Команды ТК АйТИ и «Тихие крылья». Технологический конкурс НТИ Up Great «Экспедиция»

1. Почему вы решили принять участие в конкурсе «Экспедиция»?

Изначально мы не были готовы участвовать, так как условия, изложенные в регламенте конкурса, нам казались невыполнимыми на существующем уровне развития технологий, доступных в РФ. На консультационных мероприятиях «Экспедиции» мы высказали свои опасения и предложили к обсуждению с другими участниками консультации ряд предложений по формулировке задачи, критериям и концепции конкурса. Организаторы проработали все замечания и предложения и скорректировали конкурсную задачу, сделав ее более приближенной к реальности. После этого мы решили присоединиться к конкурсу отдельных заданий (КОЗ) №1 «Экспедиции».

2. В чем именно была сложность в изначальных требованиях?

Главная трудность заключалась в том, что организаторы изначально поставили условие: необходимо обследовать площадь в 15 км² и найти спрятанные артефакты за три этапа, каждый продолжительностью три часа. В данный момент максимальная площадь, которую один сенсор способен исследовать за час, составляет лишь 0,04 км², при этом для повышения точности поиска требуется применение как минимум двух разных типов сенсоров, работающих на различных физических принципах. То есть для обследования 5 км² понадобится не менее 125 часов, тогда как по условиям конкурса отведено всего три часа. Сенсоры, доступные на отечественном рынке, при поиске мелких объектов пока не способны превысить скорость 0,04 км² в час.

3. Почему вы решили представить на конкурсе две команды?

Мы тщательно исследовали и испытали обширный арсенал сенсоров для поиска подземных объектов. С обнародованием окончательного регламента на КОЗ №1 стало ясно: представление всех сенсоров в отведённое время одной командой невозможно, а также неясна оптимальная комбинация сенсоров. Мы решили создать две независимые команды, чтобы определить наилучшую комплектацию сенсоров. Для демонстрации технологий мы выбрали два типа БВС — мультироторный и вертолетный, подчеркнув тем самым разнообразие решений для потенциальных заказчиков.

4. С какими трудностями вы столкнулись во время конкурса?

Для нас самым сложным стали погодные условия. Когда команда ТК АйТИ должна была выполнять полеты, стоял очень плотный туман, в котором на дальности трех метров было плохо видно. В таких условиях сенсоры, которые обеспечивают безопасный полет беспилотника на сверхмалой высоте с уклонением от препятствий, не работают. Мы обсудили с организаторами, что в подобных метеорологических условиях летать с задачей поиска не представляется возможным. Организаторы пошли навстречу, изменив программу, и перенесли полеты команды на ближайший доступный по погоде день. У многих сформировано ошибочное мнение, что метеорологические условия никак не влияют на полеты БВС, но у БВС есть ограничения по осадкам, туману, ветру, освещенности.

Отсутствие нормального покрытия LTE сигналом на конкурсной площадке не позволяло полноценно воспользоваться системами высокоточного позиционирования на основе RTK. А без высокоточного позиционирования полеты выполнялись только с надеждой на сенсоры. Это привело к тому, что БВС задевал отдельные высокие растения, но это не привело к аварии.

Для команды «Тихие крылья» полеты на высоте 3-4 метра стали настоящим испытанием, ведь управляемые полеты на вертолете на столь низкой высоте и пересеченном рельефе требуют быстроты реакции, поскольку автоматика вертолета не в силах мгновенно изменить траекторию, что приводит к аварийным ситуациям.

