Беспилотный комплекс авиационного спектрометрирования БЕКАС представляет собой комбинацию двух устройств: беспилотного летательного аппарата (БПЛА) DJI Matrice 300 RTK и комплекса мультиспектральной съемки (КМС), предназначенного для проведения видеосъемки и дистанционных измерений спектральных оптических характеристик подстилающих
поверхностей в диапазоне 350-900 нм при выполнении мониторинга земной поверхности в ходе проведения научно-прикладных исследований с несущего БПЛА.
Беспилотный комплекс авиационного спектрометрирования БЕКАС разработан и создан в НИИПФП им. А.Н. Севченко БГУ и представляет собой комбинацию двух устройств: беспилотного летательного аппарата (БПЛА) DJI Matrice 300 RTK и комплекса мультиспектральной съемки (КМС), предназначенного для проведения видеосъемки и дистанционных измерений спектральных оптических характеристик подстилающих поверхностей в диапазоне 350‑900 нм при выполнении мониторинга земной поверхности в ходе проведения научно-прикладных исследований с несущего БПЛА.
Внешний вид БЕКАС
КМС состоит из спектрометра, узла видеокамеры, блока аккумулятора, управляющего одноплатного компьютера, микроконтроллера, USB‑флэш‑накопителя и модуля времени, размещенных в едином корпусе. КМС крепится к БПЛА с помощью разработанного и созданного подвеса с виброразвязкой, входящего в состав КМС.
Для достижения наименьшей массы и сохранения прочностных характеристик корпус КМС и подвес с виброразвязкой изготовлены при помощи 3D-печати из трёх видов филаментов для различных деталей конструкции.
Внешний вид и устройство КМС
Взаимодействие компьютера с видеокамерой происходит напрямую, в автоматическом режиме, со спектрометром – опосредованно с использованием микропроцессора. Спектры, полученные спектрометром, поступают в компьютер с заданной частотой и параметрами сразу после включения, как и изображение, передаваемое видеокамерой, при этом спектрометр отъюстирован точной привязкой спектра к изображению видеокамеры. Управляющий компьютер связывает полученные данные и сохраняет их на съёмный USB-флеш-накопитель. Каждый получаемый во время работы тип данных имеет свои временные метки, благодаря чему синхронизация данных спектрометра и изображений видеокамеры, а также их геопривязка производится в автоматическом режиме. Для реализации данного метода синхронизации используется модуль времени.
Технические характеристики КМС:
· спектральный диапазон 350 – 900 нм
· спектральное разрешение 4 нм
· число элементов фотоприемника 3600
· частота регистрации спектров 10 Гц
· разрешение видео 1920 × 1080 пк
· частота видеосъёмки 30 Гц
· масса (без аккумулятора) 900 г
БЕКАС неоднократно был испытан при проведении съемок по измерению спектрально-отражательных характеристик различных объектов.
Натурные испытания БЕКАСа в ходе проведения исследований
Поле зрения спектрометра жестко привязано к полю зрения RGB-камеры, что позволяет определить часть изображения, соответствующую области спектрометрирования.
Объединение изображений с привязкой области спектрометрирования
Беспилотный комплекс авиационного спектрометрирования БЕКАС соответствует современному уровню развития малогабаритной аппаратуры ДЗЗ, что подтверждается полученным патентом на полезную модель № 13010 «Устройство для авиаспектральной съемки» дата регистрации 25.05.2022 г.).
Патент на полезную модель «Устройство для авиаспектральной съемки»
На Петербургской технической ярмарке и Международной выставке инноваций HI-TECH (Россия, г. Санкт-Петербург) проходившей 18-20 апреля 2023 г. разработка «Беспилотный комплекс авиационного спектрометрирования (БЕКАС)» была награждена диплом I степени (с вручением золотой медали) в конкурсе «Лучший инновационный проект и лучшая научно-техническая разработка года» в номинации «Лучший инновационный проект (разработка) в следующей области: Приборостроение, отечественная элементная база, компьютеры и комплектующие, системы и средства измерения; контроля, в т.ч. для проведения энергоаудита; автоматизированные системы управления технологическими процессами, станки с числовым программным управлением».
