Số 17/2017: THIẾT BỊ BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI UAV – TƯƠNG LAI RỘNG MỞ - Số 1

Tue, 05/02/2017 - 23:26 — admin

Image Content

Nhóm kỹ thuật – Công ty TNHH ANTHI Việt Nam

Có thể nói sự xuất hiện của các thiết bị bay không người lái (với tên gọi chung là UAV) thực sự là cuộc cách mạng trong lĩnh vực thu thập số liệu, khảo sát, giám sát và theo dõi các đối tượng trên thực địa. Thực tiễn cho thấy, có rất nhiều ứng dụng bắt buộc phải triển khai trên diện rộng như giám sát thu thập số liệu lâm nghiệp, đảm bảo hành lang an toàn đường dây truyền tải điện, ghi nhận số liệu thiên tai ngập lụt, trượt lở đất … mà nếu áp dụng các kỹ thuật truyền thống, sẽ vô cùng tốn kém kinh phí và thời gian triển khai. Các thiết bị khảo sát thu thập số liệu thế hệ mới ngày càng gọn nhỏ hơn, độ chính xác cao hơn, đa nhiệm hơn và đặc biệt phù hợp để lắp đặt trên các thiết bị bay không người lái UAV. Hơn thế nữa, kỹ thuật và công nghệ định vị dẫn đường bằng vệ tinh GNSS làm cho việc điều khiển UAV trong thực tế dễ dàng hơn rất nhiều, với nhiều chế độ bay khác nhau và có thể bay tự động hoàn toàn. Trong loạt Bản tin Công nghệ thời gian tới, chúng tôi sẽ dành để giới thiệu chi tiết về giải pháp ứng dụng thiết bị bay không người lái riêng trong lĩnh vực thu thập số liệu thực địa, đo đạc và bản đồ.

Tới thời điểm hiện tại có thể khẳng định một điều chắc chắn rằng tất cả các hãng sản xuất và cung cấp giải pháp phục vụ cho lĩnh vực nghiên cứu trái đất, thu thập số liệu thực địa, đo đạc và bản đồ … đều đã có sản phẩm hoặc đang nghiên cứu để phát triển các mô hình thiết bị bay không người lái UAV của riêng mình ví dụ như Trimble Navigation với hệ thống UX5, Topcon với hệ thống FALCON 8 và SIRIUS PRO, Leica Geosystems với hệ thống DRAGON 50 và AIBOT X6, Riegl với hệ thống thiết bị bay hiện đại RiCOPTER … rõ ràng UAV không còn là xu thế mang tính định hướng mà nó đã trở thành công nghệ “buộc phải có” của các nhà sản xuất thiết bị địa tin học danh tiếng trên thế giới.

1. PHÂN LOẠI

Xét về chủng loại, chúng ta có thể phân các thiết bị bay không người lái UAV thành hai dòng cơ bản gồm UAV với cánh bằng cố định và UAV nhiều cánh quạt nằm ngang có khả năng cất cánh thẳng đứng. Tuy nhiên tới thời điểm hiện tại trên thị trường cũng đã xuất hiện dòng thiết bị bay không người lái dạng “lai” (hybrid) kết hợp giữa lên thẳng và cánh bằng, khi cất cánh sử dụng cơ chế lên thẳng nhưng khi đạt độ cao thiết kế, thiết bị bay sẽ tự động chuyển sang chế độ bay của máy bay cánh bằng.

Mỗi loại thiết bị bay không người lái nêu trên lại có những điểm lợi thế cũng như hạn chế khác nhau, ví dụ thiết bị UAV cánh bằng cố định có lợi thế về tốc độ và trần bay nhưng lại không có khả năng “đứng im” tại một vị trí đồng thời cất hạ cánh đối với UAV cánh bằng cũng là cả một vấn đề cần quan tâm. Ngược lại UAV cánh quạt nằm ngang có khả năng cất cánh thẳng đứng giải quyết được những hạn chế của UAV lên thẳng nhưng lại bị hạn chế về trần bay và tốc độ. Dòng UAV “lai” được thiết kế để khắc phục nhược điểm của hai dòng UAV cơ bản nêu trên, tuy nhiên quy trình vận hành và giá thành của dòng UAV “lai” này hiện có khá cao.

Trong thực tiễn, dựa trên yêu cầu ứng dụng để quyết định lựa chọn sử dụng loại UAV nào cho phù hợp, rõ ràng chúng ta không thể sử dụng chỉ một loại UAV duy nhất để giải quyết toàn bộ các yêu cầu ứng dụng thay vào đó chúng ta chỉ có thể sử dụng cho một mục đích chính và các ứng dụng khác được coi là phụ và buộc phải chấp nhận những hạn chế đối với các ứng dụng phụ này. Ví dụ khi cần theo dõi cụ thể vào một đối tượng thực tiễn trong một khoảng thời gian nhất định, rõ ràng UAV lên thẳng sẽ chiếm lợi thế hơn hẳn so với cánh bằng.

Máy bay cánh bằng cố định

(Fixed Wing UAV)

Máy bay nhiều cánh quạt ngang lên thẳng

(Drone UAV)

2. ỨNG DỤNG ĐIỂN HÌNH

Xét về ứng dụng, chúng ta có thể sử dụng UAV trong tất cả các lĩnh vực của đời sống từ đơn giản là giải trí đến các ứng dụng phức tạp như theo dõi giám sát từ xa, cập nhật số liệu định kỳ, phân tích biến động, hỗ trợ thu nhận hình ảnh xây dựng phim, UAV có thể bay đến những khu vực mà con người không thể tiếp cận trực tiếp để ghi nhận hình ảnh, đây là công cụ quan trọng để có được những hình ảnh hay đoạn phim đặc biệt, chất lượng cao phục vụ lĩnh vực nghệ thuật. Định kỳ theo dõi các đối tượng xâm nhập trái phép vào các khu vực cấm.

Các ứng dụng điển hình có thể liệt kê như: