Блог

Jul 07, 2023

Как лидар БПЛА улучшает планирование разминирования

Проект в Анголе Британская благотворительная организация по разминированию The HALO Trust в партнерстве с Routescene реализовала проект лидарного беспилотного летательного аппарата в Куито-Куанавале, в ангольской провинции Куандо-Кубанго. Это дело

Проект в Анголе

Британская благотворительная организация по разминированию The HALO Trust в партнерстве с Routescene реализовала проект лидара с БПЛА в Куито-Куанавале, в ангольской провинции Куандо-Кубанго. Этот практический пример демонстрирует преимущества лидара БПЛА для обнаружения и картирования особенностей минных полей в качестве основы для планирования разминирования. Результаты могут сделать усилия по разминированию более безопасными и ускорить его за счет целенаправленного подхода.

Наземные мины без разбора калечат и убивают бесчисленное количество животных и до 5000 человек ежегодно, делая среду обитания недоступной и непригодной для использования, а также уничтожая жизни и средства к существованию. По меньшей мере 60 государств и территорий по всему миру загрязнены наземными минами либо из-за наследия прошлого, либо вследствие недавних или продолжающихся конфликтов, например, на Украине и в других регионах. Разминирование — это кропотливо медленный и дорогостоящий процесс, и существует очевидная необходимость ускорить разминирование во всем мире.

В Анголе мины являются пережитком гражданской войны, продолжавшейся с 1975 по 2002 год. В провинции Куандо-Кубанго (рис. 1) произошли одни из самых тяжелых боев, а битва при Куито-Куанавале стала крупнейшим конфликтом войны. На протяжении всего конфликта обе стороны осуществляли масштабную минную закладку, в результате чего образовалось множество минных полей. Длина многих из них составляет 20–30 км, включая минные пояса смешанной опасности, состоящие из противотранспортных (ПТ) и противопехотных (БП) мин, которые продолжают представлять смертельную угрозу для местного населения (рис. 2).

Для поддержки операций по разминированию, начавшихся в Куито-Куанавале в 2005 году, HALO Trust опробовала использование дистанционного зондирования с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА или «дронов»), включая тепловые инфракрасные (TIR) ​​и RGB-камеры для выявления неразорвавшихся боеприпасов (НБ). Однако многие индикаторы конфликта, которые предполагают наличие ПТр и БМП, такие как траншеи, бункеры или воронки, теперь заросли растительностью и больше не видны с земли или с воздуха с помощью датчиков RGB или TIR, установленных на БПЛА. Поэтому нужен был другой метод обнаружения. БПЛА Лидар был признан возможным решением благодаря его способности проникать в растительность и давать исследовательской группе возможность нанести на карту территорию и спрогнозировать, где может быть расположена линия мин.

Routescene, производитель лидарных систем и программного обеспечения для БПЛА, и The HALO Trust со штаб-квартирой в Шотландии впервые провели локальное тестирование в 2020 году, чтобы подтвердить, что лидар БПЛА может эффективно отображать остатки поля боя, которые можно будет идентифицировать с помощью программного обеспечения постобработки. Был найден участок с подходящей растительностью и вырыт копию кратера, воспроизводящего условия Анголы. Смоделированный кратер был легко идентифицирован в полученной цифровой модели местности (ЦММ) (рис. 3). Это подтвердило, что БПЛА Lidar сможет обнаруживать и картировать остатки поля боя в Анголе.

Целью проекта исследования было обнаружение особенностей поля боя, включая основные траншеи, коммуникационные траншеи, окопы (одиночные оборонительные позиции), царапины от снарядов (неглубокие раскопки, позволяющие солдатам защищаться от разрывов снарядов и огня из стрелкового оружия) и воронки от взрывов. Для ангольского проекта были выбраны три объекта с известными или предполагаемыми особенностями боевых действий:

Рельеф на трех участках был одинаковым по высоте и все они были относительно плоскими. Однако степень растительного покрытия значительно различалась. Участки A и C имели густой лесной покров, тогда как участок B имел легкий лесной и кустарниковый покров.

Для этого проекта была построена демонстрационная лидарная система БПЛА, включающая 16-канальный лидарный датчик, способный собирать около 600 000 точек в секунду, датчик GNSS/INS и хранилище данных для сбора данных за 12 часов. Система была разработана так, чтобы быть устойчивой к вибрациям в полете и манипуляциям со стороны пользователей, и не требовала для работы мобильного подключения или подключения к Интернету, что обеспечивало эксплуатационную автономность и безопасность данных. Данные GNSS были собраны для последующей обработки траектории, чтобы обеспечить максимальную точность данных. Лидарная система БПЛА была установлена ​​на гексакоптере, способном поднимать полезную нагрузку массой 5 ​​кг примерно за 15 минут (рис. 4).