Technika

Wielofunkcyjny zwiadowca

Kategoria: Technika

Drony i roboty zdalnie sterowane są wykorzystywane w grupach specjalistycznych PSP. Dzięki nim bezpieczeństwo działań znacznie wzrosło. Ratownicy nie muszą wchodzić w miejsca, w których przebywanie nie jest niezbędne w danym momencie, bo do rekonesansu mogą wykorzystywać drony.

Ostatnie wydarzenia w Polsce pokazują, że ratownicy specjalistycznych grup poszukiwawczo-ratowniczych coraz częściej wzywani są do interwencji w obiektach budowlanych, które uległy zawaleniu w wyniku niewłaściwego użytkowania czy też celowego działania człowieka. Doświadczenie SGPR w Warszawie dowodzi, że w takich trudno dostępnych przestrzeniach, w tym niebezpiecznych, grożących zawaleniem, doskonale sprawdzają się nowatorskie urządzenia – w tym bezzałogowe statki powietrzne (ang. unmanned aerial vehicle, UAV), czyli tzw. drony. Do arsenału nowatorskich urządzeń dołączył ostatnio dron przeznaczony do prowadzenia lotów w przestrzeniach zamkniętych – Flyability Elios.

Elios może więcej

W odróżnieniu od innych UAV można nim bezpiecznie wlecieć do środka budynku lub innej struktury. Jest to dron odporny na kolizje, który ze względu na stosunkowo mały rozmiar i sposób wykonania jest przeznaczony do inspekcji najbardziej niedostępnych miejsc. Jego cały mechanizm jest zamknięty w klatce z włókna węglowego, zatem można nim wlecieć do ciasnych przestrzeni bez ryzyka uszkodzenia. Operator nie musi koncentrować się na unikaniu przeszkód, tak więc większą uwagę może poświęcić poszukiwaniu osób zaginionych oraz ocenie uszkodzeń budynku od wewnątrz. Ze względu na swoją budowę Elios jest w stanie latać bezpiecznie w pobliżu ludzi, a nawet w bezpośrednim kontakcie z nimi bez ryzyka spowodowania obrażeń, dzięki czemu w zawalonym budynku może znajdować się bardzo blisko osób poszkodowanych. Rama ochronna z włókna węglowego zapewnia ochronę przed uderzeniami z prędkością do 15 km/h. W razie uszkodzenia klatki można wymienić pojedynczy moduł bez konieczności wymiany całości. Rozmiar sferycznej ramy jest mniejszy niż 400 mm, dzięki czemu dron mieści się nawet w bardzo małych otworach. W ciasnych przestrzeniach może się on toczyć po podłożu bądź sunąć po ścianie, by wcisnąć się w otwór.

Kolejną zaletą urządzenia jest wyposażenie go w zintegrowane kamery. Jednocześnie rejestruje on obraz w jakości full HD oraz w termowizji. Obiektyw może zbierać zdjęcia w rozdzielczości 0,2 mm/ppx. Obraz jest rejestrowany w jakości full HD o rozdzielczości 1920 x 1080 w 30 klatkach na sekundę. Kamera działa bardzo dobrze, radzi sobie niezależnie od natężenia światła. Ekspozycja (EV) jest dostosowywana automatycznie bądź przez operatora. ,Dron wyposażony jest we własne oświetlenie LED, może być więc wykorzystywany w miejscach słabo naświetlonych. Intensywność świecenia pięciu tablic z diodami jest regulowana przez operatora. Zapewniają one równomierne oświetlenie drona z przodu, z góry i z dołu. Termowizja daje zaś możliwość zobaczenia tego, co w normalniej kamerze mogłoby być niewidoczne. Np. jest w stanie wychwycić ciepłotę ludzkiego ciała uwięzionego pod gruzami. Dron w zawalonych budynkach będzie w stanie zidentyfikować również niebezpieczeństwa, które mogą czekać na ratowników, np. gorące instalacje, zarzewia pożaru. Elios ma niechłodzony czujnik termowizyjny FLIR o rozdzielczości 160 x 120 pikseli w 9 klatkach na sekundę. Kamery zamontowane na obrotowej głowicy mogą wychwytywać obraz zarówno nad, jak i pod dronem. Kamera full HD umożliwia całkowite pole widzenia w zakresie 215° i poziome pole widzenia na poziomie 130°, a kamera termowizyjna zapewnia całkowite pionowe pole widzenia w zakresie 42° i poziome pole widzenia na poziomie 56°.

Podgląd i rejestracja obrazu

W zależności od zapotrzebowania w danym momencie operator ma bieżący podgląd na jeden z wybranych obrazów na tablecie, który połączony jest z aparaturą sterującą. Obraz jest rejestrowany na karcie pamięci, która znajduje się wewnątrz drona. Po zakończonym locie wideo można ponownie oglądać. Przy zastosowaniu oprogramowania producenta można przeglądać loty klatka po klatce. Strumień wideo nagrany za pomocą kamery termowizyjnej może zostać nałożony na obraz full HD. Dzięki temu możliwe jest ponowne przeanalizowanie całej trasy lotu i upewnienie się, że nie zostały pominięte istotne szczegóły, co jest wyjątkowo użyteczne w działaniach prowadzonych przez grupy poszukiwawczo-ratownicze, na przykład w czasie poszukiwania poszkodowanych w gruzach zawalonych budynków.

