Problemy techniczne związane z montażem oprzyrządowania pomiarowego na wiatrakowcu

Transkrypt

1 Problemy techniczne związane z montażem oprzyrządowania pomiarowego na wiatrakowcu Referujący: Andrzej Bieganowski Małgorzata Bzowska Rafał Dąbrowski Monika Zubik GyroScan Projekt pt.: "Opracowanie innowacyjnej metody monitorowania stanu agrocenozy z wykorzystaniem teledetekcyjnego systemu wiatrakowca, w aspekcie rolnictwa precyzyjnego", jest dofinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu "Środowisko naturalne, Rolnictwo i Leśnictwo" BIOSTRATEG. Umowa nr. BIOSTRATEG2/298782/11/NCBR/2016

2 Andrzej Bieganowski Anna Walkiewicz Cezary Polakowski Piotr Bulak Joanna Matys Agnieszka Kasprzycka Darek Wiącek Piotr Baranowski Monika Zubik Jaromir Krzyszczak Wojciech Mazurek Anna Siedliska Paweł Bereś Łukasz Siekaniec Marek Korbas Jakub Danielewicz Artur Trendak Michał Trendak Marcin Majsterek Małgorzata Bzowska- Bakalarz Mariusz Kulik Marianna Warda Katarzyna Ostroga Ewa Stamirowska-Krzaczek Marek Tatarczak Dariusz Ciesielski Bartłomiej Karamon Przemysław Turos Rafał Dąbrowski Witold Fedorowicz-Jackowski Katarzyna Dąbrowska-Zielińska Maria Budzyńska Wojciech Kiryła Damian Olszewski Patryk Grzybowski Radosław Gurdak Martyna Gatkowska

3 Opracowanie innowacyjnej metody monitorowania stanu agrocenozy z wykorzystaniem teledetekcyjnego systemu wiatrakowca, w aspekcie rolnictwa precyzyjnego GYROSCAN

4 Cel projektu Celem projektu jest opracowanie teledetekcyjnej, kompleksowej metody (DSS - Decision Support System) określania potrzeb zabiegów nawadniania, nawożenia oraz chemicznego zwalczania w kontekście wymagań i celów rolnictwa precyzyjnego

5 Cele projektu Równolegle metoda teledetekcyjna będzie zastosowana do oceny stanu zdegradowania łąk (miarą degradacji będzie stopień bioróżnorodności roślinności występującej na badanej łące) A dodatkowe pomiary naziemne i z pokładu wiatrakowca pozwolą na ocenę intensywności wymiany dwutlenku węgla i metanu pomiędzy powierzchnią a atmosferą

6 Obiekty badań ROGÓW woj. lubelskie WOŁCZYN woj. opolskie Łąki nad Wieprzem

7 Rodzaje badań GYROSCAN B Badania lotnicze A Badania naziemne

8 WP 1 Opracowanie teledetekcyjnego systemu monitoringu ekosystemów rolniczych z wykorzystaniem ultralekkiego statku powietrznego wiatrakowca Badania naziemne i lotnicze: WP 2 Ocena warunków glebowych oraz stanu upraw. WP 6 Modelowanie warunków wzrostu, rozwoju i plonowania roślin na podstawie danych agrometeorologicznych i teledetekcyjnych WP 3 Badanie emisji dwutlenku węgla. WP 4 Ocena stanu fitosanitarnego upraw. WP 5 Ocena stanu degradacji łąk. WP 7 Opracowanie udoskonalonego systemu wsparcia decyzyjnego (DSS) dla rolnictwa precyzyjnego WP 8 Standaryzacja technologii, konsultacje rynkowe, transfer wiedzy

9

10 WIATRAKOWIEC - AUTOGYRO = ROTOCRAFT ULTRALIGHT AIRCRAFT

11 DANE TECHNICZNE Maksymalna masa startowa Prędkość Zasięg maksymalny Długotrwałość lotu bez rezerwy paliwa Zużycie paliwa (przy 140 km/h) Paliwo Pułap maksymalny Długość rozbiegu Lądowisko (max wymiary) 560 kg km/h 800 km 6 h 20 l/h benzyna m 200 m 600 x 30 m

12 Panel sterowania

13 Wyznaczanie trasy przelotu GPS umożliwia: Wyznaczanie granic pola zabiegowego Naprowadzanie wiatrakowca na kolejne przejścia robocze Analizę dokładności przelotu (zabiegu) Archiwizowanie parametrów nawigacyjnych i raportów wykonania przelotu (zabiegu)

