STRABAG задействует Phantom 4 RTK для проведения геодезических работ на строительных объектах для создания точных 3D-моделей
Европейская сеть автомобильных дорог простирается на 80000 км и проходит через множество стран. В 2017 г. Германия заняла второе место в Европе и четвёртое место в мире благодаря своим автомагистралям протяжённостью 12996 км, которые превратили её в главную транзитную страну для миллионов легковых и грузовых автомобилей, направляющихся в Восточную или Южную Европу, создавая тяжёлую нагрузку на имеющиеся структуры.
Согласно расчётам Федерального министерства транспорта Германии, которое провело всесторонний анализ ожидаемого увеличения трафика, рост пассажиро-километров и тонно-километров в 2010-2030 гг. составит 12% и 38% соответственно. Сделав заключение о существовании острой необходимости в обновлении и расширении транспортной сети Германии, министерство в рамках своего Федерального плана по развитию транспортной инфраструктуры рекомендовало к 2030 г. увеличить инвестиции до 270 млрд. евро. Около 75% инвестиций будет потрачено на обновление и расширение автомагистралей и федеральных дорог.
Чтобы удовлетворить растущий спрос на транспортную инфраструктуру высокого качества, компании приступили к поиску новых технологий для повышения эффективности своей работы. В ходе этого поиска 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 является сложной задачей, требующей долгосрочного планирования и координации действий компаний и специалистов частного сектора, направленных на успешное завершение масштабных проектов дорожного строительства.
STRABAG SE – это шестая по величине строительная группа в Европе, которая совместно со своим немецким дочерним предприятием STRABAG AG играет ведущую роль в создании транспортной инфраструктуры (37% от общего объёма 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 в работе технологических инноваций.
Бригады STRABAG задействованы в 9100 строительных проектах по всей Европе, из которых 4900 ведутся в Германии. Эти проекты охватывают около 600 км строящихся или ремонтирующихся автомагистралей и требуют высокой эффективности рабочих и коммуникационных процессов для обеспечения своевременного выполнения проектов в рамках заявленных бюджетов. Поэтому составление точного плана местности играет решающую роль в управлении и обеспечении качества строительных работ.
Данные, полученные с помощью дронов, могут ускорить ход работ на строительных площадках
Подразделение STRABAG, которое занимается цифровым исследованием объектов с помощью беспилотников, с 2015 г. начало использовать дроны в ходе реализации проектов и подготовки карт как на внутреннем, так и на зарубежном рынках в целях экономии времени и средств. Поскольку эта технология была предложена большому количеству заказчиков, были разработаны новые приложения, требующие высокой точности. Чтобы удовлетворить этот спрос, STRABAG внесла новый Phantom 4 RTK в арсенал своих геодезистов.
Строительство немецкой автомагистрали A3 около города Вюрцбург является одним из текущих долгосрочных проектов STRABAG. Это строительство было начато в 2014 г. и должно быть завершено в 2021 г. В рамках проекта STRABAG занимается расширением автомагистрали с двух до трёх полос, строит новый туннель для звукоизоляции, заменяет старый мост и т.д.2. Эти работы ведутся на нескольких километрах шоссе, на сложном ландшафте с крутыми склонами и многочисленными поворотами. В рамках такого масштабного многолетнего проекта тщательное исследование строительного участка является одним из главных приоритетов команды STRABAG, позволяя планировать и следить за ходом работ с максимальной точностью.
«Использование дронов для картографии имеет много преимуществ. Их интеграция влияет на наш рабочий процесс и упрощает многие этапы работы. Обычные методы съёмки также позволяют получать 3D-модели, но цифровые модели ландшафта, созданные на основе данных, полученных благодаря дронам, обеспечивают более высокую плотность точек, и, разумеется, более объективное представление о реальных условиях», - говорит говорит руководитель подразделения STRABAG, которое занимается цифровым исследованием объектов с помощью беспилотников Томас Грёнингер.
С помощью дронов STRABAG может оперативно создавать более подробные и точные 3D-модели
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 своё неоспоримое превосходство над традиционными методами съёмки местности вручную, в частности, в проектах с низкорослой растительностью, доступностью GPS и большим количеством солнечного света. Однако для получения высокоточных результатов съёмки (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 съёмки, Phantom 4 RTK записывает заводские настройки параметров объектива, а также положение, высоту и другие данные на каждую фотографию, перемещая данные позиционирования в центр CMOS 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.
Чтобы использовать все преимущества полностью интегрированной системы, наряду с технологией RTK геодезисты используют сетевые сервисы RTK. Для получения ещё более точных результатов, особенно в местностях с плохим качеством мобильной связи, предлагается мобильная станция высокой точности D-RTK 2 High Precision GNSS.
Специально 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 полёта. 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 послеполётной обработки данных при минимальной или отсутствующей ручной регулировке.
Без опорных контрольных точек точность позиционирования в горизонтальной плоскости достигает 3 см, а в вертикальной плоскости – 5 см по стандарту системы WGS84, которой пользуется 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.
«При настройке траектории полёта нам нужно выбрать высоту и покрытие. P4R предлагает встроенное приложение для планирования полётов в пульте дистанционного управления, включающее все соответствующие параметры съёмки, делая планирование полёта простым и эффективным», - говорит руководитель группы STRABAG, которая занимается цифровым исследованием объектов с помощью беспилотников.
Встроенное приложение для планирования полётов упрощает настройку рабочих параметров
Phantom 4 RTK был создан для того, чтобы сделать процесс картографирования с помощью беспилотников более лёгким, удобным и эффективным; максимальное полётное время дрона составляет 30 минут, позволяя создать карту большой площади всего за один полёт. Даже если исследуемая область слишком велика для того, чтобы её можно было исследовать за время действия заряда аккумулятора, функция возобновления работы приложения GS RTK автоматически возобновляет выполнение задания после замены батареи. Phantom 4 RTK экономит картографам ещё 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 обладает всеми этими функциями.
Если во время исследования обширных территорий потребуется замена аккумулятора, Phantom 4 RTK автоматически возобновит выполнение поставленной задачи
Обработка данных
Полученные данные могут быть с лёгкостью загружены в стороннее программное обеспечение для фотограмметрии, предоставляя облака точек сканирования и 3D-модели. Филипп Мильке подчёркивает, что «решение о загрузке полученных дронами данных с локального ноутбука в облако для последующей обработки – это ещё 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 придётся возвращаться на стройплощадку для сбора дополнительной информации, сэкономив массу времени. После обработки трёхмерного облака точек сканирования на основе сделанных дронами фотографий полученные данные подвергаются дополнительному анализу в соответствии с 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, расчёта массы и объёма и информационного моделирования зданий (BIM).
После обработки фотографии, сделанные с помощью Phantom 4 RTK, можно использовать в различных целях:
В дополнение к 3D-материалам можно использовать стороннее программное обеспечение для создания 2D-ортофотографий, чтобы обеспечить идеальный обзор больших строительных площадок с высоты птичьего полёта. И 2D, и 3D данные предлагают информацию, которой можно воспользоваться в ходе первичных обсуждений проекта, регулярных координационных совещаний и аналитических обзоров выполнения проекта.
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 распространённые варианты использования этих моделей включают геодезию, инспекцию, документирование и наблюдение за ходом строительства. Всё это осуществляется с помощью беспилотников на строительной площадке Вюрцбурга.
«STRABAG стремится увеличить использование беспилотников на строительных площадках во всём 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 Грёнингер. «DJI Phantom 4 RTK – это существенное дополнение к инструментарию геодезиста, которое будет играть важную роль в процессе внедрения цифровых технологий в строительство».
