Команда и рабочий день
Кто есть кто в бригаде
Может показаться, что управлять БПЛА – это дело одиночки: взял пульт, нажал кнопку, БПЛА полетел. В кино так и бывает. В жизни же за каждым вылетом стоит команда: как в экипаже корабля, где у каждого своя роль.
Все начинается с постановщика задачи: чаще всего это агроном. Он определяет, что именно должен зафиксировать своей камерой БПЛА, какие участки в приоритете и к какому сроку нужен результат. Пилот переводит задачу в маршрут на планшете – выбирает высоту, скорость, перекрытия и следит за воздушной обстановкой. Решение «летим или не летим» принимает именно он.
На площадке рядом с пилотом обязательно стоит наблюдатель – он контролирует периметр и держит визуальный контакт с БПЛА. Если на поле появилась наземная агротехника или люди подошли слишком близко, он предупреждает по рации. Когда БПЛА оснащен камерой или модулем внесения удобрений, за их работу отвечает оператор полезной нагрузки: следит, чтобы снимки были резкими, а опрыскивание равномерным. А когда аппарат сел, в дело вступает контролер данных. Все ли кадры на месте? Нет ли пробелов в покрытии съемки? Достаточно ли резкости? Лучше обнаружить проблему еще на площадке, чем уже после возвращения на базу.
В небольших бригадах один человек может совмещать несколько ролей, но пилот и наблюдатель – это всегда два разных человека. Пилот смотрит на экран – он следит за маршрутом и показаниями. Наблюдатель смотрит на небо и вокруг, замечая то, чего нет на экране: низколетящий вертолет, стаю птиц, подъезжающий трактор. Связь между пилотом и наблюдателем – голосом или по рации, короткими командами.
За сутки до вылета
Подготовка начинается накануне. Первым делом надо узнать, какая будет погода. Бригада сверяет прогноз и определяет границы допустимого: при каком ветре, облачности или температуре вылет отменяется. Потом вместе с агрономом сверяют цели, выбирают участки, оптимальные режим и время полета. Цветные снимки лучше получаются около полудня, когда тени короткие. Тепловизор эффективнее на рассвете или вечером, когда температурные контрасты самые яркие.
Отдельно проверяют технику и готовят наземные метки – продумывают, куда их расставить.
На площадке – за час до старта
Бригада проводит короткое совещание: цели, маршрут, высоты, опасные объекты вокруг, безопасные расстояния до препятствий, команда «стоп». Также осматривают площадку: где будет стоять БПЛА, где безопасные подходы. Раскладывают и маркируют наземные метки. Делают пробный кадр или короткий пролет, проверяя резкость и экспозицию (настройку яркости снимка). Если все в порядке, приступают к работе.
В полете и после посадки
Пилот следит за ходом миссии на планшете. Если ветер усилился, решает, можно ли скорректировать маршрут или же надо переждать. После посадки БПЛА контролер данных на месте проверяет снимки: есть ли пропуски, не сбилась ли резкость. Все параметры записывают в журнал полета: дату, время, высоту, погоду, количество кадров. Такой журнал фиксирует метаданные миссии. Без них уже через несколько дней никто не вспомнит, при каких условиях были сделаны снимки, и сравнить их с новыми не получится.
Сад после града
Яблоня – дерево терпеливое и неторопливое. Пять-семь лет она растет, прежде чем начнет давать полноценный урожай. Человек успевает окончить школу, а яблоня только-только «встает на ноги». Промышленный сад – это тысячи деревьев, высаженных ровными рядами с точностью до сантиметра. Замена одного дерева обходится дорого не из-за саженца, а из-за потерянных лет роста. Для человека это все равно, что вернуться в первый класс школы. Поэтому быстрая оценка повреждений после непогоды – вопрос грамотного планирования работы на годы вперед.
Ночной град прошел по яблоневому саду. Утром агроном увидел разбросанные листья и сломанные ветки, но масштаб повреждений с земли оценить невозможно: сад большой, ряды длинные, а пройти между деревьями и заглянуть в каждую крону за один день нереально. К тому же нужно подготовить точные документы для страховой компании.
Бригада запустила мультикоптер с наклонной съемкой – камера смотрела не строго вниз, а под углом, чтобы видеть боковые стороны крон и стволы. Пролетели дважды, в двух направлениях, крест-накрест. Потом по нескольким выборочным рядам оператор провел детальную съемку с увеличением (зумом).
К вечеру агроном получил карту повреждений: каждый ряд был окрашен в разные цвета, в зависимости от степени ущерба (низкая, средняя, высокая). К карте прилагались фотографии характерных повреждений и рекомендации, с каких кварталов начинать обрезку. На следующее утро бригада обрезчиков уже работала в самых пострадавших рядах, а для страховой был готов пакет документов с картами и снимками.
Сотни снимков сделаны. Теперь из «сырых» кадров нужно собрать что-то, с чем можно работать.
