Jsou tomu již bezmála čtyři roky, kdy skupina doktorandů naší univerzity v rámci svého doktorandského projektu řešila problematiku využití bezpilotních prostředků (dronů) pro perimetrické zajištění bezpečnostně zatížených objektů. V uvedeném článku byly formulovány základní technické vlastnosti a možnosti tohoto řešení (http://www.tzb-info.cz/fm-sluzby/10020-novy-system-nestacionarni-perimetricke-ochrany-objektu). Článek zjevně poněkud předběhl svoji dobu, recenzent nazval uvedené řešení jako „naivní“ a „utopické“.
Myslím, že v dnešní době již není potřeba polemizovat s možnostmi dronů pro kontrolu a dohled objektů, zvláště pak perimetru, a proto jsem rád, že na tento článek můžeme navázat dalším, v tomto případě již zcela komerčním, a tedy snad nikoli „utopickým“.
Realitu uvažovaného nasazení celkem jasně potrhuje i požadavek na společné testování bezpilotních prostředků od společnosti Kelcom International s. r. o., který je lídrem v oblasti komerčního využití dronů především v zemědělské a bezpečnostní oblasti. Protože výsledky uvedených testů a hlavně navazující realizace jsou velice zajímavé i pro oblast zemědělství, rád bych čtenáře seznámil s průběhem a výsledky testů i s předpokládaným navazujícím vývojem s přímým dopadem do zemědělské výroby.
V roce 2016 řešila Laboratoř výpočetních aplikací Technické fakulty České zemědělské univerzity v Praze smluvní výzkum zadaný společnostní Kelcom International s. r. o. Jednalo se o dohled a vyhodnocení letových dnů bezpilotního prostředku specificky upraveného pro perimetrickou ostrahu a dohled, v tomto konkrétním případě se testovala možnost využití bezpilotního prostředku jako nástroje perimetrické ochrany letiště. Z tohoto pohledu byly upraveny i testy a jejich následné vyhodnocení. Celý projekt se realizoval na jaře a v létě roku 2016.
Cílová skupina projektu
Z výše popsané charakteristiky projektu je zřejmé, že cílovou skupinou uvedeného projektu UAV Perimetr je v zásadě jakákoli soukromá či státní organizace (společnost/útvar) provádějící ochranu rozlehlého či nepřehledného areálu, ve kterém je potřeba na poměrně vysokém stupni zabezpečení zajistit ochranu hranic pozemku (předpoklad vztažený k bezpečnostnímu stupni 3–4 podle certifikační stupnice Testalarm a podle ČSN EN 50131-7).
Zcela specifickou se pak stává skupina případných uživatelů podnikajících v zemědělství. Škody vznikající na vinicích, polích cibule a česneku, případně jahod jsou mnohdy tak vysoké, že jakákoli rozumná investice do ochrany majetku je ze strany majitelů plně akceptována. Další diskutovanou otázkou byla možnost využití bezpilotního prostředku jako nástroje pro minimalizaci ztrát na zvěři při senoseči a žních.
Metodika projektu
Po dohodě se zadavatelem výzkumu bylo rozhodnuto o sérii letových dnů na letišti v Jaroměři. Jednotlivé letové dny byly rozděleny do několika logických skupin, které se zaměřovaly na jednotlivá kritická místa projektu. Na základě analýzy předpokládaných požadavků, stavu techniky a bezpečnosti provozu byly jednotlivé skupiny definovány následovně:
1. přenosový systém pro dálkové řízení UAV
2. přenosový systém pro telemetrii (přenos letových parametrů a obrazu)
3. životnost a spolehlivost akumulátorů
4. letové vlastnosti vlastní mobilní jednotky
5. možnosti automatizovaného či částečně automatizovaného letu
6. testování systému v kritických a hraničních situacích
Je samozřejmé, že v některých letových dnech se jednotlivé skupiny testování navzájem prolínaly, vždy se však jednalo o jasně předem definované testované parametry a rovněž tak byl předem stanoven předpokládaný profil letu a chování mobilní jednotky.
Data a informace získané v průběhu letu byly zaznamenávány během vlastního letu technikem dohlížejícím na test, pro vlastní vyhodnocení bylo možné posléze použít informace zaznamenané palubní jednotkou UAV. Tyto hodnoty pak byly v některých testech křížově porovnávány (např. při testu přesnosti pohybu, při letu po předem definované trase v případě automatického a poloautomatického letu).
Jednotlivé letové testy probíhající ve výše uvedených dnech se konaly na letišti v Jaroměři LKJA (GPS souřadnice 50.3319375N, 15.9529097E) v období od 20. 4. 2016 do 5. 8. 2016. Přesné souřadnice místa provozu testovacích letů jsou GPS 50.3354506N, 15.9409150E a zároveň vyznačeny na přiloženém obrázku. Díky umístění na letišti bylo samozřejmě nutné koordinovat lety s běžným provozem letiště, díky vstřícnosti vedení letiště však byla spolupráce prakticky bezproblémová a rovněž prostor pro dané testy byl dostatečně rozsáhlý.
Vzhledem k období, ve kterém se prováděly testy, se teplota v době letových dnů pohybovala od 14 oC až do 32 oC. Tato teplota měla rozhodující dopad především na kapacitu a životnost akumulátorů (diskutováno dále), vlastní letové parametry sledované v testech ovlivněny nebyly. Rychlost větru se pohybovala od absolutního bezvětří (neměřitelná rychlost) až po rychlost větru dosahující v nárazech 16,5 m/s (diskutováno dále).
Tab. 1 - Technické parametry dronu společnosti Robodrone Industries s. r. o. KingFisher
Rozměr rámu 1200 x 1400 x 220 mm
Max. vzletová hmotnost 10 kg
Max. doba letu 45 min.
Max. rychlost 70 km/h
Max. dostup 1000 m AGL
Odolnost větru do 10 m/s
Odolnost teplotám -10 až +50 oC
Max. užitečná nosnost 5 kg
Řídicí systémy gyroskopy, akcelerometr, kompas (GPS), tlakoměr (výškoměr)
Zdroj energie Li-ion baterie 27000 mAh
Software pro pozemní jednotku UgCS
Řídicí systém mobilní jednotky NAZA A2
Rychloupínací systém pro gimbal ANO
Fail-safe funkce startovací klíč, automatický návrat do místa startu při ztrátě komunikace
Testovaný UAV nebyl vybaven záchranným balistickým padákem, což nebylo pro prováděné testování potřeba, v praktickém provozu by však bylo vhodné jej osadit. Mobilní jednotka měla platnou imatrikulaci a byla obsluhována pilotem s platným pilotním oprávněním. Vzletová hmotnost kompletního dronu byla při testech vždy 8105 gramů.
Pro přenos telemetrických dat a přenos obrazu byl použit vlastní přenosový systém společnosti Kelcom Drone Dual Bridge. Tento systém umožňuje díky vysílání na dvou frekvencích (2,4 GHz, 5,6 GHz) s aktivním zálohováním přenosu všesměrové vysílání na vzdálenost až 1500 metrů. Lze jej kromě přenosu obvyklých telemetrických údajů použít i k přenosu několika kamer o rozlišení VGA až 4K.
Ing. Zdeněk Votruba, Ph.D., Ing. Jan Lešetický, Technická fakulta České zemědělské univerzity v Praze
Celý článek v časopise Mechanizace zemědělství 5/2017.*
