無人機(jī)已陸續(xù)應(yīng)用至防/救災(zāi)工作中,無人機(jī)業(yè)者除持續(xù)加強(qiáng)機(jī)體設(shè)計(jì),使其具備更高性能之外,救難單位與空拍服務(wù)業(yè)者也已開始運(yùn)用3D建模技術(shù),建構(gòu)出精準(zhǔn)的3D模型供救災(zāi)人員參考,以增進(jìn)救災(zāi)效率及安全性。
3D建模技術(shù)使無人機(jī)救災(zāi)應(yīng)用更上層樓。無人機(jī)目前已陸續(xù)導(dǎo)入救災(zāi)工作中,顯著提升救災(zāi)工作的效率與安全性。為了進(jìn)一步提升無人機(jī)的效益,救難單位與空拍服務(wù)業(yè)者已開始運(yùn)用3D建模技術(shù),利用無人機(jī)拍攝的照片建構(gòu)出精確的3D模型,讓救災(zāi)人員可從各種角度觀看災(zāi)難現(xiàn)場,準(zhǔn)確判斷狀況。
3D建模技術(shù)助力 無人機(jī)救災(zāi)效用再提升
臺(tái)中市土木技師公會(huì)理事張渝江表示,防/救災(zāi)已成為無人機(jī)應(yīng)用發(fā)展重點(diǎn)之一,各國政府目前也陸續(xù)采用此一方式,以提高救災(zāi)效率及降低現(xiàn)場救災(zāi)人員傷亡。例如采用無人機(jī)搭配熱影像處理鏡頭,便可詳細(xì)觀察到火場的狀況,或是地震時(shí),當(dāng)交通中斷無法通行,也可派出無人機(jī)進(jìn)行勘查。
無人機(jī)所拍攝到的影像還可搭配3D建模技術(shù),讓救災(zāi)人員更精確的了解災(zāi)難現(xiàn)場,進(jìn)而提升救災(zāi)效率。據(jù)悉,采用3D建模后完成的實(shí)景3D模型,在災(zāi)難發(fā)生當(dāng)下,可以提供現(xiàn)場救災(zāi)人員從各種角度觀看災(zāi)難現(xiàn)場,判斷災(zāi)害狀況,更還可在3D模型上面進(jìn)行量測,例如可量測出地震發(fā)生前的大樓高度、地震后的崩塌面積及體積等,供救災(zāi)單位進(jìn)行應(yīng)用及決策使用,進(jìn)而做出如何搜救的最佳判斷。
值得注意的是,進(jìn)行3D建模時(shí),最重要的是降低誤差率。對此,臺(tái)北科技大學(xué)土木暨防災(zāi)所副教授張國楨指出,過往進(jìn)行人工攝影測量時(shí),往往是采用高精度的相機(jī)鏡頭,所拍攝出來的照片解析度也較高,大多只須兩張照片就可進(jìn)行3D建模。然而,無人機(jī)常因成本考量,無法采用精度、性能較強(qiáng)的相機(jī)鏡頭,如此一來進(jìn)行3D建模時(shí)便容易產(chǎn)生誤差。
為改善此一情況,便須采用近體攝影的方式,以降低3D建模誤差率。張國楨進(jìn)一步解釋,此一拍攝方式為針對同一個(gè)目標(biāo)物,不停拍攝許多張照片,進(jìn)而辨識(shí)目標(biāo)物的實(shí)際狀況,并進(jìn)一步采用統(tǒng)計(jì)的方式降低誤差率,以進(jìn)行3D建模。換言之,若拍攝的照片越多,最后建立出來的3D模型精確度便越高。
至于未來無人機(jī)的應(yīng)用方向,張國楨認(rèn)為可朝創(chuàng)新服務(wù)發(fā)展。像是參考Uber的營運(yùn)模式,采用共享經(jīng)濟(jì)的概念,建立一個(gè)共同平臺(tái)以進(jìn)行資源分享。舉例而言,當(dāng)A地的民眾需要關(guān)于B地的資訊時(shí),在平臺(tái)上發(fā)送要求后,便有B地民眾使用無人機(jī)收集相關(guān)資訊,上傳到該平臺(tái)上供A地民眾參考。如此一來,不管身在何處,都可迅速掌握各地的資訊。
滿足防/救災(zāi)應(yīng)用 無人機(jī)著重四大設(shè)計(jì)
