Czym jest automatyczna inspekcja dronem?

Automatyczna inspekcja dronem to lot drona, który wykonuje zaplanowaną misję i rejestruje obrazy lotniska do późniejszego pomiaru.

Jak to działa

Operator przygotowuje misję przed startem. Określa trasę, wysokość, kąt kamery i stopień nakładania się zdjęć. Dron leci według tego planu, a pilot zdalny go nadzoruje. TarmacView buduje misję na podstawie zapisanego profilu lotniska. Kolejna wizyta leci tą samą trasą i z tą samą geometrią kamery. Oba zbiory danych są zgodne, więc raport może pokazać zmianę.

FHWA opisuje tę samą możliwość dla mostów. Obecne drony potrafią latać autonomicznie, omijać przeszkody i powtarzać wcześniejsze trasy lotu. Zdjęcia z tego samego punktu obserwacyjnego można wtedy porównać z wcześniejszymi.

RTK GNSS określa pozycję każdego zdjęcia z dokładnością około centymetra. Pomiar staje się wtedy zadaniem geometrycznym: kątem między znaną pozycją kamery a znanym elementem. Zdjęcia i dziennik pozycji są archiwizowane, więc sporne ustalenie można przeliczyć zamiast ponownie wykonywać lot.

Na lotnisku operator uzgadnia lot z wieżą z wyprzedzeniem. Lot odbywa się w przerwach między ruchami statków powietrznych, a statki powietrzne mają zawsze pierwszeństwo.

Zautomatyzowany, autonomiczny i pilotowany

Lot zautomatyzowany podąża za zapisanym planem. Nadal jest to operacja pilotowana. W Stanach Zjednoczonych 14 CFR 107.19 czyni pilota zdalnego dowódcą bezpośrednio odpowiedzialnym za operację i ostatecznym autorytetem. Sekcja 107.12 wymaga certyfikatu pilota zdalnego z uprawnieniem dla małych UAS.

Co mierzy

• Geometria, na przykład kąty przejścia jednostek PAPI.
• Fotometria względna, na przykład stosunki barw i względne natężenie jednostek przy jednej ekspozycji.
• Stan nawierzchni, który jest danymi wejściowymi do wskaźnika stanu nawierzchni (PCI).

Wskaźnik stanu nawierzchni (PCI) to ocena od 0 (niesprawna) do 100 (nowa), oparta na rodzaju, stopniu nasilenia i ilości uszkodzeń. Metodę określa ASTM D5340. Powtarzane pomiary na tej samej nawierzchni pokazują, jak się zmienia w czasie.

TarmacView planuje loty do badania nawierzchni i już dziś wykonuje zdjęcia. Wykrywanie pęknięć i ocena według ASTM D5340 są w fazie rozwoju i oferowane we wczesnym dostępie.

Co ustaliły badania FAA na nawierzchniach

FAA przetestowała małe drony na sześciu lotniskach w stanach Michigan, Illinois, Iowa i New Jersey, od grudnia 2020 do listopada 2021 roku (DOT/FAA/TC-22/48). Wyniki:

• Ortofotomapy w barwach (RGB) o rozdzielczości dokładniejszej niż 5 mm na piksel wykryły wiele uszkodzeń. Niższe rozdzielczości wykryły ich ograniczoną liczbę.
• Modele wysokościowe pomogły zlokalizować uszkodzenia z różnicami wysokości, takie jak uskoki, wypychanie, zapadnięcia oraz pęknięcia o średnim i wysokim nasileniu.
• Dane termiczne pomogły wykryć niektóre uszkodzenia i uszkodzenia od ciał obcych, ponieważ różnią się profilem termicznym od nienaruszonej nawierzchni.
• Zalecane rozdzielczości to 1,5 mm na piksel dla ortofotomapy i 6,0 mm na piksel dla modelu wysokościowego.
• Przy tych praktykach można było zidentyfikować i ocenić większość poziomów nasilenia uszkodzeń asfaltu i betonu.

Drugi raport FAA (DOT/FAA/TC-23/50) stwierdza, że inspekcje PCI wykonane dronem dawały wartości zbliżone do tradycyjnych inspekcji pieszych. Badania FAA opisują metody badawcze. Nie opisują produktu TarmacView.

