Клеймёнов Антон Дмитриевич, студент кафедры автоматических систем в институте кибернетики Российского Технологического Университета – МИРЭА (РТУ МИРЭА), город Москва.
Вельдяев Антон Павлович, студент кафедры … в институте … Российского Технологического Университета – МИРЭА (РТУ МИРЭА), город Москва.
Контроль технического состояния различных сооружений, начиная от нефтяных вышек, заканчивая зданиями является крайне важным аспектом в любой отрасли экономического развития. Актуальные данные о техническом состоянии различных объектов важны как для обеспечения безопасности людей, так и для заблаговременного выделения денежных средств из бюджета для нуждающегося в ремонте объекта. В настоящее время определение технического состояния объекта проводится специалистами по эксплуатации. Контроль проводится с использованием измерительных приборов, а также с фотофиксацией дефектов. Анализ технического состояния объекта экспертами занимает продолжительное время, вдобавок имеется ряд ограничений таких как: сложность обеспечения контроля высотных сооружений, не возможность проведение анализа специалистами в опасных для человека участках. Для того чтобы компенсировать данные ограничения применяются специализированные лазерные сканеры, которые могут работать в опасных для человека условиях, а также получать информацию о техническом состоянии высотных объектов, при установке лазерного сканера на вертолёт. Информация, полученная лазерным сканером, представляет собой облако точек, из которого формируется трёхмерная полигональная модель. С помощью анализа данной модели специалисты могут точнее определить техническое состояние объекта, его труднодоступных участков. Однако, использование лазерных сканеров накладывает ряд ограничений, например, крайне высокая стоимость данного оборудования, невозможность получения корректного цвета на трёхмерной модели, который необходим для полного понимая текущего технического состояния объекта.
Получение трёхмерной модели объекта возможно с помощью технологии фотограмметрии. Данная технология подразумевает использование многочисленных фотоснимков объекта, сделанных с различных сторон, по которым с помощью математических алгоритмов производится поиск общих точек с последующим формированием облака точек и финальной трёхмерной полигональной модели. Для получения трёхмерной модели с помощью фотограмметрии достаточно использование фотоаппарата с минимальным разрешением в 20 МП и комплекта меток, с помощью которых возможно получение размеров будущей модели. Данная технология во много раз дешевле способа лазерного сканирования, однако предполагает соблюдения определённых правил съёмки.
В рамках данной статьи технология фотограмметрии была применена для обнаружения возможных дефектов здания РТУ МИРЭА. Для этого был использован коптер DJI Phantom 4 Pro с высокоточным GNSS приёмником, а также комплект GNSS станций, по данным которых возможно получение размеров будущей модели. После нескольких полётов полученные фотографии были обработаны с помощью специальных программ по фотограмметрии и была получена трёхмерная полигональная модель. Полная модель всего института представлена в уменьшенном разрешении из-за ограничения вычислительных мощностей, которые были в нашем распоряжении. (Рис.1, Рис. 2)
Рис. 1 Трёхмерная полигональная модель РТУ МИРЭА
Рис. 2 Трёхмерная полигональная модель РТУ МИРЭА
Данная модель позволяет получить представление об объекте, но из-за уменьшенного размера для анализа технического состояния её использовать нельзя. Поэтому отдельные участки модели были выполнены в максимальном разрешении. (Рис. 3, Рис. 4) 
Рис. 3 Участок стены трёхмерной полигональной модели РТУ МИРЭА в высоком разрешении (модель без текстуры)
Рис. 4 Участок стены трёхмерной полигональной модели РТУ МИРЭА в высоком разрешении (модель без текстуры)
Для анализа полученной трёхмерной полигональной модели можем воспользоваться специальными инструментами, которые позволяют оценить перепады высот стены, провести различные измерения. (Рис. 5, Рис. 6)
Рис. 5 Участок стены трёхмерной полигональной модели РТУ МИРЭА в режиме просмотра возможных дефектов
Рис. 5 Участок стены трёхмерной полигональной модели РТУ МИРЭА в режиме просмотра и измерения глубин возможных дефектов
С помощью полученной трёхмерной полигональной модели возможно проанализировать перепад высот крыши здания, глубину впадин между участками облицовки, предполагаемую коррозию на трубах и прочее. Данная технология позволит ускорить время проведения анализа объектов экспертами, повысить точность финальных результатов, а также позволит дополнительно проверить результаты анализа не выезжая повторно на объект.
Список литературы
1. Краснопевцев Б.В. Фотограмметрия. - М.: УПП "Репрография" МИИГАиК, 2008
2. Лабораторный практикум по дисциплине «Наземная фотограмметрия» и «Основы архитектурной фотограмметрии»: Методические указания. — M.: МИИГАиК, 2017