Взгляд сверху

В свете популярности и многочисленных «плюсов» беспилотных летательных аппаратов (БПЛА, «дронов») неудивительно, что их всё чаще можно увидеть в местах проведения горных работ.
По сравнению с крупными пилотируемыми летательными аппаратами дроны обладают намного большей маневренностью и точностью. Они могут летать на небольшой высоте и вести съемку сложных поверхностей, в частности, трещин и выступающих элементов. Благодаря своим небольшим размерам они также лучше преодолевают узкие проходы и коридоры.

Ожидается, что в ближайшие годы количество дронов в горной промышленности резко вырастет; этому будет дополнительно способствовать их низкая стоимость. Все большее количество компаний занимается разработкой БПЛА специально для применения в горном деле, в частности, для съемки, мониторинга и передачи изображений.

Для примера возьмем Aibotix — компанию-производителя БПЛА, которая в феврале 2014 года была приобретена шведской группой Hexagon. Разработанный компанией аппарат Aibot X6 оснащен разнообразными интеллектуальными датчиками, в частности, GPS-приемником, гироскопом, акселерометром, барометром, магнитометрами и ультразвуковыми датчиками, благодаря которым он может самостоятельно летать. Он автоматически взлетает, приземляется и делает фотографии. Кроме того, он также способен выполнять полеты, которые были заранее запрограммированы на компьютере. Аппарат оснащен предохранительными функциями, в частности, GPS cage для обучения и Return Home для возвращения домой в случае пропадания сигнала или разряда аккумуляторной батареи.

Во время своих автономных полетов Aibot X6 делает снимки открытых карьеров в высоком разрешении. Привязка к местности обеспечивается с помощью цифровых камер, гиперспектральных датчиков или тепловизоров. Далее полученные изображения преобразуются в ортофотоснимки, трехмерные модели и облака точек с размером пикселя по земной поверхности 10 миллиметров. Аппарат используется для мониторинга и топографической съемки открытых карьеров, особенно в Австралии и Южной Америке.

«Мы видим очень большие потенциальные возможности для применения дронов в горной промышленности в этих регионах, а также в Африке», — говорит Йорг Лампрехт, генеральный директор Aibotix.

Съемка и мониторинг

Сегодня дроны можно использовать в целях получения двухмерных или трехмерных карт для исследования существующих рудников или для разведки. С их помощью можно также создавать «ортомозаику»: в процессе ортотрансформирования необработанные аэроснимки преобразуются в ортоизображения, обладающие теми же геометрическими свойствами, что и карты. При этом корректируются оптические деформации, в частности обусловленные искажением перспективы. Несколько ортоизображений можно «сшить» в ортомозаику и получить незаменимое средство для обновления карт и детального изображения ландшафта, которое станет бесценным инструментом для геологоразведочных работ.

Еще один важный вариант применения БПЛА в горной промышленности — мониторинг, и прежде всего мониторинг для оценки объема запасов и отходов. Он подразумевает оценку материально-технических средств, расчет объема запасов и определение удаленных объемов. Дроны также способны контролировать трубопроводы и устойчивость склонов, отслеживать реализацию мер по защите окружающей среды. Помимо всего прочего, их можно использовать для приграничного наблюдения. Дроны позволяют эффективно контролировать отстойники и оборудование, в особенности если те расположены в опасных местах или просто труднодоступных местах.

В 2014 году владелец одного из крупнейших алмазных рудников Западной Австралии успешно провел съемку своего рудника с помощью Aibot X6 UAV. Aibot X6 совершил восемь полетов длительностью от 10 до 15 минут и обследовал участок рудника площадью 100 га. На основе всех изображений и данных, собранных БПЛА, были созданы ортофотоснимок, облако точек и трехмерная модель с размером пикселя по земной поверхности от 2 до 6 см.

«Aibot X6 собрал нам данные о нашем открытом руднике с такой точностью, которой никогда нельзя было бы добиться с помощью обычного самолета», — рассказывает Сэм ван Элдик из компании CADS Survey, которая провела съемку.

Исключительная рентабельность

Одно из важнейших преимуществ дронов — их потенциал в деле снижения затрат. Дрон значительно дешевле в эксплуатации, чем вертолет или крылатый летательный аппарат. Чтобы управлять дроном нужен всего один человек, а не целый экипаж.
На золотом руднике Пуэбло-Вьехо в Доминиканской республике для топографической съемки ранее использовался сканер светового обнаружения и определения дальности (лидар). Однако позже было принято решение перейти на БПЛА eBee производства SenseFly, поскольку один такой аппарат стоит в девять раз меньше лидара.

«Полная стоимость покупки, ремонта и модернизации шести наших БПЛА составила за два года 120 000 долларов США, — говорит Шон Джеффериз, главный маркшейдер Пуэбло-Вьехо. — Один БПЛА совершает 300 полетов, прежде чем нуждается в замене той или иной детали. Теперь мы можем исследовать территории большего размера и получать более качественные данные, чем когда-либо ранее при использовании традиционных методов».

Будущее полетов

Современное положение БПЛА такое же, как у любых технических новинок: правила использования пока находятся в зачаточном состоянии, а во многих странах применение дронов ограничено законодательством. Не существует признанных стандартов и протоколов, объясняющих, как БПЛА должны делить воздушное пространство с пилотируемыми летательными аппаратами. В Соединенных Штатах дроны могут использоваться только государственными учреждениями. Во многих других странах законы запрещают операторам выпускать дрон из поля зрения. Однако по мере распространения технологии и получения ею все большего признания правительства будут вынуждены менять законодательство.

На данном этапе БПЛА представляют собой дополнительную технологию и не могут полностью заменить наблюдение с использованием пилотируемых аппаратов. Их прочность ограничена, и они могут нести лишь небольшую полезную нагрузку, что ограничивает площадь съемки. Однако БПЛА уже достигли значительных успехов в горной промышленности, и по мере дальнейшего развития и совершенствования технологии будут применяться все шире.