STRABAG применяет дроны для проведения геодезических работ на строительных объектах и создания 3D-моделей.
| Изделие | Phantom 4 RTK |
| Отрасль | Строительство |
| Область применения | 3D-картография |
| Страна | Германия |
| Клиент | STRABAG SE/AG |
Европейская сеть автомобильных дорог простирается на 80000 км и проходит через множество стран. В 2017 г. Германия заняла второе место в Европе и четвертое место в мире по развитию автомагистралей, протяженность которых 12996 км. Эти дороги превратили ее в главную транзитную страну для миллионов легковых и грузовых автомобилей, направляющихся в Восточную или Южную Европу. Нагрузка на сеть сейчас очень высока.
Согласно расчетам Федерального министерства транспорта Германии, которое провело всесторонний анализ ожидаемого увеличения трафика, рост пассажиро-километров и тонно-километров в период 2010-2030 гг. составит 12% и 38% соответственно. Сделав заключение о существовании острой необходимости в обновлении и расширении транспортной сети Германии, министерство в рамках Федерального плана по развитию транспортной инфраструктуры рекомендовало к 2030 г. увеличить объем инвестиций до 270 млрд евро. Около 75% инвестиций будет потрачено на обновление и расширение автомагистралей и государственных дорог.
Чтобы удовлетворить растущий спрос на транспортную инфраструктуру высокого качества, компании приступили к поиску новых технологий для повышения эффективности работ. В ходе поиска решений многие подрядчики стали использовать на строительных площадках беспилотники для создания карт и оперативного проведения геодезических работ.
STRABAG — компания специалистов по строительству дорог
Выполнение плана министерства — это сложная задача, требующая долгосрочного планирования и координации действий частных компаний и специалистов, направленных на успешное завершение масштабных проектов дорожного строительства.
STRABAG SE — это шестая по величине группа строительных компаний в Европе, которая совместно со своим дочерним предприятием STRABAG AG, находящимся в Германии, играет ведущую роль в создании транспортной инфраструктуры (37% от общего объема производства STRABAG). Имея более чем 100-летний опыт работы и более 70000 сотрудников по всему миру, STRABAG заслуженно занимает лидирующие позиции на рынке. Одной из главных причин успеха компании является постоянное применение технологических инноваций.
Бригады STRABAG задействованы в 9100 строительных проектах по всей Европе, из которых 4900 ведутся в Германии. В совокупности объекты включают в себя около 600 км строящихся или ремонтирующихся автомагистралей,требуют высокой эффективности рабочих и коммуникационных процессов для обеспечения своевременного выполнения проектов в рамках заявленных бюджетов. Поэтому составление точного и подробного плана местности играет решающую роль в управлении и достижении высокого качества строительных работ.
В целях экономии времени и средств, подразделение STRABAG, которое занимается цифровым исследованием объектов с помощью беспилотников, начало использовать дроны в ходе реализации проектов и подготовки карт как на внутреннем, так и на зарубежных рынках. Поскольку эта технология была предложена большому количеству заказчиков, были разработаны новые приложения, требующие высокой точности. Чтобы удовлетворить этот спрос, STRABAG ввела новый Phantom 4 RTK в арсенал своих геодезистов.
Когда важна точность
Один из текущих долгосрочных проектов группы компаний STRABAG — строительство трассы A3 в Германии близ города Вюрцбурга. Трасса, которую строит, STRABAG, имеет в ширину от 2 до 3 полос. Построен новый тоннель с хорошей шумоизоляцией вместо моста, уже отслужившего свое. Таким же образом улучшено много километров полотна трассы, пролегающей по сложному рельефу с крутыми склонами и бесчисленными изгибами. Наряду с масштабными проектами, занимающими долгие годы, наподобие трассы возле Вюрцбурга, команда STRABAG принимается за разного рода проекты и ставит наивысшим приоритетом эффективность геодезических работ, которые позволяют точно планировать и отслеживать ведение работ.
