Задание – «Дрон-Исследователь»
1. Тема задания: Создание прототипа устройства для исследования территорий, получения данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Построение на их основе 3D-моделей местности и зданий или сферических панорам для исследования объектов, а также виртуального посещения человеком этих мест.
Съемка с воздуха - это динамичный сектор рынка: появление квадрокоптеров вывело индустрию дронов на абсолютно новый виток развития. Съемка местности, выполненная при помощи беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) применяется при чрезвычайных ситуациях, экологическом мониторинге, мониторинге строительства и пр. Регулярный мониторинг территорий базируется на аэрофотосъемке, полученной с помощью автономных БПЛА, ориентирующихся с помощью GPS-технологий. Это не позволяет использовать их в качестве универсального средства мониторинга как в помещениях, так и на открытом воздухе.
Глобальная миссия:
– конструирование уникальных устройств с использованием заменяемых узлов, позволяющих новаторски отвечать на новые подзадачи в рамках исследования территорий и сбора геопространственных данных;
– повышение безопасности профессиональной деятельности геологов, спасателей, военных и пр.;
– расширение возможностей и открытие новых горизонтов в исследованиях Земли.
Научная составляющая трека:
– Исследование способов ориентирования летающих роботов в неопределенных условиях.
– Исследование поведения локализующих датчиков, включая ультразвуковые, оптические, лазерные технологии и машинное зрение.
– Принципы получения данных ДЗЗ для фотограмметрической обработки.
Пример исследуемого объекта - территория школы или технопарка, высокоточную модель которой необходимо получить. Самостоятельно и автономно ориентируясь в пространстве, БПЛА проводит съемку (зондирование) поверхностей.
Выполняя задание, конкурсанты испытают платформу летающего робота, способного летать как на улице, так и в помещении, для выполнения мониторинга.
2. Задание Конкурса
Необходимо создать:
– беспилотный летательный аппарат (БПЛА), оснащенный фотоаппаратурой и способный летать автономно;
– сферическую панораму, на основе данных ДЗЗ, полученных с применением БПЛА;
– 3D-моgель здания (например, школы или технопарка), на основе данных ДЗЗ, полученных с применением БПЛА.
Функциональные требования:
– БПЛА должен обладать способностью выполнить в помещении (без использования GPS/ГЛОНАСС) следующее задание:
– в автономном режиме (без участия пилота) взлететь, пролететь расстояние не менее 2 м по горизонтали (горизонтальное отклонение в пределах 1 метра) с удержанием высоты не менее 1 м (вертикальное отклонение в пределах 0,5 метра);
– перед снижением и посадкой БПЛА должен удерживать позицию и высоту не менее 1 минуты над точкой посадки и выполнить в этой точке съёмку сферической фотопанорамы. Удерживание позиции считается выполненным, если в течение 1 минуты БПЛА находился над круговой зоной, диаметр которой равен размерам БПЛА и отклонение по горизонтали и вертикали не превышает 0,5 метра.
Технические требования:
Предельные геометрические размеры БПЛА между максимально удаленными точками должны составлять не более 600 мм.
Обработка полученных данных:
На основании фотоснимков, полученных с применением вашего БПЛА, необходимо создать сферическую панораму. Все снимки, включая снимок неба, должны быть получены за один полет.
С помощью вашего БПЛА выполните съемку здания и прилегающей территории (общей площадью не менее 20 000 кв.м.) Полёт может осуществляться в ручном или автономном режиме пилотирования. На основе данных аэрофотосъемки постройте 3D-модель здания и прилегающей территории.
3. Форма представления результатов выполнения задания Конкурса
Результаты выполнения задания должны включать в себя:
– видеоролик о полете БПЛА;
– 3D-моgель здания и прилегающей территории (в формате OBJ), включая ссылку на проект (со снимками и облаком точек);
– сферическую панораму (в любом веб-вьювере).
4. Требования к видеоролику
4.1. В кадре должен быть общий вид полетной зоны от начала и до конца. Съёмка должна производиться с камеры, установленной стационарно.
4.2. Максимальная длительность ролика - 5 минут. Если полёт занял больше времени, необходимо ускорить видеоряд (сделать timelapse), уместив длительность ролика в 5 минут. В случае timelapse, с начала и до конца ролика в кадре должен быть виден секундомер.
4.3. Видеопрезентация обязана продемонстрировать работоспособность и выполнение устройством основных функций, предусмотренных требованиями, указанными в п.2 конкурсного задания.
4.4. Видео должно демонстрировать процесс запуска БПЛА, тем самым доказывая, что полет выполняется автономно без участия пилота.
4.5. Видеопрезентация должна содержать исчерпывающие устные или письменные пояснения на русском или английском языке, раскрывающие принцип действия устройства, его функциональные свойства, а также технические особенности, позволяющие устройству выполнять свои основные функции (задачи по предназначению)
4.6. Музыкальное сопровождение в видеопрезентации не допускается.
5. Критерии оценки решения задания Конкурса.
5.1. Обязательными для зачета являются следующие элементы:
– БПЛА пролетел не менее 2 м по горизонтали до точки посадки;
– БПЛА провисел 1 или более минут над точкой посадки;
– Совершил поворот на 360 градусов вокруг оси Yaw над точкой посадки;
– Наличие 3D модели;
– Наличие сферической панорамы.
5.2. Плотность точек 3D модели здания (итоговое значение зависит от параметров снимаемого здания):
>5 млн. точек - 3 балла;
1-5 млн. точек - 2 балла;
<1 млн. точек - 1 балл.
5.3. Расчет отклонения плоскостей (максимально 3 балла):
1- 2 см - 3 балла;
3- 4 см - 2 балла;
4- 6 см - 1 балл.
5.4. Расхождения на стыках снимков у панорам:
<2 пикс. - 3 балла;
2- 5 пикс. - 2 балла;
> 5 пикс. - 0 баллов.
5.5. Разрешение панорамы:
>15000 - 3 балла;
10000-15000 - 2 балла;
<10000 - 0 баллов.
5.6. Габаритный размер БПЛА межДу самыми диаметрально удаленными частями:
<315мм - 3 балла;
315-400 - 2 балла;
400-500 - 1 балл;
500-600 - 0 баллов.
Оценка критериев в баллах указана примерно и может быть изменена в зависимости от среднего значения присылаемых работ.