Розробка БПЛА-комплексів для обстеження пошкоджених об’єктів із застосуванням комп’ютерної графіки

 

Томенко Віталій Іванович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0001-7139-9141

 

Ковальов Андрій Іванович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6525-7558

 

Мельник Руслан Павлович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5622-5642

 

Мельник Ольга Григорівна

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-9671-108X

 

Томенко Марина Григорівна

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-2354-9106

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2026-43-3

 

Ключові слова: пошкодження, тепловізійна діагностика, карта небезпек, інтегральний індекс небезпеки, маршрут рятувальника

 

Анотація

 

Обґрунтовано концепцію створення модульного безпілотного авіаційного комплексу для дистанційного обстеження пошкоджених будівель і споруд у зоні надзвичайної ситуації. Запропоновано розглядати безпілотний літальний апарат не лише як засіб відеорозвідки, а як мобільну платформу неруйнівного контролю, просторового моделювання, газового моніторингу, тепловізійного аналізу та оцінювання небезпеки обвалення конструктивних елементів. Обґрунтовано, що ефективність такого комплексу визначається не окремим сенсором, а узгодженою роботою бортових, наземних і носимих модулів, які забезпечують збір, передавання, оброблення та візуалізацію діагностичної інформації. До складу комплексу включено безпілотний літальний апарат зі статичною сегментованою захисною оболонкою, лазерний сканер для побудови тривимірної моделі, кольорову відеокамеру, тепловізійний модуль, газоаналізатор із винесеним газозабірником, модуль ближньої навігації та стабілізації висоти, бортовий обчислювально-навігаційний модуль, віброакустичний модуль моніторингу технічного стану конструкцій, світлодіодне підсвічування, наземний ретранслятор зв’язку та шолом рятувальника з навігаційним модулем. Запропоновано інтегральний індекс небезпеки конструктивної зони, який враховує геометричні деформації, візуальні пошкодження, теплові аномалії, віброакустичну активність і газову небезпеку. Результатом застосування комплексу є формування тривимірної моделі пошкодженого об’єкта, газової карти, карти небезпек і безпечного маршруту руху рятувальника. Практична цінність запропонованого підходу полягає у скороченні часу первинної розвідки, зменшенні ризику для особового складу, підвищенні обґрунтованості рішень керівника робіт з ліквідації наслідків надзвичайної ситуації та створенні інформаційної основи для планування послідовності розбору завалів. Такий підхід підвищує оперативність і безпеку рятувальних дій.

 

Посилання

  1. Colomina I., Molina P. Unmanned aerial systems for photogrammetry and remote sensing: A review. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 2014. Vol. 92. P. 79–97. doi: 10.1016/j.isprsjprs.2014.02.013
  2. Nex F., Remondino F. UAV for 3D mapping applications: a review. Applied Geomatics. 2014. Vol. 6(1). P. 1–15. doi: 10.1007/s12518-013-0120-x
  3. Ham Y., Han K. K., Lin J. J., Golparvar-Fard M. Visual monitoring of civil infrastructure systems via camera-equipped Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): a review of related works. Visualization in Engineering. 2016. Vol. 4. Article 1. doi: 10.1186/s40327-015-0029-z
  4. Kim H., Lee J., Ahn E., Cho S., Shin M., Sim S.-H. Concrete crack identification using a UAV incorporating hybrid image processing. Sensors. 2017. Vol. 17(9). 2052. doi: 10.3390/s17092052
  5. Aljagoub D., Na R., Cheng C., Shen Z. Performance evaluation of uncooled UAV infrared camera in detecting concrete delamination. Infrastructures. 2022. Vol. 7(12). 163. doi: 10.3390/infrastructures7120163
  6. Burgués J., Marco S. Environmental chemical sensing using small drones: a review. Science of the Total Environment. 2020. Vol. 748. Article 141172. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.141172
  7. Farrar C. R., Worden K. An introduction to structural health monitoring. Philosophical Transactions of the Royal Society A. 2007. Vol. 365(1851). P. 303–315. doi: 10.1098/rsta.2006.1928
  8. Worden K., Farrar C. R., Manson G., Park G. The fundamental axioms of structural health monitoring. Proceedings A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2007. Vol. 463(2082). P. 1639–1664. doi: 10.1098/rspa.2007.1834
  9. Cadena C., Carlone L., Carrillo H., Latif Y., Scaramuzza D., Neira J., Reid I., Leonard J. J. Past, present, and future of simultaneous localization and mapping: toward the robust-perception age. IEEE Transactions on Robotics. 2016. Vol. 32(6). P. 1309–1332. doi: 10.1109/TRO.2016.2624754
  10. Zeng Y., Zhang R., Lim T. J. Wireless communications with unmanned aerial vehicles: opportunities and challenges. IEEE Communications Magazine. 2016. Vol. 54(5). P. 36–42. doi: 10.1109/MCOM.2016.7470933
  11. Boje C., Guerriero A., Kubicki S., Rezgui Y. Towards a semantic construction digital twin: directions for future research. Automation in Construction. 2020. Vol. 114. Article 103179. doi: 10.1016/j.autcon.2020.103179
  12. Шевченко Р. Як працює FPV-дрон на оптоволокні. Реальність і технічні обмеження. URL: https://wiydrones.com/blog/yak-pracyuye-fpv-dron-na-optovolokni-check-mark-realnist-i-tehnichni-obmezhennya

Надійшла до редколегії: 10.03.2026

Прийнята до друку: 13.04.2026

Дата публікації (оприлюднення): 30.05.2026