Популярность квадрокоптеров растет с каждым годом. Дроны используются не только для частных полетов и съемок, но и в различных сферах деятельности. Дроны с тепловизионными камерами и ночным видением используются для поисково-спасательных операций, проверки линий электропередач, наблюдения за дикой природой и других задач, которые выполняются в ночное время. В статье не только рассказывается о квадрокоптерах с тепловизионной камерой и их применении, но и представлены 5 лучших дронов, которые умеют «видеть» ночью.
Виды камер для квадрокоптеров
Коптеры ночного видения отличаются от обычных дронов. Кроме того, камера ночного видения и тепловизионная камера — это не одно и то же. Давайте подробнее рассмотрим разницу между камерой ночного видения и тепловизионной камерой.
Камера ночного видения
Камеры ночного видения пользуются большой популярностью у охотников и военных. Это светло-зеленое изображение, которое может быть знакомо по играм и фильмам. Для хорошей видимости в темноте камера усиливает все доступные источники света. Эта технология называется оптоэлектронной или цифровой коррекцией изображения. Полученное изображение существенно отличается от исходного, характеризуется высокой яркостью и наличием бликов. Но на экране можно увидеть даже тускло освещенные участки.
Дроны с ночным видением и тепловизором оснащены продвинутыми камерами, которые могут делать снимки в темноте. Полноценные технологии ночного видения, такие как в очках и биноклях, еще не нашли своего применения в квадрокоптерах, потому что достаточно улучшенного объектива с тепловизионной камерой.
Тепловая камера
Тепловизионные камеры отличаются от обычных камер и даже от объективов ночного видения. Они работают на основе инфракрасной технологии и настроены на обнаружение света только в этой области электромагнитного спектра.
Обычные камеры идентифицируют различные объекты по цвету отраженного от них света, а ИК-камеры различают объекты по температуре их поверхности. Любая поверхность, какой бы холодной она ни была, излучает тепло. Это тепловое излучение обычно находится в инфракрасной области спектра и невидимо для человеческого глаза и обычного хрусталика. Однако ИК-камеры точно настроены на этот диапазон, поэтому они могут обнаруживать разное количество ИК-излучения от всех типов поверхностей (как живых, так и неживых).
Чем горячее поверхность, тем больше ИК-излучения она излучает, а значит, тем ярче она появляется в ИК-камере. Поэтому с помощью тепловизионной камеры можно видеть даже в непроницаемой темноте.
Существенным недостатком тепловизионной камеры является низкое разрешение изображения. В остальном технология отлично подходит для стрельбы и наблюдения в ночное время. Дроны оснащаются телеобъективами, будь то летательные аппараты для узких производств или сфер потребительской деятельности.
DJI Mavic 2 Enterprise Dual
Наиболее распространенным тепловым дроном является DJI Mavic 2 корпоративный двойной. Устройство оснащено радиометрическим термодатчиком высокого разрешения с разрешением 640 x 512 пикселей и частотой обновления 30 Гц. Квадрокоптер поддерживает 16-кратный зум. Тепловая камера имеет температурную чувствительность 2 градуса и рисует термограмму высокого разрешения.
В отличие от других тепловизионных дронов, которые одновременно работают только с основной камерой или инфракрасной камерой дрона, DJI Mavic 2 — корпоративный двойной, он может запускать обе камеры одновременно и показывать параллельное сравнение. Это помогает пилоту лучше ориентироваться в обстановке, просматривая изображение с основной камеры.
Термограмма поддерживает точечный измеритель для проверки отдельных горячих точек, а также измерение площади для получения температурного градиента выбранной области. Помимо тепловых возможностей, устройство оснащено полудюймовым CMOS-сенсором для основной камеры, который может делать снимки с качеством до 48 МП и 4-кратным зумом без потерь или ухудшением качества изображения, но 32-кратным цифровым зумом.
Модель также может похвастаться впечатляющим временем полета — 31 минута. На сегодняшний день DJI Mavic 2 корпоративный двойной снят с производства, но его еще можно найти в продаже, но по очень высокой цене.
Parrot ANAFI Thermal
Это относительно недорогой тепловизионный дрон, оснащенный микроболометром FLIR Lepton 3.5 (радиометрический датчик). По сравнению с более продвинутыми тепловыми дронами датчик Anafi имеет разрешение всего 160 x 120 пикселей. Дрон оснащен основной камерой с 1/2,4 CMOS-объективом, которая может снимать фотографии с разрешением 21 МП и видео 4K. Полученные клипы 4K можно накладывать на тепловые изображения с тепловизионной камеры для создания составного изображения.
