پهپاد بال ثابت نقشه برداری: نکاتی که باید در نظر بگیریم

آخرین بروزرسانی: 30, فروردین, 1402

میتوانید فایل صوتی را گوش دهید یا ادامه مطلب را بخوانید:

در مطلب راهنمای خرید پهپاد نقشه برداری مفصل در مورد انتخاب پهپاد مناسب برای نقشه برداری صحبت کردیم.

پارامترهایی از قبیل امنیت پرواز، رابط کاربری، دوربین پهپاد، GPS، سیستم ارسال تصویر، سیستم سنسورهای برخورد با مانع و قیمت پهپاد را با هم بررسی کردیم.

­

فاکتورهایی که باید برای تهیه یک پهپاد بال ثابت نقشه برداری در نظر بگیریم این مواردی است که خدمتتان عرض می‌کنم:

1. امنیت پرواز پهپاد بال ثابت نقشه برداری
2. سبک بودن و قابل حمل بودن بال ثابت نقشه برداری
3. مدت زمان یا مداومت پروازی پهپاد بال ثابت نقشه برداری
4. نرم افزاری که برای طراحی رَن (خطوط پروازی) استفاده می کنید
5. راحتی کار با پهپاد بال ثابت نقشه برداری
6. سیستم تعیین موقعیت ماهواره­ ای
7. دوربین پهپاد بال ثابت نقشه برداری

تمامی این فاکتورها باید در کنار هم جمع باشند تا یک پهپاد بال ثابت با کیفیتی به معنای واقعی داشته باشیم و بتوانیم از آن استفاده کنیم.

تا الان (اواخر اسفند 98) پهپاد بال ثابت یا پهپاد VTOL مناسب و ساخت داخل که ما نقشه ­بردارها بتوانیم از آن استفاده کنیم متاسفانه وجود ندارد.

یکی دو تا از شرکت‌ها هستند که دارند پهپاد بال ثابت یا ویتول را تولید می‌کنند اما متاسفانه هنوز قابل رقابت با پهپادهای خارجی نیستند و هنوز ضعف­های زیادی را دارند.

امنیت پرواز در پهپاد بال ثابت نقشه برداری

باز هم من این نکته را خدمتتان اشاره می­کنم که دقت داشته باشید امنیت پرواز در پهپادها بسیار بسیارحائز اهمیت است. به این دلیل که شما چند صد میلیون یا چند ده میلیون هزینه کردید و اگر فیدبکی از آن پهپاد نگیرید و حداقل امنیت پرواز برای شما تعیین نشده باشد طبیعتاً این پهپاد گزینه‌ی مناسبی برای شما نخواهد بود.

بریم در رابطه با فاکتورهای پهپاد بال ثابت کمی ریزتر بشویم. اولین آیتم امنیت پرواز است.

دقت کنید در پهپاد بال ثابت معمولا اگر صحیح ست­آپ شده باشد ما امنیت بالاتری را به نسبت مولتی روتورها خواهیم داشت.

به این خاطر که پهپاد بال ثابت کمی سبک‌تر است معمولاً جنسشان از فوم یا فایبرگلاس است،

اگر سقوط کنند با سرعت کمتری به زمین برخورد می‌کنند و هم آسیب کمتری به خودشان می­رسد و هم آسیب کمتری را به آن شخص یا جایی که برخورد می‌کند می­رساند. به همین خاطر به نسبت امنیت پروازشان می­تواند نسبت به مولتی روتور ها کمی بالاتر باشد.

راحتی کار در پهپاد بال ثابت نقشه برداری

آیتم بعدی یوزر فرند بودن پهپاد است. اینکه پهپاد سبک باشه راحت قابل حمل باشد.

زمانی که شما می­خواهید آن را حمل کنید و در یک باکس بگذارید این کار خیلی راحت انجام بشه.

ستاپ کردن پهپاد خیلی سریع و راحت انجام بشود و از همه مهمتر این پهپاد را بتونید با هر وسیله نقلیه ­ای حمل کنید.