С помощью дронов STRABAG создает более точные и подробные 3D-модели за короткое время
«Использование дронов при картографировании дает много преимуществ. Внедрение дронов улучшило рабочий процесс и упростило множество операций. Обычными методами картографирования тоже можно получить 3D-модели, однако модели в цифровом формате, созданные с помощью беспилотника, позволяют достичь большей четкости изображения, поэтому изображения местности передаются с гораздо большей точности» — такого мнения придерживается Томас Гренингер, руководитель подразделения STRABAG, которое занимается цифровым исследованием объектов с помощью беспилотников.
Данные с дронов помогают ускорить ход строительства
DJI PHANTOM 4 RTK – беспилотник, который поднял качество геодезических работ при строительстве на новый уровень
В настоящее время STRABAG активно задействует беспилотники для проведения картографических работ при строительстве. Дроны доказали свое неоспоримое превосходство над традиционными методами съемки местности вручную, в частности, в проектах с низкорослой растительностью, плохой доступностью GPS и нехватке солнечного света. Однако для получения высокоточных результатов съемки (с точностью до 3 см) при использовании дрона без RTK/PPK необходимо разместить до 40 опорных контрольных точек (GCP) на квадратный километр, а на это потребуется не менее нескольких часов.
Новый беспилотник DJI Phantom 4 RTK имеет встроенную систему навигации и позиционирования с точностью до сантиметра, а также эффективную систему обработки изображений, которая поддерживает технологии RTK и PPK. Для обеспечения оптимальных результатов съемки, Phantom 4 RTK записывает заводские настройки параметров объектива, а также положение, высоту и другие данные на каждую фотографию, перемещая данные позиционирования по центру CMOS-матрицы с помощью новой системы TimeSync. Благодаря модулю позиционирования RTK (GPS L1 L2, GLONASS L1 L2, Galileo E1 E5a и BeiDou B1 B2) Phantom 4 RTK потенциально снижает необходимое количество точек маршута до 0. В целях управления качеством в промышленности обычно используют 3-5 точек маршрута на квадратный километр.
Используя Phantom 4 RTK, который требует небольшого количества точек маршрута, геодезисты могут увеличить точность данных при одновременном снижении на 75% временных затрат на настройку опорных контрольных точек.
Мобильная станция D-RTK 2
Чтобы использовать все преимущества полностью интегрированной системы, наряду с технологией RTK геодезисты используют сетевые сервисы RTK. Для получения еще более точных результатов, особенно в местностях с плохим качеством мобильной связи, предлагается мобильная станция высокой точности D-RTK 2 High Precision GNSS.
Cпециально для геодезистов
Внутренние рабочие процессы DJI Phantom 4 RTK организованы следующим образом: дрон получает исходные данные со спутников, а также эфемеридные данные и сохраняет их в файл PPKRAW.bin в формате RTCM 3.2. Кроме того, Phantom 4 RTK преобразует спутниковые данные в формат RINEX (аппаратнонезависимый формат обмена навигационными данными) и записывает их в файл RINEX.obs прямо во время полета. Благодаря внутренней синхронизации положения GNSS и камеры файл Timestamp. MRK обеспечивает запись максимально точного размещения изображения. Все относящиеся к операции данные хранятся на карте Micro-SD в отдельных папках для каждой из текущих задач. Комплексный характер данных Phantom 4 RTK сокращает время, необходимое для их валидации, и гарантирует эффективность послеполетной обработки данных при частичном или полном отсутствии ручной регулировки.
Без опорных контрольных точек точность позиционирования в горизонтальной плоскости достигает 3 см, а в вертикальной плоскости – 5 см по стандарту системы WGS84, которая используется Phantom 4 RTK. В областях, где мобильная связь отсутствует, Phantom 4 RTK позволяет геодезистам использовать технологию PPK для последующего проведения оценки, сохраняя при этом ту же точность данных, что и при использовании технологии RTK.
Встроенное приложение для планирования полетов упрощает настройку рабочих параметров
«При настройке траектории полета нам нужно выбрать высоту и покрытие. Phantom 4 RTK оснащен встроенным приложением для планирования полетов с помощью дистанционного управления, включающим все соответствующие параметры съемки, делая планирование полета простым и эффективным», - говорит руководитель группы STRABAG, которая занимается цифровым исследованием объектов с помощью беспилотников Филипп Мильке.
