کاربردهای دور در دقیقه بالا ایده آل نیستند، بنابراین موتورهای براشلس در آن مناطق غالب خواهند بود. راندمان پایین تر و هزینه نگهداری بالای موتورهای برس خورده نیز باعث می شود تا برای استفاده های خاص مطلوبیت کمتری داشته باشند.

همانطور که گفته شد، موتورهای برس دار هزینه پایین تری دارند، سرعت کنترل ساده ای دارند و در سرعت های پایین حرکتی صاف و با گشتاور بالا ایجاد می کنند. آنها همچنین دارای یک رابطه خطی گشتاور و سرعت هستند که کنترل آنها را آسان تر می کند. با وجود اینکه به مرور زمان فرسوده می شوند، اما این ویژگی های دیگر آنها را به گزینه ای ایده آل برای دستگاه های خاصی مانند تجهیزات صنعتی کم سرعت، مخلوط کن ها، برف پاک کن ها و تجهیزات پزشکی سیار تبدیل می کند.

 

شکل 4: موتورهای برس خورده در برف پاک کن های شیشه جلو

از طرف دیگر، موتورهای براشلس تمایل دارند در مناطقی که RPM بالا مورد نیاز است مانند اره ها، فن ها و پروانه ها بدرخشند. آنها همچنین دارای یک مزیت در گشتاور خود هستند: نسبت وزن، که برای استفاده در وسایل نقلیه خاص مانند هواپیماهای بدون سرنشین و هواپیماهای الکتریکی و همچنین در مناطقی که به یک موتور کوچک اما قدرتمند نیاز است، مانند میکرورباتیک، مهم است.

موتورهای BLDC همچنین برای کاربردهایی که انتظار می رود استفاده زیاد و راندمان بالا مورد نیاز است، مانند ابزارهای بی سیم، وسایل نقلیه RC، سیستم های گرمایش و سرمایش، و مهندسی صنایع، مطلوب هستند. یک مثال در سیستم‌های تشخیص نور و برد (LiDAR) است که در سیستم‌های ناوبری و بومی‌سازی رباتیک مانند خودروهای خودران و پهپادهای نظارتی استفاده می‌شود.

 

شکل 5: سیستم RPLiDAR مورد استفاده برای برنامه های ناوبری روباتیک

کاربردهای موتور DC بدون جاروبک

بیایید کمی عمیق تر به برخی از کاربردهای موتورهای براشلس بپردازیم.

مهندسی صنایع: موتورهای براشلس به دلیل گشتاور و طول عمر بالا برای بسیاری از فرآیندهای مهندسی صنایع مفید هستند. ممکن است آنها را در ماشین های CNC، موتورهای خطی و سروموتور استفاده کنید. آنها همچنین به عنوان محرک برای کنترل حرکات در ربات های صنعتی برای کارهایی مانند رنگ آمیزی، مونتاژ محصول و حتی جوشکاری استفاده می شوند، مانند تاسیسات Tata Steel در انگلستان (شکل 6).

شکل 6: ربات های جوشکاری در خط مونتاژ در تاتا استیل

در خانه: موتورهای براشلس به دلیل وزن کم و راندمان بالا، بهترین انتخاب برای بسیاری از لوازم خانگی هستند. آنها تقریباً در هر اتاق خانه در دستگاه هایی مانند جاروبرقی، قهوه ساز، سشوار، هارد دیسک، چاپگر و غیره یافت می شوند. از آنجایی که بسیاری از این دستگاه‌ها در مقادیر بسیار بالا تولید می‌شوند، برای جلوگیری از پرداختن به بازگشت مشتری و تعمیر و نگهداری، کیفیت و قابلیت اطمینان بالایی برای آنها مهم است.

ابزارهای برقی بی سیم: از آنجایی که موتورهای براشلس می توانند با باتری های قابل شارژ کار کنند، برای کاربردهای بی سیم که به حداقل وزن و RPM بالا نیاز دارند ایده آل هستند. دریل های شارژی حدود یک دهه پیش در دسترس قرار گرفتند، اما اکنون 50 درصد از مدل های موجود را تشکیل می دهند. این یکی از حوزه‌هایی است که موتورهای براشلس هنوز باید با موتورهای برس‌دار رقابت کنند، بنابراین قیمت و دفعات استفاده از عوامل کلیدی در تصمیم‌گیری برای انتخاب مدل هستند.

ماشین‌های RC: موتورهای براشلس می‌توانند با دور در دقیقه بسیار بالا بچرخند و به سرعت به سرعت بالا بروند، بنابراین برای استفاده در وسایل نقلیه RC عالی هستند. ویژگی‌های موتور RC، مانند موتور Kv، اندازه و قدرت، بر اساس مدل متفاوت است. خودروهای RC ممکن است موتورهای نیترو نیز داشته باشند که زمان کار طولانی تری را ارائه می دهند، اما با عوارض خرید بنزین و سوخت گیری خودرو همراه هستند. موتورهای براشلس نسبت به موتورهای نیترو دارای مزیت شتاب هستند، بنابراین معمولاً برای مسابقه بهتر هستند.

 

شکل 7: ماشین آفرود هیولا کامیون RC که توسط یک موتور براشلس تغذیه می شود

موتورهای براشلس برای هواپیماهای بدون سرنشین

ویژگی های ترکیبی موتورهای براشلس آنها را برای استفاده در هواپیماهای بدون سرنشین ایده آل می کند. آنها سبک وزن هستند، بسیار کارآمد هستند، دارای محدوده سرعت گسترده و قابلیت های گشتاور بالا هستند، همه ویژگی هایی که برای پهپادها مفید است.

موتورهای براشلس برای پهپادهای سرگرمی نسبتاً ارزان هستند، که به سازندگان هواپیماهای بدون سرنشین اجازه می‌دهد مدل‌های مختلف را آزمایش کنند تا مشخص کنند کدام یک از آنها کارآمدتر هستند. به دلیل قابلیت اطمینان بالا، تعمیر و نگهداری به ندرت مورد نیاز است و معمولاً تعویض موتور نسبت به تعمیر آن هزینه کمتری دارد.

برای پهپادهای تجاری بزرگتر و پهپادهای سرنشین دار، موتورهای بدون جاروبک بزرگتر همیشه در حال توسعه هستند تا نیازهای قدرت، گشتاور و رانش بیشتر را برآورده کنند. این موتورها به انقلاب الکتریکی مشاهده شده در صنعت حمل و نقل کمک می کنند، که شامل برقی کردن مدل های هواپیمای موجود و طراحی هواپیماهای جدید eVTOL است.

انواع مختلفی از پهپادها از نظر اندازه، سبک، منبع انرژی و عملکرد متفاوت هستند . موتورهای براشلس برای بسیاری از کاربردها مناسب هستند، اگرچه از موتورهای گازسوز و هیبریدی نیز استفاده می شود.