برای مثال تقریباً فکر می‌کنم کوچکترین جعبه یا صندوق عقب را در کشور ما خودروی پراید دارد. باید پهپاد به صورتی باشه که حداقل در خودروی پراید جا بشود نه اینکه برای حمل و نقل اون شما مجبور بشید از وانت استفاده کنید.

این مسئله معمولاً در پروژه ­های اجرایی برای ما دردسر زیادی را به همراه خواهد داشت.

نرم افزار پرواز اتوماتیک

آیتم مهم دیگر برای پهپاد بال ثابت نرم افزار یا اپلیکیشن پرواز اتوماتیک است.

در پهپاد­های مولتی روتور معمولاً از اپلیکیشن‌هایی که بر روی گوشی یا بر روی تبلت است استفاده می‌کنیم اما در پهپاد بال ثابت تا به امروز از نرم افزارهایی که بر روی ویندوز نصب می­­شوند استفاده می­کنیم.

به چند دلیل یکی اینکه پهپاد بال ثابت وسعت بیشتری را پرواز می کند و برای طراحی مسیر پرواز یک پهپاد بال ثابت به یک اسکرین بزرگتر احتیاج دارید که خیلی راحتر بتوانید طراحی پروازتان را انجام بدید و با صفحه اسکرین موبایل یا تبلت نمی­توانید این کار را انجام بدهید.

علاوه بر این نرم افزارهایی که برای پهپاد بال ثابت استفاده میشوند باید قابلیت­های مختلف و خوبی داشته باشند.

نرم افزار باید تا حد امکان ساده باشد . آیتم‌هایی که قرار است برای طراحی خطوط پرواز استفاده کنید در کنار هم قرار داده شده باشد و خیلی راحت دقیقاً مثل همان اپلیکیشن پهپاد مولتی روتور بتوانید طراحی پروازتان را انجام بدهید نه اینکه حتماً یک متخصص پرواز کنارتان باشد که هم بخواد پهپاد را ستاپ کنو و هم بخواهد طراحی رَن انجام بدهد.

دقت کنید که شما قصد دارید یک پهپادی بخرید که کار نقشه برداری را برای شما ساده تر کند نه اینکه دردسرهای جدید ایجاد کند.

نرم افزارهایی که برای پرواز پهپاد بال ثابت استفاده میشود معمولاً دو دسته است.

یک دسته نرم افزارهایی که از بیس نرم افزار گرند استیشن استفاده می‌کنند.

نرم افزار گرند استیشن برای پهپادهای بال ثابت نوشته شده و اٌپن سورس است و دوستانی که قصد دارند پهپاد بال ثابت بسازند نرم افزار پرواز خودشان را از گرند استیشن استفاده می‌کنند و با کد نویسی­هایی ظاهر اون را تغییر می­دهند و کمی اون رو ساده ­تر می­کنند که یک شخص غیرمتخصص هوا و فضا هم بتواند از آن استفاده کند.

اما با تمام اینها این نرم افزار خوب آیتم­ ها و پیچیدگی­های زیادی را دارد و شما را به عنوان یک متخصص نقشه ­بردار سردرگم میکند.

دسته دوم نرم افزارهایی است که بصورت اختصاصی برای همان پهپاد نوشته شده است.

اما پهپاد بال ثابت اسکای کروزر، پهپاد بال ثابت eBee، و پهپاد سوئیفت ویتول از نرم‌افزارهایی استفاده می‌کنند که نرم افزارهای اختصاصی هستند و پردازش دیتاهای مختصات مراکز تصویر هم در داخل خودشان انجام می‌دهند.

این نرم افزارهای اختصاصی فوق‌العاده‌ای و بسیار ساده هستند و انقدر رابطه کاربریشان ساده است که شما به راحتی یک مولتی روتور می­تونید طراحی رن انجام بدید و از اون استفاده کنید.

مداومت پرواز پهپاد بال ثابت نقشه برداری

آیتم بعدی که میتواند برای شما حائز اهمیت باشد مداومت پرواز است.

