Các ứng dụng của máy bay không người lái

I. Khảo sát và lập bản đồ đất đai
Khảo sát và lập bản đồ các địa điểm xây dựng bằng máy bay không người lái mang lại những lợi thế đáng kể so với các phương pháp truyền thống, cách mạng hóa lĩnh vực khảo sát đất đai và cung cấp dữ liệu có giá trị cho quá trình thiết kế và xây dựng. Khảo sát bằng máy bay không người lái cung cấp góc nhìn toàn diện từ trên không của địa điểm xây dựng. Dữ liệu do máy bay không người lái thu thập, bao gồm hình ảnh và phép đo từ các cảm biến như LiDAR hoặc cảm biến nhiệt , cho phép đánh giá chính xác địa hình, cấu trúc hiện tại và ranh giới của địa điểm. Có thể thu được các phép đo chính xác về khoảng cách, độ cao và đường viền, góp phần tạo ra các mô hình 3D chi tiết và tính toán chính xác. Ngoài ra, máy bay không người lái hỗ trợ thiết lập các điểm kiểm point cloud, đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của các hoạt động lập bản đồ.
Lập bản đồ bằng máy bay không người lái tạo ra bản đồ 2D và 3D, bao gồm các bản đồ địa hình mô tả độ cao, đường viền, độ dốc và các đặc điểm địa hình khác . Các bản đồ chỉnh hình, cung cấp các biểu diễn trực quan và chính xác về mặt hình học của địa điểm, tạo điều kiện cho các phép đo chính xác, tính toán khoảng cách và phân tích trực quan. Hơn nữa, máy bay không người lái hỗ trợ kiểm kê tài sản bằng cách lập bản đồ các cấu trúc, tiện ích và thảm thực vật hiện có, cho phép các nhà thiết kế và lập kế hoạch kết hợp chúng vào quy trình thiết kế của họ .

Quy trình chung để tạo mô hình địa hình kỹ thuật số bằng máy bay không người lái 
Nhìn chung, việc sử dụng máy bay không người lái trong khảo sát và lập bản đồ mang lại những lợi ích đáng kể, bao gồm thu thập dữ liệu hiệu quả, độ chính xác cao, thông tin trực quan toàn diện và nâng cao khả năng ra quyết định. Sự kết hợp giữa khảo sát và lập bản đồ với máy bay không người lái cung cấp những hiểu biết có giá trị cho quy trình thiết kế, kỹ thuật và quản lý tài sản, cuối cùng là nâng cao hiệu quả và chất lượng của các dự án xây dựng.

II. Ứng dụng Drone trong giai đoạn xây dựng
Việc sử dụng máy bay không người lái trong ngành xây dựng đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây. Máy bay không người lái mang lại nhiều lợi ích trong giai đoạn xây dựng, chẳng hạn như cải thiện độ an toàn, nâng cao hiệu quả và giảm chi phí
 
Tỷ lệ phần trăm nội dung cho các ứng dụng máy bay không người lái ở giai đoạn xây dựng.

III. Giám sát đào đất và phân loại
Công tác đào đất và giám sát phân loại bằng máy bay không người lái trong giai đoạn xây dựng đã cách mạng hóa cách thức thực hiện và quản lý các dự án xây dựng. Bao gồm tăng hiệu quả , cải thiện độ chính xác và tăng cường an toàn. Một nghiên cứu điển hình về dự án xây dựng khu chung cư phức hợp ở Seoul, Hàn Quốc với sức chứa 771 hộ gia đình, trong đó máy bay không người lái được sử dụng để mô hình hóa khu vực 3D . Sử dụng nền tảng UAV trong nghiên cứu này, bốn loại phân tích và trực quan chính đã được thực hiện. Đây là tính toán khối lượng tự động với dữ liệu khối lượng bốc tách, đánh giá chênh lệch độ cao bằng cách so sánh hai mô hình địa hình từ các mốc thời gian khác nhau, giám sát địa điểm thông qua trực quan hóa 2D/3D và tài liệu về dự án từ khi bắt đầu đến khi hoàn thành. Các phương pháp giám sát đào đắp và cấp phối truyền thống thường dựa vào các phép đo thủ công, dễ xảy ra lỗi do con người. Mặt khác, máy bay không người lái mang lại độ chính xác và độ chính xác đặc biệt. Chúng ghi lại các phép đo chính xác và hình ảnh chi tiết của địa điểm, cho phép tính toán khối lượng chính xác , phân tích bôc tách , và giám sát độ dốc . Mức độ chính xác này giúp giảm thiểu việc làm lại, tối ưu hóa phân bổ tài nguyên và đảm bảo tuân thủ các thông số kỹ thuật thiết kế.
 Kết quả xử lý dữ liệu bay không người lái của đám mây điểm 3D.
Link mô tả đo khối lượng: https://www.youtube.com/watch?v=41MYAcs46Rg&t=18s

