Peter Cosyn – Đồng sáng lập Gatewing

Thiết bị bay không người lái - lĩnh vực mà trước đây thường hạn chế trong những ứng dụng quân sự. Ngày nay, chúng đã trở thành một trong những ngành khoa học rất được quan tâm trên toàn thế giới và Việt Nam cũng không phải là trường hợp ngoại lệ. Thiết bị bay không người lái ngày càng xuất hiện nhiều hơn trong các ứng dụng dân sự, thậm chí gần đây hãng thương mại điện tử lớn nhất thế giới Amazon còn thử nghiệm phương thức giao hàng trực tiếp bằng chính thiết bị bay không người lái. Trong Bản tin công nghệ này và những Bản tin tiếp theo, Nhóm Kỹ thuật của Công ty TNHH ANTHI Việt Nam sẽ cung cấp cho Quý Độc giả những thông tin hết sức cơ bản liên quan tới việc sử dụng thiết bị bay không người lái phục vụ cho các ứng dụng dân sự như thế nào.

Thiết bị bay không người lái UAV (Unmanned Aerial Vehicles), hay hầu hết các cơ quan, tổ chức hàng không trên thế giới gọi chúng là Hệ thống máy bay không người lái UAS (Unmanned Aircraft System) hiện đang là giải pháp rất được quan tâm bởi những nhà khoa học ứng dụng thuộc lĩnh vực địa kỹ thuật không gian. Những câu hỏi thường gặp khi các nhà khoa học ứng dụng bắt đầu tìm hiểu về UAS bao gồm:

1. Những ứng dụng nào có thể sử dụng UAS?

2. Những ích lợi gì mà UAS mang lại cho tổ chức và khách hàng khai thác?

3. Làm thế nào để có thể triển khai hệ thống UAS trong một tổ chức?

Chúng tôi sẽ lần lượt trả lời cụ thể cho hai câu hỏi đầu, đồng thời sẽ đề cập đến một số điểm cần lưu tâm trong câu hỏi thứ ba.

UAS LÀ HỆ THỐNG CAO CẤP

Máy bay không người lái UAS hiện tại có thể được thiết kế theo hai dạng: Dạng thứ nhất là loại máy bay cánh cố định hay cánh bằng (Fixed-wing) dạng thứ hai là máy bay lên thẳng nhiều động cơ xoay (Muilti-rotor Helicopter). Thông thường UAS cánh cố định được trang bị các máy chụp ảnh góc rộng, có khả năng bay cao hoặc thấp hơn trần bay 100 mét so với mặt đất. Trong khi máy bay lên thẳng với khả năng treo tại một vị trí theo phương thẳng đứng, hoặc thậm chí bay thụt lùi đồng thời có khả năng triển khai bay ở độ cao thấp, rất thấp trên mặt đất. Các hãng sản xuất thiết bị và cảm biến số liệu cũng đang đa dạng hoá giải pháp một cách nhanh chóng, chúng ta có thể dễ dàng tìm được các cảm biến số liệu đặc biệt được thiết kế cho các UAS khung sườn nhỏ nhất. Các cảm biến số liệu điển hình phải kể đến như máy chụp ảnh cận hồng ngoại, các máy quét laser và thu nhận hình ảnh 3 chiều từ xa LiDAR, thậm chí là các cảm biến chức năng đa phổ hoặc siêu phổ.

Theo tiêu chuẩn chung, các hệ thống UAS vận hành bằng nguồn điện, các chuyến bay thường có thời gian kéo dài từ 30 đến 60 phút, thời gian bay có thể ngắn hơn đối với các máy bay lên thẳng nhiều động cơ bởi nguồn điện năng phải chia sẻ để vận hành nhiều động cơ cùng lúc. Phụ thuộc vào chỉ tiêu kỹ thuật điện năng của pin cấp điện và tốc độ bay, những UAS cánh cố định có khả năng bay chụp ảnh phủ trùm khu vực có diện tích khoảng từ 1 đến 1.5 km2 (tương đương với từ 100 – 150 ha). Đối với UAS nhiều động cơ vùng phủ sẽ thấp hơn số liệu đưa ra ở trên, thông thường diện tích phủ trùm sẽ giảm đi từ 10 đến 30% so với diện tích khu vực mà UAS cánh cố định đạt được.

Để xử lý ảnh thu được từ UAS, thông thường chúng ta sẽ sử dụng các kỹ thuật đo vẽ ảnh phù hợp với chủng loại và phương pháp thu nhận. Điều này cho phép dựng lại một cách chính xác các mô hình phục vụ đo vẽ trên ảnh, chất lượng rất gần với các hệ thống bay chụp ảnh có người điều khiển rất đắt tiền, bay ở độ cao hàng nghìn mét và có cấu trúc hệ thống phức tạp.

Kết hợp kỹ thuật bay, công nghệ thu ảnh và kỹ thuật xử lý mới, không mấy khó khăn để tạo ra những bình đồ ảnh nắn ghép, các tấm ảnh trực giao, mô hình số địa hình DTM, mô hình số mặt đất DSM, đám mây điểm … Nếu không sử dụng các điểm khống chế đo vẽ mặt đất, các mô hình có độ chính xác trong khoảng DM, đồng nhất cả X, Y và Z. Với số lượng điểm khống chế đo vẽ có mật độ thưa hơn nhiều so với yêu cầu của phương pháp đo vẽ ảnh hàng không truyền thống, các mô hình sẽ được xây dựng với chất lượng cao hơn, độ chính xác đạt tới mức CM khi gắn kết mô hình với điểm khống chế mặt đất và tiếp tục tổng hợp các điểm khống chế mới với chi phí giá thành thấp hơn so với tất cả các phương pháp đo vẽ ảnh hàng không khác ở cùng cấp độ chính xác. Tuy nhiên tới thời điểm hiện tại giải pháp bay chụp ảnh hàng không bằng UAS vẫn chưa phải là giải pháp được sử dụng trong mọi tình huống thuộc lĩnh vực đo đạc hàng không thành lập bản đồ: Vậy ứng dụng nào là phù hợp để triển khai UAS? Làm thế nào để UAS mang lại nhiều lợi ích cho ứng dụng mà đôi khi là những lợi ích độc nhất vô nhị?

KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG SIÊU VIỆT

Một trong những thế mạnh vượt trội của UAS là khả năng cung cấp ảnh hàng không đa dạng mà không có bất kỳ kỹ thuật nào có thể vượt qua. Các thiết bị xách tay gọn nhẹ có thể phù hợp với mọi điều kiện thời tiết, điều đó cũng đồng nghĩa với việc chúng ta có thể thu nhận ảnh tiệm cận gần nhất với thời điểm cần có ảnh. Bởi thời gian di chuyển và thời gian chụp ảnh diễn ra rất nhanh, các chuyến bay có thể thực hiện theo từng giờ và lặp lại liên tục để phục vụ những ứng dụng tức thời như theo dõi dòng nước lũ lụt hay diễn biến của các đám cháy. Đối với công nghệ chụp ảnh bằng UAS mây phủ không còn là vấn đề quan trọng, bởi hầu hết các thiết bị bay không người lái đều bay rất thấp dưới trần mây.

Vui lòng chia sẻ với chúng tôi qua địa chỉ thư điện tử: info@anthi.com.vn