دوستان شما چند صد میلیون هزینه کردید برای یک پهپاد طبیعتاً باید مداومت پروازی بالایی نسبت به یک مولتی روتور به دست بیارید.

در پهپادهای بال ثابتی که ارزش خریدن دارند حداقل تایم پرواز ۶۰ دقیقه است به بالا.

پهپاد بال ثابتی که زمان پروازی کمتر از این به شما بدهد واقعاً به صرفه نیست به این دلیل که معمولا پهپادهای بال ثابت در لندینگ به دلیل اینکه چرخ ندارند و میان روی زمین سر می­خورند به مرور مستهلک می­شوند و هر چه تعداد تیکاف و لندینگ­ها بیشتر باشد استهلاک پهپاد هم بیشتر است.

پس اگر تایم پروازی پهپاد کم باشد،مثلا ۳۰ دقیقه یا ۴۰ دقیقه پهپاد باید تعداد بیشتری تکاف و لندینگ کند و استهلاک بیشتری را خواهید داشت.

سیستم تعیین موقعیت (GPS)

آیتم بعدی میتواند سیستم تعیین موقعیت ماهواره­ ای باشد که بر روی پهپادهای بال ثابت نصب میشود.

امروز ما شاهد پهپادهایی هستیم که کیفیت سیستم تعیین موقعیت­شان بسیار بالاست از GPS یا GNSSهای RTK, PPK, و یا RTKPPK  استفاده می‌کنند.

پهپادهایی که امروز بالای ۲۰ هزار دلار بالای ۱۸ هزار دلار قیمت دارند از GNSSهای مولتی فرکانس استفاده می‌کنند که طبیعتاً هم مسیر پرواز دقیق­تری را می­توانند پرواز کنند هم در لندینگ دقیق­ترند.

دقت کنید در پهپادهای بال ثابت مسئله لندینگ بحث مهمی هست، شما باید زمان طراحی رن به گونه‌ای لندینگ و تیک آف رو طراحی کنید که پهپاد به مانعی برخورد نکند و یا از مسیر پرواز خودش در حین لندینگ و یا تیکاف خارج نشود.

پس اگر پهپادی سیستم GNSS RTK داشته باشه میتواند موقعیت خودش را اصلاح کند و دقیقا همون جایی که تیکاف کرده بیاد و با یک تلورانس 1 تا 2 متری بر روی زمین سر بخورد و بشیند.

علاوه بر این ما از سیستم­های GNSS برای تعیین موقعیت مراکز تصویر با دقت بالا استفاده می­کنیم.

یک پهپاد بال ثابت از این جهت که میتواند مناطق وسیعی را تصویربرداری کند و در تایم پروازی یک ساعت بر اساس ارتفاع پرواز و مقیاس نقشه­ ای که ما می‌خواهیم تهیه کنیم میتواند وسعتی بین ۲۰۰ تا ۵۰۰ هکتار را پرواز و تصویربرداری کند.

طبیعتاً اگر از سیستم­های مولتی فرکانس و RTK, PPK GNSS استفاده نکند تعداد نقاط کنترل زمینی ما را به شدت افزایش می‌دهد و این کار واقعا دردسرساز است.

پس اگر قصد داشتید پهپاد بال ثابتی را تهیه کنید حتماً پهپادی تهیه کنید که سیستم RTK, PPK داشته باشد به این خاطر که واقعاً اون پولی که قرار است پرداخت کنید اگر سیستم RTK, PPK روی پهپاد بال ثابت نصب نباشد به صرفه نیست و اگر به سراغ همان پهپادهای مولتی روتور بروید به نسبت هزینه­ ای که می­کنید خیلی بهتر خواهد بود.

یک توصیه مهم

دوست عزیز من خواهشی که ازت دارم این است که اگر تازه دارید وارد بحث پهپاد فتوگرامتری میشید و قرار است از این به بعد نقشه ­برداری هوایی انجام بدید حتی اگر پول خرید یک پهپاد بال ثابت رو هم دارید به هیچ عنوان به سراغ پهپاد بال ثابت برای تجربه اول نرید.