Phantom 4 RTK был создан для того, чтобы сделать процесс картографирования легче, удобнее и эффективнее; максимальное время полета дрона составляет 30 минут, что позволяет создать карту области большой площади всего за один полет. Даже если исследуемая область слишком велика для того, чтобы ее можно было исследовать за время разряда аккумулятора, функция возобновления работы приложения GS RTK автоматически возобновляет выполнение задания после замены батареи. Phantom 4 RTK экономит картографам еще больше времени, выполняя программу картографирования местности с извилистыми границами и вращаясь при сохранении постоянной скорости. Способность поддерживать заданную высоту в условиях сложного ландшафта и специальные функции коридорного картографирования являются большим подспорьем для геодезистов. DJI Mobile SDK оснащен всеми необходимыми функциями.
Если во время исследования обширных территорий потребуется замена аккумулятора, после процедуры замены Phantom 4 RTK автоматически возобновит выполнение поставленной задачи
Обработка данных
Полученные данные могут быть с легкостью загружены в стороннее программное обеспечение для фотограмметрии, предоставляя облака точек сканирования и 3D-модели. Филипп Мильке подчеркивает: «Решение о загрузке полученных дронами данных с локального ноутбука в облако для последующей обработки — это еще один шаг к тому, чтобы сделать локальные измерения более высокотехнологичными. Это освобождает геодезистов от привязки к географическому расстоянию между строительной площадкой и офисом, позволяя немедленно и эффективно обрабатывать собранные данные». Визуализация 3D-модели в облаке сразу же после получения данных позволяет инженерам прямо на объекте анализировать ход строительных работ и принимать решения.
Благодаря подробной и комплексной информации геодезисты и специалисты по САПР могут быть уверены в том, что они единовременно получат все необходимые данные и им не придется возвращаться на стройплощадку для сбора дополнительной информации, потратив массу времени. После обработки трехмерного облака точек сканирования на основе сделанных дронами фотографий полученные данные подвергаются дополнительному анализу в соответствии индивидуальными требованиями проекта. Как правило, первичные рабочие процессы включают классификацию облака точек сканирования для выделения нежелательных объектов, например, растительности, транспортных средств и искусственных объектов, векторизацию и извлечение параметров. Затем обработанные данные используются для цифрового моделирования ландшафта и поверхности, расчета массы и объема и информационного моделирования зданий (BIM).
В дополнение к 3D-материалам можно использовать стороннее программное обеспечение для создания 2D-ортофотографий, чтобы обеспечить идеальный обзор больших строительных площадок с высоты птичьего полета. И 2D, и 3D данные предлагают информацию, которой можно воспользоваться в ходе первичных обсуждений проекта, регулярных координационных совещаний и аналитических обзоров выполнения проекта.
Классификация облака точек сканирования
Векторизация
Информационное моделирование зданий (BIM)
Расчет объема и массы
Дроны – использование цифровых технологий в строительстве
Сгенерированные дроном 3D-модели могут быть применены для различных видов анализа и оценки. В зависимости от требуемой точности, наиболее распространенные варианты использования этих моделей включают геодезию, инспекцию, документирование и наблюдение за ходом строительства. Все это осуществляется с помощью беспилотников на строительной площадке Вюрцбурга.
STRABAG стремится увеличить использование беспилотников на строительных площадках во всем мире. В настоящее время у нас работают 170 геодезистов в Германии и 300 по всей Европе. Новый DJI Phantom 4 RTK – это простой в использовании и универсальный беспилотник с интегрированными сетевыми функциями RTK. Это позволит STRABAG обеспечить как можно большее число строительных бригад беспилотниками, чтобы ускорить и повысить эффективность строительных работ,резюмирует Томас Гренингер.
DJI Phantom 4 RTK – это существенное дополнение к инструментарию геодезиста, которое будет играть важную роль в процессе внедрения цифровых технологий в строительство.