IV. Kiểm soát chất lượng và giám sát tiến độ
Máy bay không người lái đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng bằng cách ghi lại hình ảnh và dữ liệu có độ phân giải cao cho phép kiểm tra kỹ lưỡng và phát hiện lỗi. Hình ảnh chi tiết cho phép các thanh tra viên xác định ngay cả những lỗi nhỏ, chẳng hạn như vết nứt, ăn mòn hoặc không hoàn hảo trên bề mặt, có thể bị bỏ sót trong quá trình kiểm tra mặt đất . Bằng cách so sánh dữ liệu thu được với các kế hoạch xây dựng hoặc mô hình 3D, thanh tra viên có thể nhanh chóng xác định bất kỳ sai lệch hoặc sai sót nào trong quá trình xây dựng. Việc phát hiện sớm các khiếm khuyết này giúp khắc phục kịp thời, đảm bảo dự án đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng theo yêu cầu. Máy bay không người lái cũng tạo điều kiện thuận lợi cho việc lập tài liệu có hệ thống và theo dõi các lỗi đã xác định, cung cấp hồ sơ rõ ràng về các vấn đề cần giải quyết.
Máy bay không người lái cung cấp một phương pháp hiệu quả và chính xác để theo dõi tiến độ xây dựng trong suốt vòng đời của dự án. Bằng cách thường xuyên chụp ảnh trên không hoặc thực hiện các cuộc khảo sát chụp ảnh, máy bay không người lái cho phép các nhà quản lý dự án đánh giá tình trạng của các hoạt động xây dựng khác nhau. Dữ liệu đã thu thập có thể được so sánh với tiến độ dự án, cho phép theo dõi tiến độ và xác định bất kỳ sự chậm trễ hoặc tắc nghẽn nào. Giám sát tiến độ theo thời gian thực cho phép chủ động ra quyết định và điều chỉnh phân bổ nguồn lực để giữ cho dự án đúng tiến độ. Ngoài ra, máy bay không người lái tạo điều kiện giao tiếp hiệu quả giữa đội xây dựng, cho phép các bên liên quan hình dung và hiểu tiến độ của dự án . Tài liệu trực quan về quá trình phát triển của công trường xây dựng này hỗ trợ phối hợp, giảm khả năng hiểu lầm và thúc đẩy sự hiểu biết chung về tình trạng của dự án giữa tất cả các bên liên quan.
Bằng cách tận dụng máy bay không người lái để kiểm soát chất lượng và theo dõi tiến độ, các dự án xây dựng có thể cải thiện đáng kể hiệu quả, giảm thiểu việc làm lại và đảm bảo rằng dự án được giao đúng thời hạn và trong các tiêu chuẩn chất lượng đã chỉ định. Việc sử dụng máy bay không người lái nâng cao độ chính xác và kỹ lưỡng của việc kiểm tra, cho phép xác định các lỗi và sai lệch so với kế hoạch thiết kế. Giám sát tiến độ theo thời gian thực cho phép người quản lý dự án chủ động giải quyết mọi vấn đề hoặc sự chậm trễ, tối ưu hóa việc phân bổ nguồn lực và đảm bảo dự án luôn đi đúng hướng. Cuối cùng, máy bay không người lái góp phần mang lại kết quả xây dựng tốt hơn, cải thiện sự phối hợp dự án và tăng cường giao tiếp giữa tất cả các bên liên quan của dự án.