Dron wyposażony jest ponadto w system komunikacji bezprzewodowej, oferujący cyfrową, dwukierunkową transmisję sygnału dalekiego zasięgu, która zawiera łącze wideo i łącze danych – od stacji UAV do stacji naziemnej i łącze w górę – od stacji naziemnej do UAV. Transmisja sygnału korzysta z pasma 2,4 GHz, co zapewnia zadowalającą jakość i zasięg. Możemy latać w złożonych i zamkniętych przestrzeniach. Maksymalny zasięg drona to nawet 150 m, gdy na drodze transmisji sygnału nie ma wielu przeszkód. Taki zasięg jest wystarczający do sprawdzenia wielu pomieszczeń w kondygnacji powyżej lub poniżej operatora. Na zasięg drona wpływają uwarunkowania środowiska, w którym porusza się dron, w związku z czym do zadań operatora należy bieżąca obserwacja wskaźnika siły sygnału na pulpicie tabletu, tak aby nie utracić kontroli nad dronem.

Wszystkie operacje Eliosa kontrolowane są ze stacji naziemnej, w której znajduje się operator. Stacja składa się z aparatury zdalnego sterowania: tabletu i przeznaczonej do tego celu aplikacji do kontroli naziemnej. W aplikacji operatorowi dostarczane są na bieżąco dane z telemetrii, strumień wideo wychwytywany przez drona oraz inne informacje i elementy sterujące, które należy sprawnie i bezpiecznie obsługiwać. Oprócz zapewnienia pełnej kontroli nad nawigacją drona różne przyciski na aparaturze sterowania pozwalają dostosować w czasie rzeczywistym wszystkie ustawienia głowicy aparatu, takie jak ekspozycja, oświetlenie i kąt pochylenia. Dodatkowe przyciski służą do wykonywania zdjęć podczas lotu czy też zaznaczenia tzw. punktu zainteresowania (ang. point of interest, POI). Jeśli pewien fragment lotu chcemy zobaczyć ponownie i zinterpretować go, operator może zaznaczyć POI. Dzięki temu podczas oglądania zapisu lotu łatwo można znaleźć interesujące nas miejsce i obejrzeć zapis poklatkowy.

W rękach sprawnego operatora

Elios został stworzony z myślą o inspekcjach instalacji i obiektów przemysłowych. Dzięki swojej specyficznej budowie oraz możliwościom, które zostały opisane powyżej, doskonale nadaje się do działań prowadzonych przez grupy poszukiwawczo-ratownicze w zawalonych obiektach budowlanych. W SGPR z Warszawy ratownicy korzystają z niego od prawie roku. Ze względu na to, że Elios nie lata w otwartej przestrzeni powietrznej, do jego obsługi nie są wymagane uprawnienia Urzędu Lotnictwa Cywilnego. Ratownicy, którzy przeszli szkolenie producenta regularnie zwiększają swoje umiejętności operowania dronem, wykonując loty ćwiczeniowe w różnych skomplikowanych strukturach. Największą trudnością, z jaką muszą się zmierzyć, jest zorientowanie pozycji drona w nowym obiekcie tylko na podstawie obrazu przesyłanego z kamery. Operatorzy muszą wiedzieć, w jakim miejscu budynku dron się znajduje, tak aby po odnalezieniu osoby uwięzionej prawidłowo podać lokalizację dla ratowników, których zadaniem będzie udrożnienie dostępu i ewakuacja poszkodowanych. Operatorzy muszą na bieżąco kontrolować lokalizację drona, również na wypadek wyczerpania się baterii. W sytuacji, gdy operator nie zdąży sprowadzić drona do punktu wyjściowego, a bateria osiągnie poziom krytyczny, dron zacznie automatycznie lądować w miejscu, w którym znajduje się w danym momencie. Wtedy pozostaje już tylko ręczne wydostanie go z wnętrza budynku.

Bezzałogowe statki latające znajdują zastosowanie nie tylko w działaniach wewnątrz zawalonych konstrukcji budowlanych. Jednostka SGPR w Warszawie jest wyposażona także w UAV, które mogą być wykorzystane do oceny uszkodzeń budynków od zewnątrz. Są to większe drony, przeznaczone do latania w otwartej przestrzeni powietrznej. Mogą być one wykorzystywane również przy poszukiwaniu osób w terenie otwartym. Ten typ dronów ma również liczne zastosowania, które nie są ściśle związane z działaniami poszukiwawczo-ratowniczymi, ale również są bardzo przydatne w pracy ratowników. Drony mogą być także wykorzystane do uzyskania obrazu z dużej wysokości w przypadku dużych pożarów – zarówno budynków, jak i przestrzeni otwartych. Natomiast w sytuacjach lokalnych podtopień i powodzi, gdy nie pada już deszcz, drony mogą pomóc w ocenie skali zniszczeń, ustaleniu priorytetów w działaniach, monitorowaniu wałów przeciwpowodziowych i wielu innych działaniach wywiadowczych potrzebnych w danych okolicznościach.

Urządzenia te mają ogromny potencjał, który wciąż jest rozwijany, a funkcje ulepszane. Nowe technologie rewolucjonizują ratownictwo, zwiększając tym samy jego skuteczność, a jednocześnie bezpieczeństwo ratowników.

st. kpt. Damian Wałpuski pełni służbę w JRG 15 KM PSP m. st. Warszawy, jest członkiem SGPR Warszawa Warszawa-9 oraz USAR Poland

sierpień 2018