Квадрокоптеры с тепловизором и ночным видением

Назначение и применение квадрокоптеров с тепловизором и ночным видением в России

Современные беспилотные технологии активно развиваются и используются в различных отраслях по всему миру. БПЛА востребованы в строительстве, природно-охранной сфере, сельском хозяйстве, промышленности, военной области, в контроле гражданских объектов, при тушении пожаров, предупреждения аварий и ЧП. Квадрокоптер с тепловизором и камерой ночного видения относится к универсальным устройствам. Он позволяет проводить круглосуточное наблюдение за объектами, посредством фото- и видео-фиксации. Приборы имеют инфракрасные излучатели (ИК), позволяющие работать в условиях низкой освещенности, и крепятся отдельно к корпусу дронов.

Для чего нужны дроны с камерой ночного видения?

На начало 2023 г. во всем мире пока не выпущены универсальные модели квадрокоптеров с камерой ночного видения, встроенной в корпус, но разработки таких проектов ведутся во многих странах: США, Китай, Германия, Япония, Израиль, РФ. Используемые сейчас БПЛА, при необходимости срочной эксплуатации, сопрягают с рабочими ИК-камерами, способными делать снимки в темноте.

Технические характеристики прибора определили его в разряд оптоэлектронных. Готовое изображение поддается хорошей оцифровке и коррекции, получается с высоким уровнем яркости и большим количеством бликов. Изготавливают устройство из дорого редкого металла – германия, входящего в состав корпуса и линз объектива.

Квадрокоптер с ночным видео востребован в разных отраслях, и пользуется популярностью у военных, охотников, частных и государственных охранных ведомств, и службы МЧС. Сопряженная с дроном камера передает оператору через ПО изображение зеленого оттенка, выполненное в процессе наблюдения за объектом в темноте.

Большую эффективность камеры ночного видения показывают при их использовании в паре с тепловизором. Дрон, обустроенный этими приборами, автоматикой и ПО работает системно и слаженно.

Настройки камеры дрона для ночной съемки

Чтобы правильно пользоваться квадрокоптером с ночным видением и получать качественные результаты съемки, нужно уметь его настраивать. Для этого выполняют действия по инструкции, представленной производителем, в печатном варианте или на официальном сайте. В инструкции подробно расписана графика и руководство настроек, детально рассказано о конструкции, элементах комплектации.

Прибор имеет выдержку, механизм регулирования, диафрагму, затвор. Выдержка бывает короткой и длинной. Первая за небольшой промежуток дает свет и находит контуры объекта наблюдения. Длительная обеспечивает большой промежуток попадания лучей света на сенсор, засвечивая и размывая контуры изображения. Сохраняются фото в форматах JPEG (маленькие габариты файлов) и RAW (большой формат изображений).

Диафрагма указывает на диаметр входного зрачка, равного заднему фокусному расстоянию. Она бывает узкой + широкой, обладает высокой и низкой светочувствительностью. С помощью экспокоррекции – метода изменения выдержки, можно вручную выставить нужные параметры, либо предоставить эту функцию автоматике, которая сделает все сама, с регуляцией изображения по четкости и яркости.

Пример настроек китайского производителя DJI

Камеры квадрокоптеров (например, от бренда DJI) поддерживают автоматически такие режимы экспозиции: А, М, S. Все они настраивают яркость и поддерживают скорость затвора, а также диафрагму, ориентируясь на встроенную программу, рассчитанную на адаптацию к снимаемой местности.

Любой пользователь сможет самостоятельно настроить диафрагму, а камера автоматически повлияет на экспозицию. Отрегулировать своими руками в приборе можно также:

• желаемую скорость движения затвора;
• автобрекетинг (через редактирование);
• расширенный диапазон яркости (HDR);
• габариты матрицы (1/2, 1/3, 4/3, 1 дюйм).

В инструкции производитель подробно описывает:

• процессы передержки, полоски которой, при проявлении фотографии, не будут видны;
• гистограмму с отображением уровня пикселей;
• фокусы: AF, MF;
• расширенные опции.

Настройка фокусов осуществляется также вручную или автоматически. При этом обращается внимание на расстояние с показанными величинами.

Квадрокоптер с тепловизором

Беспилотные аппараты с тепловизионной камерой в производятся на передовом технологическом оборудовании. Они надежны, универсальны в функциях, и имеют встроенные отказоустойчивые механизмы. Тепловизор сопрягают с корпусом дрона, настраивая его вручную или автоматически по указанной инструкции производителя. Прежде чем купить квадрокоптер с тепловизором, необходимо знать некоторые нюансы.

