add cart 0
12:00:00   20/08/2021
  • UAV là gì?

UAV viết tắt của Unmanned aerial vehicle, có nghĩa là Thiết bị bay không người lái, hoặc Máy bay không người lái, là tên gọi chỉ chung cho các loại máy bay mà không có phi công ở buồng lái và được điều khiển từ xa từ trung tâm. Loại máy bay này được dùng để phục vụ cho mục đích trinh thám quân sự, hoặc dân sự. Loại tổ hợp máy bay này có khả năng tự động hóa các hoạt động của máy bay cao, không đòi hỏi những trang thiết bị hàng không đặc chủng, giá thành khai thác sử dụng và bảo trì hệ thống để phục vụ lâu dài rẻ, trong quân sự, loại máy bay này có đặc tính tấn công chớp nhoáng.

Ứng dụng UAV có nhiều ưu điểm nổi trội so với các phương pháp đo vẽ ảnh hàng không truyền thống, nhiều loại UAV được thiết kế gọn nhẹ, thao tác nhanh; khởi bay bằng tay hoặc các dụng cụ đơn giản thích ứng với mọi điều kiện địa hình. Các hãng sản xuất các thiệt bị ngày càng hướng tới các thiết bị UAV với các thiết bị chụp ảnh độ phân giải cao, giảm thời gian và công sức trong các nội dung trắc địa, bản đồ. Các thiết bị UAV có khả năng điều chỉnh độ phân giải theo độ cao, khả năng định nghĩa phạm vi đo vẽ, thành lập và cung cấp nhanh chóng bản đồ mỏ lộ thiên các loại tỷ lệ lớn (1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000). Nhiều kết quả nghiên cứu đã khẳng định độ chính xác cao của các loại bản đồ mỏ lộ thiên đo vẽ bằng UAV, hoàn toàn đáp ứng cho công tác quản lý, điều hành sản xuất mỏ; đo vẽ bản đồ hành chính; điều tra khảo sát, đánh giá tài ngyên... Các UAV mới nhất hiện nay như MD4-1000 (Đức), Pteryx (Ba Lan), Swinglet CAM (Thụy sĩ), UX-5, X-100 Trimble (Mỹ) đều có thể bay thấp, chụp ảnh với độ phân giải vài chục cm trên khu vực có diện tích vài chục km2. Hiện nay, trong một lần bay, các UAV có thể chụp ảnh 4÷5 km2 với độ phân giải 10÷15 cm và có thể dưới 10 cm. 

Trên thế giới, việc áp dụng phương pháp đo ảnh khoảng cách gần với ảnh chụp từ máy ảnh số gắn trên UAV đã được áp dụng với rất nhiều ứng dụng khác nhau như: đo vẽ đánh giá khối lượng khai thác ở các mỏ lộ thiên, bản đồ địa hình khu vực nhỏ, bản đồ địa chính, giám sát tài nguyên và môi trường…


Ngoài việc giá thành tương đối thấp, công nghệ UAV với các máy ảnh phổ thông dễ dàng thu nhận các ảnh số với độ phân giải rất cao (mm, cm), trong điều kiện địa hình phức tạp, môi trường nguy hiểm. Thêm nữa, các phần mềm mã nguồn mở và phần mềm thương mại đều tích hợp các thuật toán SfM, cho phép gần như hoàn toàn tự động xử lý ảnh, xây dựng các sản phẩm bản đồ (mô hình số bề mặt, mô hình số độ cao, bản đồ trực ảnh, bản đồ 3D, video). Người sử dụng công nghệ này không nhất thiết phải có kiến thức quá sâu về công nghệ đo ảnh truyền thống. Chính vì thế công nghệ UAV đang rất hứa hẹn được ứng dụng rộng rãi hơn nữa vào các lĩnh vực khác nhau. Điểm cần bổ sung hiện nay của công nghệ này, là quy trình tính toán, công nghệ thiết kế bay chụp UAV sao cho đạt được độ chính xác mong muốn của các sản phẩm bản đồ, cho từng mục đích cụ thể.


 

  • Tổng quan về công nghệ UAV

Cấu tạo hệ thống chụp ảnh hàng không kỹ thuật số bằng máy bay không người lái (UAV) để xây dựng bản đồ địa hình được chia thành 4 thành phần chính: Hệ thống máy bay, Máy ảnh kỹ thuật số, Trạm điều khiển mặt đất và Trạm xử lý ảnh tạo mô hình số mặt đất.

- Hệ thống máy bay:
Hệ thống bao gồm: Thân máy bay, đầu thu GPS, cảm biến tốc độ gió, cảm biến độ cao, cảm biến áp xuất, cảm biến cân bằng và bộ thu phát tín hiệu. Ngoài ra trên máy bay còn mang theo 1 quả pin dùng để cung cấp nguồn điện cho toàn bộ các thiết bị trên máy bay.
Máy bay không người lái có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, mỗi loại đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, do đó tùy từng công việc cụ thể mà người sử dụng lựa chọn loại máy bay phù hợp. UAV được chia ra làm 2 loại chính theo cấu tạo là máy bay cánh cố định (Fixed Wing UAV) và máy bay cánh quay (Rotary Wing UAV).

