DRONE AIRCRAFT WITH TELESCOPIC FUSELAGE

Sistem pesawat udara tak berawak untuk Fotogrametri dan Penginderaan jarak jauh.

Terjemahan dari : Unmanned aerial systems for photogrammetry and remote sensing               by : I. Colomina and P. Molina

Abstrak

Evolusi dan penggunaan mutakhir Unmanned Aerial Systems (UAS) di bidang Photogrammetry and Remote Sensing (PaRS). UAS, Sistem Aerial Jarak Jauh, Kendaraan Udara Tak Berawak atau sederhana, pesawat tak berawak adalah topik hangat yang terdiri dari beragam aspek termasuk teknologi, hak privasi, keselamatan dan peraturan, dan bahkan perang dan kedamaian. Fotogrametri modern dan penginderaan jauh mengidentifikasi potensi citra sumber UAS lebih dari tiga puluh tahun yang lalu. Dalam lima tahun terakhir, kedua disiplin saudari ini telah mengembangkan teknologi dan metode yang menantang kerangka peraturan aeronautika saat ini dan metode akuisisi dan pemrosesan tradisional mereka sendiri. Kelambu dan kecerdikan menggabungkan peralatan lepas pantai dengan biaya rendah dengan visi komputer yang canggih, robotika dan teknik geomatik. Hasilnya adalah tingkat ketangkasan dan akurasi produk yang bisa dihasilkan bahkan dengan kamera seharga beberapa ratus euro. Dalam artikel review ini, mengikuti latar belakang historis dan analisis status peraturan yang singkat, kami meninjau pengembangan pesawat tak berawak, sensing, navigasi, orientasi dan perkembangan data baru-baru ini yang tak berawak untuk fotogrametri UAS dan penginderaan jarak jauh dengan penekanan pada segmen UAS nano-micro-mini.

Penjelasan

UAS dikenal dengan berbagai nama dan akronim yang berbeda, seperti "Unmanned Aerial Vehicle" (UAV), "robot udara" atau hanya "pesawat tak berawak", dengan "UAV" dan "pesawat tak berawak" menjadi istilah yang paling populer. Istilah UAS diadopsi oleh Departemen Pertahanan AS (DOD) dan Otoritas Penerbangan Sipil (CAA) Inggris. Organisasi Penerbangan Sipil Internasional (ICAO) telah memperkenalkan konsep "Remotely-Pilced Aerial System" (RPAS), kelas UAS tertentu, dalam ICAO Circular 328 (ICAO, 2011). Istilah ini pada dasarnya dimotivasi oleh fakta bahwa hanya RPAS yang bisa diintegrasikan ke dalam sistem penerbangan sipil internasional. Lingkaran yang disebutkan di atas adalah referensi utama di mana pembaca dapat menemukan kompilasi komprehensif istilah dan definisi yang terkait dengan UAS. Untuk sistem yang terdiri dari pesawat tak berawak (UA), ground control station (GCS) dan link data komunikasi untuk perintah dan kontrol UA (C2) dari GCS.

Dengan peraturan dan peraturan yang terbatas, dengan tingkat kerumitan sistem yang besar, misi UAS PaRS biasanya terdiri dari operasi platform udara, kemungkinan besar kerajinan sayap tetap atau sayap putar kurang dari 30 kg MTOW, dalam jarak tidak lebih dari 10 km dan terbang di bawah 300 m, membawa kamera optik berukuran kecil atau menengah (mungkin pada spektrum yang terlihat), dan dikontrol secara jarak jauh oleh manusia atau secara otomatis diujicobakan oleh autopilot berdasarkan dua teknologi navigasi utama, Global Navigation Satellite Systems (GNSS) (seperti GPS) dan Inertial Navigation Systems (INS), dalam mode GNSS-only atau INS / GNSS coupling. Menurut kami, ini adalah gambaran representatif dari pesawat tak berawak saat ini untuk PaRS.