برای شروع از پهپادهای کمپانی dji و یا از مولتی روتورها استفاده کنید. تجربه خودتون رو در بحث پهپاد فتوگرامتری بالا ببرید چالش‌های این سیستم رو بررسی کنید و درک کنید و بعداً اگر حجم و وسعت پروژه ­های شما زیادتر شد اون موقع برید و بر روی پهپاد بال ثابت سرمایه ­گذاری کنید.

اینو به این دلیل خدمتتون عرض کردم که خیلی از دوستان تمایل دارند مزیت رقابتی با دیگر شرکت‌ها ایجاد کنند و بیان سراغ پهپادهای بال ثابت که در ظاهر امر خودشونو حرفه ای نشون بدهند در صورتی که اگر شما تجربه کار پهپاد نداشته باشید و مستقیم بیاید سراغ پهپادهای بال ثابت به دلیل پیچیدگی­هایی که در پهپادهای بال ثابت وجود دارد و تجربه بیشتری که احتیاج دارد احتمال دارد متضرر بشید و در پروژه ­هایی که انجام می ­دهید خدایی ناکرده کرش­هایی صورت بگیرد و آسیب­هایی به خودتون و یا به دیگران بزنید.

پس خواهش میکنم که اگر برای شروع می­خواهید به سراغ پهپاد بال ثابت برید به هیچ عنوان این کارو انجام ندید و با مولتی ­روتورها تجربه خودتان را در بحث پهپاد فتوگرامتری بالا ببرید و سپس به سراغ پهپادهای بال ثابت برید.

وزن و دوربین پهپاد بال ثابت نقشه برداری

در ادامه صحبتمون در مورد پهپادهای بال ثابت ما می‌توانیم به پهپاد ویتول یا به اسم دیگر پهپاد دوزیست هم اشاره کنیم.

بزرگترین مشکل ما در پهپادهای بال ثابت و به طور کلی در پهپادها وزنی است که به پهپاد تحمیل می­کنی. برای مثال وزن باتری و وزن دوربین که مشکل بزرگی را در تیکاف و لندینگ برای شما ایجاد میکند.

چرا نمیتوانیم برای مثال یک محموله ۵ کیلوگرمی را به یک پهپاد بال ثابت کوچک متصل کنیم؟

به این دلیل که پهپاد برای تیکاف و لندینگ مخصوصاً برای تیکاف با حداکثر قدرت موتور باید حرکت کند. این موتور یک وزنی را میتواند از روی زمین بلند کند اگر این وزن بیشتر از حد مجازش باش طبیعتاً پهپاد نمیتواند از روی زمین بلند شود و به اصطلاح استال میکند و به زمین میخورد.

اینجا بهتر است پهپاد ویتول یا دوزیست را معرفی کنم. پهپادهایی که تلفیقی از پهپاد بال ثابت و مولتی روتور هستند.

پهپاد ویتول که مخفف عبارت vertical takeoff and landing است شبیه هواپیمای کوچک است، که پشت پهپاد یک موتور قرار دارد و بر روی بال­های سمت راست و سمت چپ دو موتور قرار داده شده که جمعاً میشود چهار موتور.

این موتورها این امکان را به شما میدهد که از یک پهپاد بال ثابت در تیکاف و لندینگ به عنوان یک پهپاد مولتی روتور استفاده کنید.

پهپاد به وسیله ۴ موتور به صورت عمودی از روی زمین بلند میشود و به ارتفاع لازم که برسد سوئیچ میکند به موتور پشتی و پهپاد با حرکت کروز رو به جلو حرکت میکند و چهار موتور خاموش میشود.

این پهپاد تا به امروز کامل­ترین نوع پهپادهای بال ثابت است که ما می‌توانیم برای نقشه برداری از آنها استفاده کنیم.