Что получает агроном
— БПЛА пролетел, снимки сделал. И что дальше? Агроном сидит и разглядывает тысячу фотографий?
— Нет, конечно. Снимки – это «сырье». Из них готовят «продукт», с которым агроном уже может работать.
Базовый набор
Главный результат съемки – ортомозаика. Название подсказывает суть: «орто» в переводе с греческого означает «правильный». Правильная мозаика – это карта поля без искажений, собранная из сотен перекрывающих друг друга снимков. По такой карте-мозаике можно измерять расстояния, рисовать контуры, сравнивать состояние поля за разные даты. Снимал тепловизор? Аналитик добавит к карте тепловой слой. Нужен рельеф? Из тех же снимков программа построит модель поверхности, на которой видны даже небольшие перепады высот.
Но ортомозаика – это еще полуфабрикат. БПЛА сделал тысячу снимков, а агроному нужен только один и четкий ответ – где проблема и что с ней делать. Поэтому аналитик выделяет на карте зоны внимания – контуры с пометками: что за проблема, насколько она срочная, какую площадь занимает. Прикладывает короткую записку с выводами, чтобы агроном мог принять верное решение.
От «пятен» к аккуратным контурам
Ортомозаика, данные которой еще не обработал оператор, «шумит» – пестрит мелкими точками и случайными помехами. Аналитик убирает их, сглаживает границы зон и объединяет соседние участки. После этого совмещает получившееся изображение с реальным контуром поля. На выходе получается чистая карта с понятными зонами, которой агроном может пользоваться.
Карта-рецепт
Когда нужно вносить в почву химические препараты или удобрения, создают особый документ – карту-рецепт. В ней указывают, сколько литров препарата или килограммов удобрения нужно внести на каждый участок поля. Портативный компьютер, установленный на тракторе или БПЛА, считывает эту карту и автоматически меняет дозу по мере движения по полю или над ним. Такие файлы записывают в стандартном формате, который понимает большинство компьютеров.
Паспорт данных
К каждому набору данных прикладывают паспорт – короткую запись о том, когда и как были сделаны снимки: дата и время съемки, высота полета дрона, размер пикселя (GSD), способ геопривязки (совмещения снимков с точными координатами на местности), оценка точности съемки, название растущей на поле агрокультуры и координаты участка. Паспорт – это те самые метаданные, без которых через месяц точная информация превратится в загадку.
А знаете ли вы...
Россия – один из крупнейших в мире производителей подсолнечника. Вы наверняка видели эти золотые поля, тянущиеся до горизонта. Подсолнечник – удивительное растение: пока молодое, оно поворачивает «голову» вслед за солнцем от рассвета до заката, а ночью разворачивает ее обратно, чтобы утром снова встретить свет. По-научному это явление называется гелиотропизмом. В 2016 году биологи из Калифорнийского университета в Дэвисе разобрались в механизме: оказалось, что под действием света гормон ауксин перераспределяется в стебле, и его восточная сторона днем растет быстрее западной, поэтому «голова» подсолнечника плавно разворачивается. Причем растение «помнит» ритм даже в полной темноте – им управляют внутренние биологические часы. Эксперименты показали: если его зафиксировать, не давать ему поворачиваться, то подсолнух набирает на десять процентов меньше массы. А повзрослев, подсолнух теряет способность поворачиваться: его «голова» навсегда замирает, повернувшись на восток.
Проверка качества
Перед тем как отдать карту агроному, ее еще раз проверяют. Геометрию сверяют по наземным меткам – карта не должна сместиться больше чем на два пикселя (два GSD). Также отслеживают, все ли участки территории зафиксированы при фотосъемке, нет ли пропусков. Проверяют цвет и яркость снимков – не появились ли полосы между соседними участками пролета БПЛА. Спорные места помечают особо. Цель всех проверок состоит в том, чтобы даже тот человек, который не был в поле, мог по этой карте понять: где и какая проблема возникла, и что надо делать, чтобы ее решить.
Имена файлов и хранение
В разгар сезона агроному за день могут поступать десятки файлов с разных полей. Если каждый пилот будет называть файлы по-своему, то уже через неделю в архиве данных будет хаос. Поэтому в хозяйстве договариваются о единой схеме именования файлов, например: дата, участок, тип съемки, версия. Прошлые версии не удаляют, а сохраняют – вдруг понадобится вернуться к исходным материалам. До отправки на сервер данные хранят в двух копиях на разных носителях. Карта памяти размером с ноготь хранит результаты целого дня полетов, и потерять ее будет обиднее, чем кошелек. Вторая копия хранится на другом носителе в качестве резерва.
Всходы подсолнечника: пересеять или подождать
На каждом гектаре поля растет около 60 тысяч подсолнухов, поэтому каждая пустая лунка в рядке означает потерю урожая, семечек и масла.