Тепловизионные камеры работают на основе инфракрасной технологии. Настройка ИК занимается поиском света в области электромагнитных спектров. Прибор способен различить объекты по оттенку зафиксированного света + температуры их поверхности, излучающей тепло. При этом инфракрасные спектры считаются невидимыми для человеческого зрения.

Основная особенность устройств – это способность находить разное количество типов поверхностей (живых и неживых) в непроницаемой темноте, за счет предусмотренных конструкцией датчиков обнаружения. Чем горячее поверхность объекта, тем больше ее излучающая ИК-способность, и тем ярче получится изображение.

Дроны, оснащенные тепловыми камерами, помогают специалистам в спасательных и противопожарных операциях. В практических целях квадрокоптер с тепловизором используют для охоты и разных целей: военных, охраны, контроля за промышленными и секретными объектами, при строительных работах (осмотр кровли), проверки линии передач, наблюдения за дикой природой и труднодоступных участков, выполнения промышленных инспекций.

Модели квадрокоптеров с тепловизором

Поставить камеру с тепловизором можно на любой дрон, функциональные способности которого позволяют слаженно работать нескольким объединенным устройствам в режиме единой системы. Прибор полностью модернизируется под БПЛА, преобразуясь в ИК-сканер.

Присоединение тепловизора осуществляется специальными креплениями, совместимыми со многими дронами. Лидером по производству устройств с ИК-сканерами считают компанию «FLIR Vue Pro R». Тепловизоры бренда используются БПЛА, которые поддерживают полезную нагрузку от минимальных 150 г, и выше (3-5 кг).

Чтобы купить квадрокоптер с тепловизором FLIR Vue Pro R для охоты, потребуется сделать покупку через официальную страницу бренда, его интернет-магазин или официальных представителей (партнеров). Покупка тепловизора обойдется недешево – его рыночная цена составляет от $ 5 000.

Плюс камеры в том, что она способна дополнить не только премиальные, но и бюджетные модели квадрокоптеров, например, китайскую линейку компании DJI, французский БПЛА «Parrot ANAFI Thermal». Эти модели вполне подойдут для охоты и выполнения разных стратегических задач.

Популярные модели

Квадрокоптер с тепловизором DJI Matrice 300 считается одной из лучших бюджетных серий БПЛА, с высоким уровнем производительности и надежности. Дрон способен выдерживать большую нагрузку (max – 2,7 кг), и находится в полете до 60 минут. Он качественно работает в симбиозе с камерой Zenmuse H20, оснащенной ИК-дальномером, работающим до 1,2 км и обладающим другими полезными техническими характеристиками:

• Разрешение – 640 х 512 пикселей.
• Оптический зум – 23.
• Основной экран – 20-мегапикселей.

Цена дрона составляет – от $ 11 000.

БПЛА Yuneec H520 относится к высокомодульным аппаратам, оснащенным шестью двигателями. Дрон функционально работает с тепловизором E10T. В качестве модуля к беспилотнику, камера делает качественные снимки в разрешении 320 х 256 пикселей (E10T/X) и 640 х 512 пикселей (E10Tv/X). ИК-устройство оснащено датчиком FLIR. Купить в РФ данный квадрокоптер можно только под заказ.

Parrot ANAFI Thermal считается тепловым беспилотником, выпущенным французским производителем. ИК-камера у БПЛА представлена объективом CMOS 1/2.4, датчиком Anafi с разрешением 160 х 120 пикселей + радиометрическим датчиком. Основная камера может снять фото на 21 МП + видео формата 4K, на которые накладываются термограммы. Стоимость дрона – от 200 000 рублей.

Autel EVO II Dual – дрон, произведенный в США, способный находиться в воздухе до 340 минут, с обходом препятствий на 360°. Он имеет хорошие ТТХ, расширенно планирует маршрут, сопротивляется уровню ветра – 8, а камера-тепловизор сделана с разрешением 40 x 512 пикселей и опцией 16-кратного увеличения. ИК-устройство поддерживает запись видео со скоростью 30 кадров/с.

Особенностью приборов считается возможность наблюдать за обстановкой издалека, без подвергания дрона опасности (при ЧП, пожаре). Она имеет режим настроек «картинка в картинке» (наложение тепловых изображений на обычные) и разрешение для фото – 8K.