با وجود 4 موتور اضافی امنیت پرواز بالایی دارد به این صورت که اگر موتور پشتی پهپاد که حرکت رو به جلوی پهپاد را تامین میکند در حین پرواز پهپاد آسیب ببیند با چهار موتور که روی بال ها قرار درد به راحتی میتواند خودش را هدایت کند و اگر فاصله اش کم باشد به نقطه‌ای هوم(آغاز پرواز) برگردد و بنشیند و یا اگر فاصله تا نقطه هوم زیاد باشد در یک جایی به آرامی ارتفاع کم کند و بشیند بدون اینکه آسیبی به پهپاد برسد.

در پهپاد ویتول به دلیل اینکه پهپاد با چهار موتور قدرتمند از روی زمین بلند میشود و بعد در حین کروز فشار زیادی به پهپاد نمی آوریم و به دلیل بالی که پهپاد دارد میتوانیم وزن بیشتری را به پهپاد بدهیم و از دوربینهای قوی­تر و سنگین­تر هم استفاده کنیم.

آیتم مهمی که در پهپادهای بال ثابت و ویتول میتواند مدنظر قرار بگیرد دوربینی لست که بر روی پهپاد نصب می­کنید.

امروز پهپادهای بال ثابتی که طول بالای یک و نیم تا دو متر دارند معمولاً دوربین‌های ۲۰ تا ۲۴ مگاپیکسل را در قطع نیم فریم با خودشون حمل می‌کنند که به نسبت کار راه انداز است.

اما اگر یک پهپاد بال ثابت قوی و قدرتمند می­خواهید که هم از نظر تایم پرواز و هم از نظر دوربین و هم از نظر بحث استهلاک و تیکاف و لندینگ و هم از نظر امنیت پرواز قابلیت‌های خوبی داشته باشه میتونید به سراغ پهپاد ویتول برید.

قیمت پهپادهای ویتول طبیعتاً از پهپادهای بال ثابت کمی گران­تر است اما واقعا ارزش خرید را دارد.

مجدد عرض می‌کنم متاسفانه ما در کشورمان تولید کننده پهپاد ویتول با هدف نقشه برداری که تمامی فاکتورهایی که خدمتتون عرض کردم در کنار هم داشته باشد را نداریم.

از نسخه ­های چینی و یا برندهای اروپایی برای اینکار می­تونید استفاده کنید. پهپادهای چینی قابلیت­های فوق العاده­ای دارند با قیمت­های معقول.

از صحبتمان در رابطه با دوربین­ها خارج نشویم. با توجه به اینکه پهپاد ویتول میتونه وزن بیشتری از روی زمین بلند کند شما هم می­توانید دوربین قوی­تری روی پهپاد بگذارید.

برای مثال به سراغ دوربین­ هایی که قطع سنسورشون فول فریم است بروید مثل دوربین سونی آلفا7 که ۴۲ پیکسل رزولوشن دارد و دوربین­های دیگری که تعدادشان زیاد نیست و از مگاپیکسل­های بالایی برخوردار هستند و علاوه بر مگاپیکسل پیکسل پیچ بزرگتر در حد ۶ میکرون دارند که کیفیت تصاویر بالاتری به شما می دهد و به شما امکان می دهد که در ارتفاعات بالاتری هم پرواز کنید.

باتری پهپاد بال ثابت

علاوه بر این شما می­توانید باتری­های بیشتری روی پهپاد قرار بدید و طبیعتاً هر چه باطری بیشتر باشد مدت زمان پرواز پهپاد هم بیشتر میشود.

برای مثال پهپاد سویفت ویتول که از اتوپایلوت ایر برین air brain استفاده می‌کند که یک اتوپایلوت اختصاصی و فوق العادست. این اتوپایلوت برای پهپادهای بال ثابت و ویتول، مداومت پروازی دو الی دو ساعت و نیم دارد که مداومت پروازی دو ساعت برای کارهای نقشه ­برداری فوق العاده است.

