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运用3D建模/强化机体设计 无人机防/救灾效率更进一步

2016-05-09 11:37 性质:转载 来源:元器件交易网
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无人机已陆续应用至防/救灾工作中,无人机业者除持续加强机体设计,使其具备更高性能之外,救难单位与空拍服务业者也已开始运用3D建模技术,建构出精准的3D模型供救灾人员参...

无人机已陆续应用至防/救灾工作中,无人机业者除持续加强机体设计,使其具备更高性能之外,救难单位与空拍服务业者也已开始运用3D建模技术,建构出精准的3D模型供救灾人员参考,以增进救灾效率及安全性。

3D建模技术使无人机救灾应用更上层楼。无人机目前已陆续导入救灾工作中,显着提升救灾工作的效率与安全性。为了进一步提升无人机的效益,救难单位与空拍服务业者已开始运用3D建模技术,利用无人机拍摄的照片建构出精确的3D模型,让救灾人员可从各种角度观看灾难现场,准确判断状况。  

3D建模技术助力 无人机救灾效用再提升  

台中市土木技师公会理事张渝江表示,防/救灾已成为无人机应用发展重点之一,各国政府目前也陆续采用此一方式,以提高救灾效率及降低现场救灾人员伤亡。例如采用无人机搭配热影像处理镜头,便可详细观察到火场的状况,或是地震时,当交通中断无法通行,也可派出无人机进行勘查。  

无人机所拍摄到的影像还可搭配3D建模技术,让救灾人员更精确的了解灾难现场,进而提升救灾效率。据悉,采用3D建模后完成的实景3D模型,在灾难发生当下,可以提供现场救灾人员从各种角度观看灾难现场,判断灾害状况,更还可在3D模型上面进行量测,例如可量测出地震发生前的大楼高度、地震后的崩塌面积及体积等,供救灾单位进行应用及决策使用,进而做出如何搜救的最佳判断。  

值得注意的是,进行3D建模时,最重要的是降低误差率。对此,台北科技大学土木暨防灾所副教授张国桢指出,过往进行人工摄影测量时,往往是采用高精度的相机镜头,所拍摄出来的照片解析度也较高,大多只须两张照片就可进行3D建模。然而,无人机常因成本考量,无法采用精度、性能较强的相机镜头,如此一来进行3D建模时便容易产生误差。  

为改善此一情况,便须采用近体摄影的方式,以降低3D建模误差率。张国桢进一步解释,此一拍摄方式为针对同一个目标物,不停拍摄许多张照片,进而辨识目标物的实际状况,并进一步采用统计的方式降低误差率,以进行3D建模。换言之,若拍摄的照片越多,最后建立出来的3D模型精确度便越高。  

至于未来无人机的应用方向,张国桢认为可朝创新服务发展。像是参考Uber的营运模式,采用共享经济的概念,建立一个共同平台以进行资源分享。举例而言,当A地的民众需要关于B地的资讯时,在平台上发送要求后,便有B地民众使用无人机收集相关资讯,上传到该平台上供A地民众参考。如此一来,不管身在何处,都可迅速掌握各地的资讯。  

满足防/救灾应用 无人机着重四大设计  

随着无人机发展热潮增温,其应用范围也越来越广泛,而防/救灾应用更是目前无人机最大利基之市场需求之一。为此,无人机业者从四大设计角度切入,致力提升无人机性能,以满足防/救灾市场需求及增进效率。  

经纬航太科技股份有限公司行销企划部经理余绍华表示,为满足防/救灾需求,无人机须朝具较优机动性、较长滞空时间、机构强度较大,以及适合多重酬载搭配这四个方向进行设计。  

据悉,目前无人机大多采用92无铅汽油或电池当作动力来源,但未来若要进一步延长滞空时间,改用太阳能供电将是必然的趋势。若采用太阳能供电,无人机滞空时间有望达到4∼8小时。提升机体强度,则是为了使无人机可因应气候环境的影响,例如台湾常有台风,或海面上的风力级数时常超过八级风,因此须提升机构强度,使无人机抗风能力达到八级风以上。  

同时,为增进机体机动性,目前无人机多采用复合碳纤维之材料打造,使其达到较轻的重量;而较轻的机体重量,便代表可搭载较多样的酬载装备,如同时搭载相机镜头、光达,或是热影像感测器等。如此一来便只须飞行一次就可得到所需的资讯,进而降低拍摄任务成本。  

除上述所提的四大方向之外,易拆卸运送也是未来无人机设计时的重点之一。余绍华进一步解释,由于台湾地形多为高山,有时车辆难以通行,因此无人机须具备易拆卸的条件,才可使操作人员容易携带,因应实际需求进行机动性的操作。 面对未来无人机设计发展,余绍华认为,飞控电脑的自主化,将是台湾无人机业者的关键挑战。为能实现无人机能在视距外进行自主飞行,最关键核心模组即为飞控电脑;若具备自主研发的飞控电脑,便能加速飞行载具系统(UAS)的系统自主发展。  

然而,目前国内无人机业者飞控电脑大多是向国外购买,但由于无人机的规格会随着不同应用而有所改变,无法时常要求国外飞控电脑业者,依国内无人机厂商需求进行调整或是研发客制化的产品。为解决此一困境,飞控电脑的自主化,将是未来台湾无人机业者须致力研发的方向。  

综上所述,无人机于防/救灾应用中,已成不可或缺之重要工具。为提升防/救灾效率,无人机业者积极改善无人机整体设计,使其具备较佳机动性与机体强度、较长滞空时间,以及可负荷多重酬载,以降低飞行任务成本;同时,无人机业者也致力发展飞控电脑自主化,以满足各种不同需求,期在未来提供更广泛、客制化的应用服务。

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