14 Gyrocopter Wyposażenie with wiatrakowca : Generator Analizator CO, CO 2, CH 4 Kamery hiperspektralne

15 Specyfikacja techniczna komponentów systemu obrazującego Hiperspektralny skaner linijkowy VNIR (zakres widzialny i bliskiej podczerwieni) o cechach / Hyperspectral pushbrum scanner VNIR (visual range and near infrared) of following characteristics: Obrazowane spektrum / Spectrum : nm, Liczba detektorów w linijce / Number of detectors in line: 1800 Liczba kanałów spektralnych / Number of spectral bands: 182 Próbkowanie spektralne / Spectral sampling: 3,26nm Rozdzielczość radiometryczna / Radiometric resolution: 16bit Częstotliwość próbkowania / Sampling frequency: 180fps Waga / Weight: <6kg Skaner wyposażony w polaryzator i FOV expander / Scanner equipped with polariser and FOV expander. Hiperspektralny skaner linijkowy SWIR (zakres widzialny i bliskiej podczerwieni) o cechach / Hyperspectral pushbrum scanner SWIR (short wave infrared) of following characteristics: Obrazowane spektrum / Spectrum : nm, Liczba detektorów w linijce / Number of detectors in line: 384 Liczba kanałów spektralnych / Number of spectral bands: 288 Próbkowanie spektralne / Spectral sampling: 5,45nm Rozdzielczość radiometryczna / Radiometric resolution: 16bit Częstotliwość próbkowania / Sampling frequency: 450fps Waga / Weight: <6kg Skaner wyposażony w polaryzator i FOV expander / Scanner equipped with polariser and FOV expander.

16 GyroScan Charakterystyki spektralne dostarczą informacji o jakości a / upraw b / gleby Przykładowa charakterystyka spektralna Wygląd pola z kamery hiperspektralnej

17 Problemy Masa kamer, analizatora i agregatu (80 kg) Mocowanie kamer Wibracje kamer

18 Mocowanie kamer wariant pierwszy

19 Konsultacja z producentem wizyta serwisowa klejenie, lutowanie główkowanie zastosowanie metod znanych od pokoleń ;-)

20 Mocowanie kamer wariant drugi Zastosowanie mniejszej liczby zwojów amortyzujących, dodatkowo wymiana stalowej liny na cieńszą W dalszym ciągu, mimo poprawy sytuacji stwierdzono drgania, które nie są kompensowane programowo przez oprzyrządowanie skanerów hiperspektralnych Zastosowano formułę wygładzania drgań

21 Analiza charakteru drgań i ich wpływu na rejestrowane obrazy Stwierdzono wibracje rzędu Hz, na wykresie powyżej widać, że wibracje pomierzone akcelerometrem (w oprzyrządowaniu skanerów) obarczone są szumem, wpływającym na jakość danych. Podjęto próbę wygładzenia szumu, efekt widoczny powyżej na wykresie i przykładowym obrazie po wygładzeniu

22 Mocowanie kamer wariant drugi - modyfikacje

23 Jakość obrazów stan aktualny (jesień 2017)

24 Zastosowanie analizatora gazów G2421-m w projekcie GyroScan. do analizy rozkładu wertykalnego koncentracji CH4 oraz CO2 w celu oceny intensywności wymiany tych gazów pomiędzy powierzchnią badanych obiektów (upraw) a atmosferą

25 Specyfikacja techniczna analizatora gazów Picarro G2421-m Technika CRDS ang. cavity ring down spectroscopy - umożliwia analizę koncentracji gazów w czasie rzezywistym w ppb waga urządzenia z pompą: 31,75 kg wymiary analizatora: dł x wys x szer 44,57 x 17,78 x 18 cm zasilanie: analizator W, pompa - 75 W maksymalne tempo zmiany wysokości: 1000m/min. maksymalne tempo zmiany temperatury : 15 C/godz. zakres temperatury pracy analizatora: C dokładność pomiaru temperatury w komorze pomiarowej: +/- 0,005 C dokładność pomiaru ciśnienia w komorze pomiarowej: +/- 0,0002 atm analizator pompa

26 Analizator gazów G2421-m na pokładzie wiatrakowca w projekcie GyroScan Wyzwania mocowanie analizatora i pompy na pokładzie system antywibracyjny doprowadzenie próbkowanego gazu do komory spektrometru

27 Analizator gazów na pokładzie wiatrakowca -mocowanie oraz umiejscowienie wlotu powietrza Analizator gazów Otwór wlotowy powietrza do analizatora CRDS

28 Analizator gazów G2401-m system antywibracyjny

29 Dziękujemy za uwagę