این پهپاد دوربین سونی آلفا 7 را میتواند حمل کند و حتی کمپانی تولید کننده این پهپاد دوربین جدیدی تولید کرده که بصورت پک ۵ تایی است چهار دوربین با زاویه مایل و یک دوربین هم در وسط با زاویه عمود به زمین که برای مدلسازی­های شهری فوق العاده است و علاوه بر اینکه حجم پرواز شما را کم میکند (یعنی پوشش عرضی را شما میتونید از ۷۰ درصد کمتر کنید) از زوایای مختلف هم این دوربین میتواند عکسبرداری کند.

هر مرتبه که پهپاد شات میزند ۵ تصویر ذخیره میشود. نتیجه این می شودکه  از زوایا و نماهای مختلف ساختمان­ها هم تصویر دارید و یک مدل سه بعدی کاملا واقعی و فوق ­العاده را با استفاده از این دوربین می­توانید تهیه کنید.

علاوه بر اینها این پهپاد رابط کاربری بسیار زیبا، نرم افزار پرواز و طراحی پرواز بسیار زیبا و یوزر فرندی دارد.

تبعیت پهپاد بال ثابت از دم منطقه

آخرین آیتمی که میخواهم در رابطه با پهپادبال ثابت و ویتول در موردش صحبت کنم فالو کردن پهپاد یا تبعیت کردن پرواز پهپاد از دِم منطقه است.

پهپاد می­توانید به صورتی پرواز کند که با پستی و بلندی زمین تا حدودی خودش را وفق بدهد.

برای مثال اگر دارید یک منطقه کوهستانی یا یک منطقه تپه ماهور پرواز می­ کنید و ارتفاع پرواز را ۲۰۰ متر در نظر گرفتید، تمایل دارید پهپاد با یک تولرانس ۱۰ ۲۰ متری بتواند این فاصله دویست متری را تا زمین حفظ کند.

البته این آیتم تبعیت کردن از دِم در پهپادهای بال ثابت به خوبی پهپادهای مولتی روتور نیست.

در مولتی روتورها اگر از اپلیکیشن­های خاص برای پرواز استفاده کنیم میتوانیم پهپاد را به گونه ­ای هدایت کنیم که خیلی حرفه ­ای و با دقت بالایی پستی و بلندی زمین را حفظ کند و به خوبی از توپوگرافی زمین . از دم منطقه تبعیت کند و بالا و پایین برود.

اما در پهپادهای بال ثابت به دلیل اینکه پهپاد سرعت زیادی دارد فالو کردن دِم مانند مولتی روتورها اتفاق نمی افتد.

اما اگر در مناطق کوهستانی موازی خطوط کانتور حرکت کنید یعنی عمود بر جهت شیب کوه حرکت کنید شما می­توانید رن­ هایی داشته باشید که در ارتفاعات مختلف و متفاوتی طراحی شده باشد که این رن­ها با افزایش ارتفاع کوه پله پله افزایش ارتفاع می­دهند و در اون سمت کوه اگر ارتفاع کوه در حال کاهش بود این رن­ها هم کاهش ارتفاع می­دهند و خیلی راحت تا حد زیادی فاصله بین پهپاد و منطقه پروازی تا حدود زیادی حفظ میشود.

بعضی از نرم ­افزارهای پهپادهای بال ثابت این قابلیت را دارند که شبیه سازی پرواز انجام بدهند. قبل از پرواز شما می­تونید روی منطقه پرواز کنید و ببینید که آیا پهپاد با مانعی برخورد میکند یا نه؟

این اتفاق در نرم افزار گوگل ارث اتفاق میوفتدبه این شکل که نرم افزار کنترل پرواز سریع سوئیچ میشود به نرم افزار گوگل ارث و شما می­تونید مسیر حرکت پهپاد را در داخل نرم افزار گوگل ارث به خوبی ببینید.

امیدوارم با مطالعه این مقاله دید بهتری نسبت به پهپاد های بال ثابت پیدا کرده باشید.

برای تهیه پهپاد به جهت نقشه برداری می توانید از مشاوره ما استفاده کنید. جهت مشاوره با شماره 09399753699 تماس حاصل کنید.

سوالات متداول:

در تهیه پهپاد بال ثابت برای نقشه برداری هوایی به چه مواردی توجه کنیم؟