隨著無人機(jī)發(fā)展熱潮增溫,其應(yīng)用范圍也越來越廣泛,而防/救災(zāi)應(yīng)用更是目前無人機(jī)最大利基之市場需求之一。為此,無人機(jī)業(yè)者從四大設(shè)計(jì)角度切入,致力提升無人機(jī)性能,以滿足防/救災(zāi)市場需求及增進(jìn)效率。
經(jīng)緯航太科技股份有限公司行銷企劃部經(jīng)理余紹華表示,為滿足防/救災(zāi)需求,無人機(jī)須朝具較優(yōu)機(jī)動(dòng)性、較長滯空時(shí)間、機(jī)構(gòu)強(qiáng)度較大,以及適合多重酬載搭配這四個(gè)方向進(jìn)行設(shè)計(jì)。
據(jù)悉,目前無人機(jī)大多采用92無鉛汽油或電池當(dāng)作動(dòng)力來源,但未來若要進(jìn)一步延長滯空時(shí)間,改用太陽能供電將是必然的趨勢。若采用太陽能供電,無人機(jī)滯空時(shí)間有望達(dá)到4~8小時(shí)。提升機(jī)體強(qiáng)度,則是為了使無人機(jī)可因應(yīng)氣候環(huán)境的影響,例如臺(tái)灣常有臺(tái)風(fēng),或海面上的風(fēng)力級(jí)數(shù)時(shí)常超過八級(jí)風(fēng),因此須提升機(jī)構(gòu)強(qiáng)度,使無人機(jī)抗風(fēng)能力達(dá)到八級(jí)風(fēng)以上。
同時(shí),為增進(jìn)機(jī)體機(jī)動(dòng)性,目前無人機(jī)多采用復(fù)合碳纖維之材料打造,使其達(dá)到較輕的重量;而較輕的機(jī)體重量,便代表可搭載較多樣的酬載裝備,如同時(shí)搭載相機(jī)鏡頭、光達(dá),或是熱影像感測器等。如此一來便只須飛行一次就可得到所需的資訊,進(jìn)而降低拍攝任務(wù)成本。
除上述所提的四大方向之外,易拆卸運(yùn)送也是未來無人機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的重點(diǎn)之一。余紹華進(jìn)一步解釋,由于臺(tái)灣地形多為高山,有時(shí)車輛難以通行,因此無人機(jī)須具備易拆卸的條件,才可使操作人員容易攜帶,因應(yīng)實(shí)際需求進(jìn)行機(jī)動(dòng)性的操作。 面對未來無人機(jī)設(shè)計(jì)發(fā)展,余紹華認(rèn)為,飛控電腦的自主化,將是臺(tái)灣無人機(jī)業(yè)者的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。為能實(shí)現(xiàn)無人機(jī)能在視距外進(jìn)行自主飛行,最關(guān)鍵核心模組即為飛控電腦;若具備自主研發(fā)的飛控電腦,便能加速飛行載具系統(tǒng)(UAS)的系統(tǒng)自主發(fā)展。
然而,目前國內(nèi)無人機(jī)業(yè)者飛控電腦大多是向國外購買,但由于無人機(jī)的規(guī)格會(huì)隨著不同應(yīng)用而有所改變,無法時(shí)常要求國外飛控電腦業(yè)者,依國內(nèi)無人機(jī)廠商需求進(jìn)行調(diào)整或是研發(fā)客制化的產(chǎn)品。為解決此一困境,飛控電腦的自主化,將是未來臺(tái)灣無人機(jī)業(yè)者須致力研發(fā)的方向。
綜上所述,無人機(jī)于防/救災(zāi)應(yīng)用中,已成不可或缺之重要工具。為提升防/救災(zāi)效率,無人機(jī)業(yè)者積極改善無人機(jī)整體設(shè)計(jì),使其具備較佳機(jī)動(dòng)性與機(jī)體強(qiáng)度、較長滯空時(shí)間,以及可負(fù)荷多重酬載,以降低飛行任務(wù)成本;同時(shí),無人機(jī)業(yè)者也致力發(fā)展飛控電腦自主化,以滿足各種不同需求,期在未來提供更廣泛、客制化的應(yīng)用服務(wù)。
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