V. Giám sát an toàn
Giám sát an toàn bằng máy bay không người lái trong giai đoạn xây dựng để tăng cường thực hành an toàn và giảm thiểu các mối nguy tiềm ẩn. Máy bay không người lái có thể xác định các điều kiện không an toàn như cấu trúc không ổn định, mảnh vỡ, trục trặc thiết bị hoặc sử dụng thiết bị bảo vệ cá nhân không đúng cách  . Viễn cảnh từ trên không cho phép các thanh tra viên đánh giá mức độ an toàn tổng thể của địa điểm, xác định các rủi ro tiềm ẩn và thực hiện các biện pháp phòng ngừa cần thiết. Một nghiên cứu tòa nhà cao tầng ở Santiago, Chile, có thể xác định các vấn đề an toàn bằng cách sử dụng hình ảnh máy bay không người lái, chẳng hạn như thiếu lan can và công nhân không có dây an toàn, để đảm bảo môi trường an toàn hơn cho công nhân. 
Hình ảnh UAV để giám sát an toàn tại một công trường xây dựng ở Chile: ( a ) thiếu lan can bảo vệ; ( b ) công nhân không có dây an toàn; và ( c ) thiếu lan can.
Trong trường hợp khẩn cấp hoặc sự cố trên công trường, máy bay không người lái có thể nhanh chóng cung cấp nhận thức tình huống theo thời gian thực. Bằng cách ghi lại các nguồn cấp dữ liệu video trực tiếp và hình ảnh trên không, máy bay không người lái hỗ trợ các đội phản ứng khẩn cấp đánh giá tình hình, xác định các điểm truy cập và lập kế hoạch cho các hoạt động cứu hộ . Máy bay không người lái có thể hỗ trợ xác định vị trí người mất tích hoặc điểm nóng trong các sự cố hỏa hoạn. Thông tin thời gian thực này giúp đẩy nhanh các nỗ lực ứng phó khẩn cấp, đảm bảo an toàn cho nhân viên tại chỗ. Ngoài giám sát an toàn, máy bay không người lái, tăng cường an ninh công trường và bảo vệ các tài sản xây dựng có giá trị.

VI. Ứng dụng Drone trong Giai đoạn Bảo trì
Máy bay không người lái mang lại nhiều lợi ích trong việc bảo trì cấu trúc, chẳng hạn như cải thiện độ an toàn, nâng cao hiệu quả và giảm chi phí. Nó có thể cung cấp dữ liệu thời gian thực về tình trạng của các cấu trúc, cho phép các nhóm bảo trì đưa ra quyết định sáng suốt và điều chỉnh lịch trình bảo trì cho phù hợp. Máy bay không người lái có thể phát hiện các khiếm khuyết và hư hỏng trong cấu trúc mà mắt thường không nhìn thấy được. Điều này có thể giúp nhóm bảo trì phát hiện sớm các vấn đề, trước khi chúng trở thành vấn đề lớn. 