- Máy ảnh kỹ thuật số:
Thông thường các máy ảnh sử dụng để chụp ảnh mặt đất bằng UAV là các loại máy ảnh kỹ thuật số có kích thước nhỏ gọn, có tiêu cự cố định và khả năng lấy nét tự động.

- Trạm điều khiển mặt đất:
Mỗi hệ thống máy bay UAV đều phải được điều khiển bằng trạm điều khiển mặt đất. Cấu tạo của trạm điều khiển mặt đất bao gồm 2 bộ phận chính. Thứ nhất, máy tính bảng hoặc điện thoại thông minh được cài đặt phần mềm lập trình bay và điều khiển bay. Đây là các phần mềm chuyên dụng để thiết kế bay, điều khiển bay và có thể lập kế hoạch vị trí hướng cất cánh, hạ cánh tại thực địa. Thứ hai, Bộ điều khiển có thiết bị thu phát tín hiệu dùng để kết nối máy tính bảng với máy bay.

- Trạm xử lý ảnh UAV tạo mô hình số mặt đất:
Trạm xử lý ảnh bao gồm máy tính trạm Workstations có cấu hình mạnh được cài đặt phần mềm chuyên xử lý ảnh máy bay để tạo mô hình số mặt đất. Đặc điểm chung của các phần mềm xử lý này là từ các bức ảnh số được chụp từ UAV với độ phủ từ 70 - 90%, sau khi xử lý sẽ tạo ra mô hình đám mây điểm (Point Cloud), mô hình số bề mặt (DSM), mô hình số độ cao (DEM) và ảnh trực giao (Orthomosaic).

Đặc điểm của công nghệ chụp ảnh hàng không bằng UAV là bay chụp theo từng dải bay, do đó rất phù hợp để ứng dụng trong công tác khảo sát địa hình các công trình dạng tuyến như các tuyến đường giao thông. Việc kết hợp phương pháp đo truyền thống với phương pháp bay chụp sẽ đem lại hiệu quả và độ chính xác cao. Việc sử dụng công nghệ này sẽ cho ta sản phẩm là mô hình số độ cao, bình đồ ảnh một cách nhanh chóng và trực quan, giúp cho người thiết kế chọn được các phương án tuyến tối ưu, phù hợp cho công tác giải phóng mặt bằng và bước lập đề xuất dự án.
Để có thể ứng dụng công nghệ chụp ảnh hàng không bằng UAV vào các dự án cần độ chính xác và mức độ chi tiết cao như thiết kế kỹ thuật thì cần phải tiếp tục nghiên cứu, đánh giá độ chính xác của kết quả bay chụp cũng như hoàn thiện phương pháp xử lý ảnh để nâng cao độ chính xác, đặc biệt trong các địa hình có thực phủ lớn và khu vực đông dân cư. Ngoài ra, cần nghiên cứu và đưa ra quy trình số hóa bản đồ 3D từ mô hình đám mây điểm và bình đồ ảnh trực giao để có sản phẩm phù hợp với quy trình, quy phạm hiện hành.



  • Qui trình thực hiện và kết quả đạt được

Công tác chuẩn bị bao gồm hoạch định vị trí và phạm vi cần bay chụp, kiểm tra vùng cấm bay, tiếp đến là kiểm tra các điều kiện thời tiết có phù hợp cho công tác bay chụp hay không. Việc kiểm tra điều kiện thời tiết và vùng cấm bay được thực hiện bởi phần mềm UAV Forecast được cung cấp miễn phí, chạy trên hệ điều hành iOS hoặc Android. Tiếp đến là thiết kế tuyến bay bằng phần mềm chuyên dụng và tiến hành bay chụp ảnh.

Sau khi có kết quả bay chụp, số liệu bay chụp bao gồm ảnh số và tọa độ các điểm khống chế ảnh được đưa vào phần mềm xử lý ảnh AgisoftPhotoscan hoặc các phần mềm xử lý ảnh có chức năng tương tự để ghép ảnh và tạo mô hình số mặt đất. Để có được kết quả tốt hơn còn sử dụng một số phần mềm xử lý ảnh kỹ thuật số khác như: Global Mapper, Photoshop…
Kết quả xử lý ảnh UAV. Sau khi bay chụp và xử lý số liệu ảnh bằng phần mềm chuyên dụng, sản phẩm có được là mô hình đám mây điểm, mô hình số bề mặt, mô hình số độ cao và bình đồ ảnh trực giao.

 


 
Số điện thoại
Chat Zalo