1.2. Công nghệ bay chụp ảnh hàng không bằng máy bay không người lái
1.2.4. Giới thiệu về hệ thống bay chụp ảnh không người lái UX5
Hệ thống bay chụp ảnh không người lái UX5 do hãng Trimble chế tạo và sản xuất.
Hình 1.13. Hệ thống Trimble UX5 a. Thân máy bay Trimble UX5 a. Thân máy bay Trimble UX5
Thân máy bay Trimble UX5 bao gồm hai bộ phận chính là thân vỏ và eBox. eBox được coi là bộ não của hệ thống với các vi mạch xử lý và trình điều khiển bay, eBox kết nối với anten GPS và anten radio kết nối với trạm điều khiển mặt đất để điều khiển máy bay. Thân máy bay có khung được ghép bởi các thanh Cacbon chịu lực, còn phần vỏ được cấu tạo bởi loại xốp EPP composite siêu nhẹ nên trọng lượng của máy bay chỉ khoảng 2,5kg. Chất liệu này có khả năng chịu nhiệt và chịu lực tốt giúp cho máy bay hạ cánh bằng bụng an toàn hơn.
Sải cánh máy bay dài 1m và diện tích cánh là 0,34m2 giúp máy bay lượn và
cân bằng áp suất tốt hơn khi thực hiện bay chụp.
Cấu tạo chi tiết từng thành phần trong thân máy bay được thể hiện trong hình 1.14 và 1.15 dưới đây.
1- Thân máy bay 6- eBox 10- Cổng cáp trút dữ liệu
2- Gờ trước cánh máy bay 7- Bộ đo áp suất khơng khí 11- Càng điều khiển cánh lái ngoài 3- Ngăn chứa thiết bị kĩ thuật 8- Anten GPS 12- Cánh lái trong
4- Pin 9- Nút điều khiển 13- Cánh lái ngồi
5- Máy ảnh
Hình 1.14. Cấu tạo mặt trên của Trimble UX5 [14]
1- Lỗ ống kính chụp ảnh 3- Động cơ máy bay 5- Cánh quạt 2- Mấu kết nối với bệ phóng 4- Đai giữ cánh quạt máy bay 6- Cánh nhỏ
b. Máy ảnh
Trimble đặt hàng riêng với hãng Sony để sản xuất máy ảnh kỹ thuật số Sony NEX-5R có cảm biến APS – C với độ phân giải là 16,1 MP.
Hình 1.16. Máy ảnh Sony NEX-5R
Sony NEX-5R có hệ thống ống kính quang học tiêu cự cố định (15 mm - fixed optics voigtlander lens). Trường ống kính mở rộng hơn so với các hệ thống
máy ảnh được gắn trên các hệ thống máy bay khác (76,15o). Việc này giúp tăng độ
phủ giữa các tấm ảnh, giảm thiểu tuyến bay và nâng cao hiệu quả trong công tác bay chụp xử lý ảnh. Kích thước ảnh chụp là 3264×4912 pixel.
Dưới đây là bảng đánh giá khả năng hoạt động của hệ thống UX5.
Bảng 1.1. Khả năng hoạt động của hệ thống UX5 [14]
Độ cao bay chụp (mét) Độ phân giải (cm) Khả năng bay (km2) của một chuyến bay (50 phút)
Khả năng bay trung bình (km2) một ngày (tính từ 10h đến 16h) Tương ứng với độ chồng phủ Tương ứng với độ chồng phủ
70% 80% 90% 70% 80% 90% 75 2,4 1,1 0,8 0,4 6,85 4,5 2,3 100 3,2 1,8 1,2 0,6 10,8 7,2 3,6 150 4,8 3,1 2,1 1,0 18,7 12,5 6,2 200 6,4 4,4 3,0 1,5 26,6 17,8 8,9 250 8,0 5,8 3,8 1,9 34,6 23,1 11,5 300 9,6 7,1 4,7 2,4 42,5 18,3 14,2 400 12,8 9,7 6,4 3,2 58,0 38,7 19,3 500 16,0 12,4 8,2 4,1 74,2 49,5 24,7 750 24,0 19,0 12,7 6,3 113,9 75,9 38,0 c. Trạm điều khiển mặt đất
Trạm điều khiển mặt đất GCS (Ground Control Station) được sử dụng để điều khiển máy bay UX5 từ mặt đất. Nó bao gồm một máy tính bảng cầm tay cài đặt phần mềm thiết kế, quản lý bay Aerial Imaging và một thiết bị phát radio được kết nối với máy tính bảng bằng cổng USB để bắt tín hiệu kết nối điều kiển máy bay (phạm vi bán kính điều khiển tối đa là 5 km).