Довольно маленький, поэтому весит всего 350 грамм. Современные умные функции вроде обхода препятствий отсутствуют. Что вполне оправдано, учитывая невысокую стоимость устройства в данном сегменте, порядка 200 000 рублей.
DJI Matrice 300 + камера Zenmuse
DJI Matrice 300 — это коммерческая платформа для дронов, которая не имеет себе равных по производительности и надежности. Аппарат представляет собой квадрокоптер, способный перевозить тяжелые грузы и выдерживающий полет в течение 55 минут. Автономность — одна из самых высоких среди коммерческих квадрокоптеров.
DJI Matrice 300 имеет максимальную полезную нагрузку 2,7 кг, что позволяет нести высокотехнологичные тепловизионные камеры. Для фотосъемки ночью платформа может быть оснащена гибридной камерой Zenmuse H20, которая является золотым стандартом в отрасли. Камера оснащена радиометрическим тепловизионным датчиком с разрешением 640 х 512 пикселей, 20-мегапиксельной основной камерой с 23-кратным гибридным оптическим зумом и инфракрасным дальномером, способным определять точное расстояние до объекта на расстоянии до 1,2 км.
DJI Matrice 300 не предназначен для частных пользователей. Дрон подходит для использования в бизнесе, а цена составляет более 11 000 долларов.
Autel EVO II Dual
Autel Robotics — американская компания, недавно выпустившая отличные самолеты. Их специальный дрон Autel EVO II Dual оснащен отличной тепловизионной камерой, идеально подходящей для любой сферы деятельности. Камера имеет разрешение 640 x 512 пикселей и поддерживает запись инфракрасного видео со скоростью 30 кадров в секунду. Есть опция 16-кратного увеличения, которая позволяет следить за обстановкой издалека, не подвергая свой дрон опасности. Например, при пожаре и других чрезвычайных ситуациях.
Autel EVO II Dual имеет режим «картинка в картинке», который накладывает тепловые изображения поверх обычных. Это уникальная особенность, которой нет в других самолетах.
Основная камера может делать фотографии в потрясающем разрешении 8K. Коптер считается премиальным, поэтому имеет множество высокотехнологичных функций и возможностей. К ним относятся обход препятствий на 360 градусов, 38 минут автономного полета, сопротивление ветру уровня 8, отслеживание объектов и расширенное планирование маршрута.
Yuneec H520 с тепловизионной камерой E10T
Yuneec H520 — это бизнес-гексакоптер, который отличается от традиционных 4-роторных дронов. Конструкция с 6 моторами обеспечивает полет даже при отказе одного из моторов во время полета. Самолет представляет собой многомодульный беспилотник, где операторы могут менять модули в соответствии с задачами миссии. Одним из доступных модулей является тепловизионная камера E10T, которая превращает гексакоптер в очень надежный тепловизионный дрон.
ИК-камера оснащена бозонным датчиком FLIR, который выпускается в двух версиях. E10T/X имеет разрешение 320 x 256 пикселей, а E10Tv/X имеет разрешение 640 x 512 пикселей. Как тепловое, так и обычное изображение передаются в виде широковещательной передачи на пульт дистанционного управления. Вы можете либо наложить изображение, либо отобразить его в режиме «картинка в картинке”.
В России этот квадрокоптер практически не встречается в продаже, либо его можно купить на заказ.
Популярные вопросы и ответы
Наша подборка вопросов и ответов поможет вам узнать о дронах с тепловизорами практически все.
Можно ли поставить тепловизор на обычный дрон?
Существует множество готовых тепловизионных камер, которые можно установить на DJI или любой другой дрон, чтобы обновить его и превратить в ИК-сканер. Эти камеры обычно поставляются со специальными креплениями или совместимы с большинством коммерческих дронов.
Компания FLIR является золотым стандартом в области тепловидения и производит отличные камеры ночного видения для дронов и БПЛА (маленьких беспилотных авиационных систем). Продукция бренда универсальна и работает с различными коммерческими дронами, представленными на рынке. Например, FLIR Vue Pro R можно использовать с несколькими дронами DJI и другими квадрокоптерами, поддерживающими полезную нагрузку 150 граммов.
Важно знать, что тепловизионные камеры стоят дорого. Стандартная тепловизионная камера может стоить 5000 долларов. Поэтому при ограниченном бюджете лучше купить дешевый специализированный дрон, например Parrot ANAFI Thermal.