После недели прохладной погоды агроном заподозрил, что на поле появились «пустоты» – участки, где семена не взошли. Если пересевать все поле, хозяйство понесет огромные расходы на семена и топливо. Но и оставить пустые места нельзя, иначе сорняки тут же займут свободное пространство. Решение нужно было принять за пару дней, пока не закрылось агрономическое окно – короткий период, когда поле готово к работам.
Мультикоптер пролетел низко над полем в теплый полдень, когда листочки подсолнуха раскрыты и на контрасте с черной землей хорошо заметны. Из снимков собрали карту густоты всходов – сетку, где подсчитано количество растений на каждом квадратном метре. Участки, где густота всходов оказалась ниже предельно допустимого уровня, на карте отметили особо.
Оказалось, что пересев нужен всего на нескольких сотках земли, а не на половине поля, чего опасался агроном. Экономия семян и топлива для трактора многократно окупила стоимость облета поля дроном. А на соседних участках агроном скорректировал количество семян на гектар для следующего посева – данные с БПЛА подсказали, где почва холоднее и семена всходят медленнее.
Карты, контуры, рецепты – все это работает ровно до тех пор, пока исправен сам беспилотный аппарат.
Безопасность и уход за БПЛА
Хорошего пилота БПЛА от обычного отличает не скорость реакции на движение аппарата в воздухе, а его качественная подготовка на земле.
Осмотр перед каждым вылетом
БПЛА – это техника, которая летает. Мелкая неисправность, которую не заметили, пока аппарат был на земле, в воздухе может обернуться аварией. Поэтому перед каждым вылетом пилот обязательно проверяет, нет ли трещин и сколов на лопастях пропеллера. На земле мелкая царапина выглядит безобидно. Но в воздухе, когда скорость вращения лопастей достигает нескольких тысяч оборотов в минуту, трещина мгновенно разрастается и лопасть разлетается на куски. Пилот также внимательно должен осмотреть крепеж и подвес камеры, протереть ее оптику – иначе пыль и капли росы «замылят» снимки. Кроме того, пилоту нужно проверить заряд и температуру батарей. На морозе аккумулятор быстро разрядится, а летом может вздуться от перегрева: и в том, и в другом случае дрон не сможет лететь и выполнить свою задачу.
Регулярное обслуживание
Раз в несколько десятков вылетов нужно провести более серьезную проверку аппарата, ведь у каждой его детали есть ресурс прочности. Как у автомобиля есть пробег, после которого меняют масло, так у БПЛА есть налет – количество часов, после которого пора менять винты и подшипники. Кроме того, следует проконтролировать состояние двигателей, разъемов, систем навигации. У аппаратов для внесения промыть форсунки и шланги, проверить дозатор. Все действия записывают в электронный журнал: это дает пилоту возможность заранее узнать, что, например, через десять вылетов пора будет заменить дрону винты, а значит, надо заказать запасные.
Площадка и безопасность
Взлетная площадка БПЛА – это не просто ровное место: она должна иметь понятный периметр и точку входа. Мультикоптеру при этом нужен посадочный «коврик» или твердый «пятачок», а аппарату с крылом требуется взлетно-посадочная полоса или сеть для посадки. Кроме того, на взлетной площадке под рукой должны быть аптечка и огнетушитель на случай аварии, рации для связи внутри бригады, сигнальные жилеты для работы вблизи сельхозтехники. А если БПЛА выполняет внесение химикатов или удобрений, нужно предусмотреть отдельную зону, где, надев средства защиты, проводить смешивание препаратов.
Движение наземной техники рядом с площадкой согласовывают с наблюдателем. Перед стартом все на площадке должны знать особую команду «стоп»: услышав ее, пилот обязан немедленно приземлить БПЛА.
Когда что-то пошло не так
Для нештатных ситуаций заранее определяют сценарии. Например, если связь пропала, то БПЛА автоматически возвращается в безопасную точку, пилоту даже не нужно брать в руки пульт.
Аппарат вышел за границу маршрута – пилот прерывает миссию. Отказал двигатель – производит аварийную посадку на ближайшую открытую площадку. Если же БПЛА все-таки упал, то место падения ограждают, аппарат фотографируют и пишут отчет. Каждый инцидент разбирают и вносят правки в регламент, чтобы ошибка не повторилась.
Люди – главный ресурс
Самый дорогой и хрупкий элемент системы – не БПЛА, а люди. Пилот должен уметь не только запустить аппарат по маршруту, но и посадить его вручную в случае потери связи. Наблюдатель должен уметь различать опасные ситуации и вовремя реагировать, а оператор внесения – безопасно работать с препаратами. На тренировках отрабатывают аварийные посадки и действия при потере связи, учат безопасно работать с химическими средствами – тут ошибки обходятся дороже всего. Перед сезоном бригада сдает внутренний экзамен, а после сезона разбирает его итоги и обновляет правила работы.
Комментарии