5. Расскажите про устройства команд

Команда ТК АйТИ задействовала зарубежный мультироторный БВС DJI Matrice 350, оснащённый тремя различными сенсорами, массой до 2,5 кг каждый. Среди них — воздушный лазерный сканер, создающий детализированную трёхмерную модель рельефа, позволяющую обнаруживать антропогенные формы и скрытые объекты под покровом растительности. Этот сенсор давно зарекомендовал себя в археологических поисках. Также сенсор позволил построить карту препятствий для построения оптимальной траектории полета БВС с другими сенсорами. Второй сенсор — квантовый магнитометр, широко используемый в геофизике и археологии, фиксирует слабейшие отклонения магнитного поля Земли, вызванные различными объектами. Он помогает составить карту магнитных аномалий, что в сочетании с данными лазерного сканирования даёт шанс выявить крупные археологические объекты. Третий прибор, модифицированный георадар от компании ЛОГИС, посылает электромагнитные импульсы сквозь грунт, фиксируя отражения от объектов, залегающих на глубине до 1 м, уточняя координаты обнаруженных объектов. В результате поиска были выявлены многочисленные аномалии, но классифицировать их не удалось; георадарные данные могли указывать как на археологическую находку, так и на простой камень или нору грызуна. Картину усложняли помехи от бортового оборудования БВС, что требовало электромагнитного согласования сенсоров и электроники БВС. Эта задача оказалась не из лёгких, но была реализованная командой.

Оборудование команды «Тихие крылья» превосходило по массе, доходя до 6 кг на сенсор, поэтому носителем избрали свой БВС вертолётного типа «Альфа-Е». С помощью аэрофотосъёмки и фотограмметрии, создавалась цифровая модель местности, выявлялись аномальные растительные участки, намекающие на человеческое вмешательство. Цифровая модель местности служила основой для построения траекторий полета вертолета со следующими сенсорами. Для поиска металлических аномалий использовался модифицированный металлоискатель от компании СВАРОГ. Этот металлоискатель с рамкой 2х2 м находил объекты на глубине до 2 метров, но к сожалению с невысокой с точностью — около 5 м. Для уточнения координат и выявления неметаллических объектов применялся более мощный георадар от ЛОГИС, работающий на глубину до 4 м. Еще одним подготовленным сенсором был нелинейный локатор от «Группа защиты ЮТТА» для поиска сильно заржавевших металлических объектов, которому не хватило отведённого времени для поиска.

Поиск металлоискателем помог обнаружить массу объектов, около 50, из которых лишь 20% подтвердилось георадаром. Георадаром выявлено около 60 аномалий, однако археологической ценностью обладали лишь четыре. На данном технологическом этапе команде недостаёт точности в оценке размеров объектов, но определён путь развития изысканий.

6. Вы планируете принимать участие в следующих этапах конкурса «Экспедиция»?

Да, планируем. Сейчас идет работа над доработкой беспилотных воздушных судов с целью обеспечения надежного безлопастного полета на сверхмалой высоте. А также идет работа с компаниями производителями поискового оборудования для получения сенсоров с более лучшими характеристиками.

7. Какие выводы вы сделали после участия в КОЗ №1?

Теперь мы осознаём, куда следует направить наш рост и развитие, чтобы достичь результатов. Наше продвижение в разработке идёт малыми шагами, и для нас в приоритете — обрести потребителя, проявляющего интерес к этой технологии. Мы стремимся найти различных заказчиков, чтобы обсудить с ними методики применения данных технологий и определить приоритетные векторы их развития. Если нынешние результаты и возможные перспективы не удовлетворяют заказчиков, будем искать методику, возможную на данном технологическом уровне и устраивающую Заказчиков.

После КОЗ №1 мы отметили некоторый интерес со стороны потенциальных заказчиков и начали с ними сотрудничество. Участие в конкурсе стало импульсом для нашего технологического прогресса и исследования новых рынков применения БВС. Мы надеемся, что на КОЗ №2 придёт больше компаний, с которыми можно вступить в диалог.

Важный урок, который мы извлекли из КОЗ №1, заключается в том, что существует множество команд, готовых предлагать нестандартные решения. Мы познакомились с другими командами и с одной из них начали сотрудничество. Я полагаю, многие команды, участвовавшие в этом этапе конкурса, тоже обнаружили что-то новое для себя, чтобы понять, в каком направлении развиваться.