VII. Kiểm tra dựa trên camera độ phân giải cao với Drone
Máy bay không người lái được trang bị camera để phát hiện hư hỏng của các công trình. Sau khi hình ảnh được chụp từ máy ảnh, nó sẽ được chuyển sang máy tính để xử lý hình ảnh nhằm nâng cao chất lượng hình ảnh, cải thiện độ tương phản và giảm nhiễu hoặc biến dạng. Sau đó, các thuật toán phân tích hình ảnh khác nhau có thể được sử dụng để tự động phát hiện và định vị các vết nứt trong hình ảnh được xử lý. Các thuật toán này thường liên quan đến kỹ thuật phát hiện cạnh, phân tích kết cấu hoặc nhận dạng mẫu để xác định các vùng cho thấy sự hiện diện của vết nứt. Ở đây, các vết nứt được phát hiện có thể được phân loại dựa trên các đặc điểm của chúng, chẳng hạn như chiều dài, chiều rộng, hướng hoặc mức độ nghiêm trọng. 
 VIII. Máy bay không người lái được trang bị LiDAR để bảo trì cấu trúc
Máy bay không người lái được trang bị công nghệ LiDAR có thể là một công cụ mạnh mẽ để bảo trì cấu trúc nhằm đảm bảo an toàn vì chúng mang lại nhiều lợi thế và cơ hội để kiểm tra và giám sát hiệu quả các cấu trúc khác nhau, bao gồm các tòa nhà, cầu và cơ sở công nghiệp. Khả năng tạo dữ liệu đám mây điểm 3D chính xác của các cấu trúc có thể được sử dụng để lập bản đồ, mô hình hóa và trực quan hóa chính xác cấu trúc, cung cấp thông tin chuyên sâu có giá trị cho mục đích bảo trì và đánh giá . Những dữ liệu này có thể được xử lý và phân tích để phát hiện và xác định các vấn đề về cấu trúc khác nhau, bao gồm vết nứt, biến dạng và ăn mòn . Bằng cách so sánh dữ liệu đã thu được với các mô hình tham chiếu hoặc các lần quét trước đó, có thể xác định được những thay đổi về tình trạng của cấu trúc, cho phép can thiệp bảo trì kịp thời và ngăn ngừa sự xuống cấp hoặc hỏng hóc thêm.

IIX. Máy bay không người lái được trang bị camera nhiệt để bảo trì cấu trúc
Máy ảnh nhiệt gắn trên máy bay không người lái cho phép chụp ảnh nhiệt, cung cấp thông tin chuyên sâu có giá trị về sự thay đổi nhiệt độ và các vấn đề tiềm ẩn trong cấu trúc đang được kiểm tra. Máy ảnh nhiệt chụp bức xạ hồng ngoại phát ra từ các vật thể, cho phép hiển thị các biến thể nhiệt độ. Bằng cách phát hiện những chênh lệch nhiệt độ này, máy bay không người lái có camera nhiệt có thể xác định các vấn đề về cấu trúc khác nhau, bao gồm các vấn đề về cách nhiệt, thấm ẩm, lỗi điện và cầu dẫn nhiệt. Khả năng xác định những bất thường này ở giai đoạn đầu cho phép bảo trì chủ động và ngăn ngừa hư hỏng hoặc xuống cấp thêm.
Sau khi thu được hình ảnh nhiệt, các kỹ thuật phân tích và xử lý hình ảnh được sử dụng để trích xuất thông tin có giá trị và xác định các bất thường tiềm ẩn. Nâng cao hình ảnh, giảm nhiễu và hiệu chỉnh nhiệt độ là những bước quan trọng trong việc chuẩn bị dữ liệu nhiệt để phân tích. Các thuật toán tiên tiến và phương pháp học máy có thể được áp dụng để tự động hóa quy trình phát hiện bất thường, nâng cao hiệu quả và giảm gánh nặng cho thanh tra viên.
Một số nghiên cứu điển hình và ứng dụng trong thế giới thực đã chứng minh tính hiệu quả của máy bay không người lái có camera nhiệt trong việc bảo trì cấu trúc. Các ứng dụng này bao gồm giám sát hiệu quả năng lượng của các tòa nhà, đánh giá tính toàn vẹn của cơ sở hạ tầng, kiểm tra các tấm pin mặt trời và xác định lỗi hệ thống cách nhiệt hoặc HVAC (sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí). Việc sử dụng máy bay không người lái có camera nhiệt để bảo trì cấu trúc mang lại những lợi thế đáng kể về khả năng tiếp cận, phát hiện sớm sự bất thường và hiệu quả về chi phí. Với những tiến bộ liên tục trong công nghệ máy bay không người lái, khả năng chụp ảnh nhiệt và kỹ thuật phân tích dữ liệu, việc tích hợp máy bay không người lái camera nhiệt vào các hoạt động bảo trì tiêu chuẩn có tiềm năng to lớn để tăng cường độ an toàn và tuổi thọ của các công trình.