d. Bộ dị tìm thiết bị
Bộ dị tìm thiết bị (Tracker) là thiết bị thu, phát tín hiệu bao gồm một thiết bị phát tín hiệu được đặt trong thân máy bay và một thiết bị nhận tín hiệu. Hai thiết bị này được cài đặt và kết nối với nhau bởi một tần số chung là 433 MHz.
Hình 1.19. Bộ dị tìm thiết bị e. Bệ phóng
Bệ phóng là thiết bị dùng để phóng máy bay UX5 theo hướng xác định trước. Kết hợp với càng đỡ hình chữ V giúp bệ phóng tạo với mặt đất một góc nghiêng
300. Hệ thống bệ phóng bao gồm các bộ phận như trên hình 1.20.
f. Khả năng ứng dụng của hệ thống UX5 hiện nay
Hình 1.21 là biểu đồ về các lĩnh vực ứng dụng của hệ thống máy bay Trimble UX5.
1- Bệ phóng 3- Giá đỡ máy bay 5- Tay quay
2- Càng đỡ hình chữ V 4- Chốt an tồn
Hình 1.20. Bệ phóng của UX5
Hình 1.21. Cơ cấu các lĩnh vực ứng dụng Trimble UX5 [14]
Nhìn vào hình ảnh biểu đồ trên có thể thấy khả năng ứng dụng của hệ thống Trimble UX5 rất rộng. Đặc biệt trong lĩnh vực trắc địa bản đồ chiếm tỷ lệ lớn nhất tới 43%, điều đó cho thấy rằng tầm quan trọng của việc phát triển nghiên cứu hệ thống này rất cần thiết. Ví dụ về một số ứng dụng thực tế của UX5:
- Các nhà khoa học của trường Đại học Bắc Dakota – Mỹ đã thực hiện quá trình nghiên cứu ảnh hưởng tác động của cảnh quan môi trường đến đời sống hoang
1% 1% 2% 4% 4% 4% 7% 10% 10% 14% 43%
Nông nghiệp Đào đắp, nạo vét Quản lý của chính phủ
Năng lượng và mơi trường Lâm nghiệp Qn sự
Kỹ thuật xây dựng Khai thác mỏ Khảo sát, NCKH
dã của loài ngỗng tuyết tại bờ biển vịnh Hudson, thuộc Vườn quốc gia Wapusk – Canada, trong khuôn khổ hợp tác nghiên cứu giữa Mỹ và Canada [14].
Hình 1.22. Các nghiên cứu viên của Đại học Dakota và một phần bãi biển chụp được bằng Trimble UX5
- Mùa thu năm 2014, các chuyên gia của Trimble cùng với chính phủ Pêru đã tiến hành bay chụp thành phố cổ của người Inca là Machu Picchu thuộc thung lũng Urubamba của Pêru ở độ cao 2.430m. Sản phẩm bay chụp này được tạo ra nhằm giúp cho các nhà khảo cổ và chính phủ Pêru đánh giá được tác động của thời tiết cũng như kinh doanh du lịch tại đây nhằm đưa ra các giải pháp bảo tồn tốt nhất cho di sản thế giới được UNESCO bình chọn.
CHƯƠNG 2: THỬ NGHIỆM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH XÃ VẬT LẠI TỪ ẢNH CHỤP BẰNG MÁY BAY
KHÔNG NGƯỜI LÁI TRIMBLE UX5