В Перми разработали интерфейс для мониторинга выбросов метана с помощью БПЛА

Пермь. Ученые Пермского Политеха совместно со специалистами по аэросъемке из ООО «Беспилотные авиационные системы» разработали дешевый аналог интерфейса для использования беспилотных летательных аппаратов, измеряющих выбросы метана. Об этом Агентству нефтегазовой информации сообщили в пресс-службе вуза.

Исследователи предложили мониторить метановые выбросы, измеряя показатели состава воздуха в реальном времени при помощи бортовых приборов беспилотника. В качестве базы они использовали БПЛА на базе открытой архитектуры – квадрокоптер X-FLY (Россия) с полётным контроллером Pixhawk Cube Black. Его масса с батареей составила 3,8 кг, продолжительность полёта с полезной нагрузкой 0,5 кг при нормальных условиях – 25 мин. Для определения концентрации метана в воздухе использовался популярный лазерный детектор Laser Methane mini. Его отличают малый вес, широкий диапазон измерений, высокая чувствительность и скорость измерений. Лазерные детекторы способны за одно измерение получать информацию обо всей приземной воздушной толще над заданной точкой земной поверхности. Они нечувствительны к метеорологических условий в отличие электрохимических датчиков, на их показания не влияет нисходящий поток воздуха, создаваемый винтами мультироторных БПЛА.

Для интеграции БПЛА и лазерного детектора метана, исследователи создали специальный программно-аппаратный интерфейс под названием LaserHub+. Инженеры изучили зарубежные аналоги, провели реверс-инжиниринг (разбор готового устройства на его составляющие), расшифровали потоки данных с детектора и создали отечественный аналог.

Модуль LaserHub+ передает данные и координаты измерений концентрации метана от детектора к беспилотнику, а затем – на наземную станцию управления в режиме реального времени. После этого данные газовой разведки можно легко извлечь в формате листа Excel и проанализировать в специализированных программах. 

Разработанное техническое решение протестировали в ходе газовых съёмок полигонов и свалок твёрдых коммунальных отходов и убедились в его эффективности. Стоит отметить, что программно-аппаратный интерфейс LaserHub+ доступен, прост в использовании и универсален, поскольку может работать с другими беспилотниками вертолетного типа и другими моделями лазерных детекторов.

"Модуль LaserHub+ представляет собой более простую, чем существующие комплексы, конструкцию. Пользователь может самостоятельно собрать ее из доступных комплектующих по готовым чертежам и программным кодам. Использование LaserHub+ позволяет обойтись одной бесплатной общедоступной программой для настройки оборудования, планирования полётов и извлечения собранных данных вместо комплекса специализированных коммерческих программ", – рассказал кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории рационального природопользования и природоподобных технологий ПНИПУ Тимофей Филькин.

Исследование опубликовано в журнале «Drones», 2023 Разработка проводилась при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № FSNM-2020-0024).