Załoga, sprzęt i pogoda

Badanie FAA określa praktyki dla przeglądu nawierzchni:

• Załoga co najmniej trzyosobowa: pilot zdalny dowódca, obserwator wizualny i jedna osoba odpowiedzialna za logistykę zbierania danych.
• Osobne przenośne radio lotnicze dla każdej załogi.
• Wysokiej jakości punkty kontrolne na ziemi, oddalone od siebie najwyżej o 100 m.
• Przetestować oprogramowanie sterowania lotem tydzień przed zbieraniem danych.
• Planować loty przy pogodzie bez opadów i przy dopuszczalnym wietrze.

Badanie wykazało, że trzyosobowa załoga może zbierać dane na lotnisku z niskim ruchem lotniczym, nie przerywając ruchu.

Inna infrastruktura

Mosty to częste zastosowanie. FHWA nazywa inspekcję mostów jednym z bardziej obiecujących zastosowań UAS. Drony docierają do elementów, które inspektorzy widzą tylko przez lornetkę. Zmniejszają potrzebę sprzętu dostępowego i ograniczeń ruchu. Kamery termowizyjne mogą sprawdzać anomalie pod powierzchnią.

FHWA wyznacza też granicę. UAS nie są obecnie dopuszczalne jako zamiennik bezpośredniej inspekcji elementów krytycznych pod względem pęknięć. Nie są przeznaczone do zastępowania inspektorów mostowych. Narzędzie uzupełnia informacje, którymi dysponują inspektorzy.

Gdzie się kończy

Kamera rejestruje liczby, nie kandele. Natężenie bezwzględne wymaga kalibrowanego fotometru. Dron nie zastępuje też badania elektrycznego ani kalibracji radiowej pomocy nawigacyjnej.

Loty na lotnisku lub w jego pobliżu

Przepisy Stanów Zjednoczonych, Unii Europejskiej i Wielkiej Brytanii regulują loty w pobliżu lotniska. Zasada zależy od przestrzeni powietrznej.

• Stany Zjednoczone: 14 CFR 107.41 wymaga wcześniejszej zgody kontroli ruchu lotniczego na lot małym dronem w przestrzeni klasy B, C lub D. Dotyczy to także strefy powierzchniowej przestrzeni klasy E przy lotnisku. Świadectwo zwolnienia może zezwolić na odstąpienie od tego przepisu (107.205).
• Europa: Zgodnie z art. 15 rozporządzenia (UE) 2019/947 państwa członkowskie ustanawiają strefy geograficzne UAS. W strefie mogą zakazać operacji, ustalić warunki albo wymagać wcześniejszego zezwolenia na lot. EASA wymienia lotniska wśród miejsc, gdzie często ustanawia się strefy ograniczone. To zezwolenie nie jest tym samym co zezwolenie operacyjne w kategorii szczególnej.
• Wielka Brytania: Strefa ograniczenia lotów otacza lotnisko lub lądowisko. Przed lotem trzeba uzyskać zgodę właściwego obiektu. Strefy ochrony pasa startowego mają 1 km szerokości i sięgają 5 km od każdego końca pasa.

Uzgodnij lot z operatorem lotniska i służbą ruchu lotniczego przed startem. Zaplanowany lot między ruchami, uzgodniony z wieżą, to metoda TarmacView.

Przepisy dla lotu

• Stany Zjednoczone: 14 CFR 107.31 wymaga widoczności wizualnej. Świadectwo zwolnienia może od niej odstąpić. Limity to 400 stóp nad poziomem terenu i 87 węzłów prędkości względem ziemi. W sierpniu 2025 roku FAA zaproponowała zasady rutynowych lotów poza zasięgiem wzroku (Part 108). Identyfikacja zdalna stała się obowiązkowa 16 września 2023 roku (14 CFR 89.105).
• Europa: Rozporządzenie (UE) 2019/947 określa kategorię otwartą (widoczność wizualna, 120 m) i kategorię szczególną. Lot poza zasięgiem wzroku należy do kategorii szczególnej. Wymaga zezwolenia operacyjnego z oceną ryzyka. Innymi drogami są deklaracja scenariusza standardowego lub certyfikat operatora lekkich UAS.
• Międzynarodowo: Załącznik 6 ICAO, część IV, dotycząca zdalnie pilotowanych systemów statków powietrznych (RPAS), obowiązuje od 26 listopada 2026 roku.