Почему дроны ночного видения стоят дорого?
Большинство тепловых дронов значительно дороже потребительских моделей. Причины высокой цены на квадрокоптеры ночного видения:
- Стоимость тепловизионной камеры намного выше по сравнению с обычным объективом. Дело в дорогом материале линз, которые обычно изготавливаются из редкоземельных металлов, таких как германий. Германий очень редок и дорог в добыче и переработке. Это делает изготовление камеры дорогостоящим процессом.
- Рынок тепловизионных камер ограничен по сравнению с обычными потребительскими камерами, и они не производятся серийно. Массовое производство является причиной снижения цены на любой потребительский товар. Поскольку в год разрабатывается несколько сотен или тысяч ИК-камер, накладные расходы делают цены высокими.
- Тепловые дроны в основном продаются предприятиям, предприятиям и организациям. Обычно такие компании выделяют значительные средства на качественную продукцию. Поэтому производители самолетов могут завышать цену.
- Поскольку тепловые дроны используются в серьезных приложениях, надежность имеет важное значение. Если обычный дрон выйдет из строя в воздухе, пилот его просто потеряет. Но если поисково-спасательный вертолет выйдет из строя в воздухе, это может стоить жизни. Дополнительная надежность и отказоустойчивые механизмы, встроенные в дрон, делают его дорогим.
Где используются дроны с тепловизионными камерами?
Областей использования тепловых беспилотных летательных аппаратов много. Власти и организации уже давно используют технологию тепловидения для различных целей:
- Поисково-спасательные операции. В поисково-спасательных операциях уже давно используются вертолеты, но с развитием коптеров организации и власти все чаще используют дроны. По сравнению с вертолетами дроны более доступны, их можно запускать из любого места и проникать в труднодоступные места. Квадрокоптер с ИК-видением может выполнять поисково-спасательные работы ночью и в районах, где нет прямого визуального доступа. Например, густой лес или горящее здание, окутанное дымом.
- Правоохранительные органы. Тепловые БПЛА правоохранительных органов могут использоваться для наблюдения внутри помещений, преследования убегающих подозреваемых в темных местах и наблюдения за незаконными действиями издалека, чтобы не тревожить подозреваемых. Самолеты также можно использовать для мониторинга транспортных потоков и создания более точных планов поездок в городских районах.
- Осмотр крыши. Раньше рабочие вручную проверяли крыши на предмет надлежащей изоляции, что требовало больших затрат времени и труда. Теперь с помощью тепловых дронов можно за несколько минут просканировать всю территорию и сразу увидеть, где нарушена или повреждена теплоизоляция. Такие области будут очень четко выделены на термограмме, чтобы их можно было сразу идентифицировать и скорректировать.
- Наблюдения за дикой природой. Тепловые БПЛА используются департаментами дикой природы в нескольких странах для наблюдения за популяциями диких животных в отдаленных и труднодоступных районах. Большинство диких животных сливаются с окружающей средой, что затрудняет их идентификацию с помощью биноклей или обычных камер. А вот тепловизионная камера отлично справляется с поставленными задачами.
- Проверка линий электропередач. Длинные линии электропередач очень трудно контролировать вручную. Раньше технические специалисты взбирались на каждый столб или проводили осмотры с вертолетов, но теперь тепловизионные камеры на дронах значительно облегчили такую трудоемкую задачу. Когда на линиях электропередач возникают проблемы с электричеством, они образуют горячие точки. Эти горячие точки невидимы невооруженным глазом, но тепловизионная камера, установленная на квадрокоптере, может легко идентифицировать их до того, как линия оборвется или произойдет авария. Проверки обычно назначаются на несколько месяцев вперед. Дрон летит по заданной траектории вдоль линий и записывает тепловизионное видео. Специалисты линии анализируют видео с помощью специального программного обеспечения для выявления проблемных зон.
- Промышленные инспекции. Химическая промышленность, например, производство мочевины и других нефтехимических продуктов, использует для производства горячие процессы. Жидкости текут по трубопроводам и резервуарам при различных температурах. Когда в линии возникает проблема, изменение температуры контура действует как сигнал о возникновении проблемы. Дроны с тепловизионными камерами могут сразу выявить такие проблемы, будь то протечки или трещины. Самолеты значительно упрощают досмотровую работу.
- Военные цели. Не секрет, что сегодня все чаще коммерческие квадрокоптеры используются солдатами в военных конфликтах. В основном для разведывательных операций, но и для перевозки различных грузов и вооружения.