Kami percaya bahwa, secara umum, komunitas geomatik akhirnya mengambil posisi di ekosistem UAS nano-mikro-mini. Namun, sejarah UAS PaRS ditandai oleh serangkaian perkembangan heterogen yang kadang-kadang berangkat dari ekosistem sebelumnya. Everaerts dkk. (2004) menghadirkan UAS stratosfer untuk menawarkan citra udara beresolusi tinggi dalam waktu dekat untuk pemetaan skala besar dan pemantauan krisis, dan mempresentasikan pembaruan terkini di Everaerts dan Lewyckyj (2011) sehubungan dengan integrasi dengan otoritas penerbangan sipil setempat. Baru-baru ini, Miraliakbari dkk. (2012) melaporkan penggunaan giroskop sebagai platform pemetaan potensial, dengan fokus pada analisis getarannya, dan Thamm (2011) menghadirkan sistem penginderaan jauh berbasis parasut. Di Kemper (2012), beberapa platform non-konvensional yang tidak berawak dan berawak (balon, balon udara, sepeda motor dan paratrikes) dipresentasikan membawa muatan penginderaan jarak jauh.

Everaerts (2009) dilengkapi dengan analisis komparatif platform udara, platform satelit, ketinggian rendah dan ketinggian UA, sehubungan dengan kualitas utama mereka untuk misi penginderaan jarak jauh, seperti cakupan, tingkat update, fleksibilitas, kualitas, resolusi spasial, posisi akurasi, resolusi dan akurasi spektral, aplikasi target dan biaya ekonomi sistem. Pembaruan penggunaan UAS untuk geomatika, yang mencakup analisis pasar dan perundang-undangan, diberikan di Haarbrink (2011).

Untuk memberi pembaca gagasan tentang pesawat tak berawak saat ini yang digunakan untuk PaRS, dan tanpa berusaha memberikan daftar komprehensif, beberapa sistem dijelaskan pada Lampiran A. Tabel 10 mengkompilasi karakteristik utama sayap mikro dan mini tetap, UAS putar dan multi-rotor untuk PaRS, masing-masing.

Kesimpulan

Peninjauan ulang teknologi UAS untuk aplikasi PaRS dengan penekanan pada peraturan, sistem akuisisi, navigasi dan orientasi. Keragaman dan kecanggihan teknologi yang terlibat terlihat: navigasi aeronautika, satelit dan inersia, visi komputer, robotika, sensorik dan paling tidak, fotogrametri. Berbicara secara teknologis, UAS-sourced PaRS cukup matang untuk mendukung pengembangan produk dan layanan geoinformation. Setidaknya untuk alat operasional generasi pertama. Selain itu, terlepas dari kerangka peraturan yang masih muncul dan tidak pasti, permintaan pelanggan dan ketertarikan umum hadir pada titik bahwa sudah ada beberapa pasar ceruk geomagnial UAS; khususnya pasar baru yang berkembang untuk proyek fotogrametri dan penginderaan jarak jauh yang kecil. Tren itu sepertinya tak terbendung. Mayoritas aplikasi PaRS komersial dilakukan dengan UAS mikro dan dengan kamera off-the-shelf. Untuk jenis peralatan, perencanaan penerbangan, navigasi penerbangan, panduan dan kontrol dan data perangkat lunak pasca-pengolahan ada. Khususnya, perangkat lunak pasca-pengolahan PaRS untuk orientasi sensor / kalibrasi dan untuk rekonstruksi permukaan tersedia secara komersial dan berproduksi. Ini sudah dikembangkan ke tingkat otomatisasi yang tinggi untuk melayani pasar yang angkatan kerja, pada umumnya kurang spesifik daripada pasar udara dan luar angkasa tradisional. Teknik penglihatan komputer - yang berasal dari komunitas penglihatan komputer atau dari komunitas PaRS modern - telah berperan dalam mencapai tingkat otomasi ini. Parameter lintasan INS / GNSS, meskipun diperlukan untuk navigasi dan kontrol UA real-time, jarang digunakan dalam perangkat lunak orientasi / kalibrasi pasca-pengolahan tersebut - untuk DiSO dan ISO - karena keterbatasan kinerja IMU miniatur saat ini. Namun, laju perkembangan IMS taktis kelas MEMS dapat mengubah lansekap orientasi / kalibrasi perangkat lunak dengan cepat. Rekonstruksi permukaan selanjutnya dan generasi ortofoto memanfaatkan pencapaian baru-baru ini dengan pencocokan kepadatan tinggi dan investasi dalam desain kamera amatir dan pasar massal. Semua dalam semua, untuk proyek kecil, UAS PaRS menawarkan layanan dan produk price-performant yang tak terkalahkan.