Квадрокоптер с тепловизором Mavic2

Популярный китайский дрон Mavic 2 от бренда «DJI» представлен в нескольких разновидностях, способных поддерживать полет от 30 до 40 минут:

• Первый БПЛА – DJI Mavic 2 Enterprise Dual, имеет частоту обновления тепловизионной камеры 30 Гц, CMOS-сенсор и радиометрический термодатчик высокого разрешения 640 х 512 пикселей. Для оснащения беспилотника используют сразу 2 камеры – основную и дополнительную, с 4-кратным зумом, который можно увеличить до показателя 32. Фото имеют качество – 48 МП. По некоторым сведениям, временно приостановлен выпуск данной модели, но ее все еще можно найти в продаже на специализированных сайтах.
• Другой БПЛА – Dji Mavic 2 Enterprise, имеет камеру-тепловизор, полностью поддерживающую 16-кратный зум. Устройство обладает температурной чувствительностью 2°С, самостоятельно рисует термограмму. Изображения и видео получаются в высоком разрешении.
• Третья модель БПЛА – Mavic 2 Enterprise Advanced (обозначается также, как M2EA), имеет 2 камеры с качеством изображения 48 МП и 32-кратным цифровым увеличением, тепловой сенсор 30 Гц. Также у устройства есть сенсор CMOS, модуль для обработки изображений 640 х 512 пикселей – RTK. Главные особенности дрона, оснащенного тепловизором – возможность моментальной настройки за 1 минуту, совместимость встроенных и добавленных аксессуаров, высокая скорость подъема и спуска (6 м/с; 5 м/с).

Отраслевое применение дронов с ночным видением

Квадрокоптер в ночное время помогает выполнить ряд задач. Способы применения устройств с ИК-наблюдением следующие:

• Промышленные инспекции – востребованность в нефтеперерабатывающей и газодобывающей отраслях, химической промышленности. Здесь происходит полный контроль случившихся неполадок и аварийных ситуаций.
• Оценка работы линии электропередач – помощь электрикам в выполнении профилактических работ, поиск проблемного участка, требующего ремонта и восстановления, идентификация имеющихся повреждений.
• Осмотр кровли – экономия времени рабочих в профилактических работах, выявление участков, требующих текущего или капитального ремонта в домах с высокой этажностью.
• Осуществление наблюдения за дикой природой – природоохранная деятельность инспекторов лесного фонда и хозяйства помогает бороться с браконьерами, и мониторить популяцию диких животных в труднодоступных местах.
• Выполнение поисковых и спасательных операций – обнаружение пропавших людей, в результате ЧП, природных катаклизмов, техногенных аварий, сложных жизненных ситуациях, и в качестве помощи спасателям для мест, куда пробраться не представляется возможным (горящее здание, горный ландшафт, густой лес).
• Задействование в охоте – дроны с камерой ночью позволяют обнаружить дичь в густых зарослях, определить миграцию и количество животных.
• Военные задачи – применение тепловизоров в разведывательных целях, фиксация передвижений и перегруппировки противника, наблюдение за конкретными целями и объектами, транспортировкой важных грузов и средств поражения.
• Сельское хозяйство – мониторинг земельных участков, посаженных пашен, состояния растений, урожая, ущерба от непогоды, вмешательства и воровства посторонних лиц.
• Отрасль землеустройства – кадастровые работы, географическое изучение ландшафтов, раздел границ земельных участков, определение параметров исследуемого объекта, требующего регистрации через ЕГРН и Росреестр.
• Использование в правоохранительной отрасли – профилактика преступлений и правонарушений, поиск потенциального преступника, сбор доказательной базы при расследовании дел и т.д.

Купить квадрокоптер с ночным видением можно также для охраны гражданских объектов – баз отдыха, санаториев, гостиниц, коттеджей, частных хозяйств, строительных кооперативов. Камера ночного видения способна усилить все имеющиеся источники света через оптоэлектронное и цифровое улучшение изображения. Сначала картинка получается необработанной, затем ее обрабатывают, обращая внимание на основные (крупные, мелкие) и слабо освещенные участки.

Самой портативной и мощной в мире, на данный момент, считают камеру 48 МП у БПЛА Matrice 30. Она имеет сложные датчики, 1/2″ CMOS-сенсор, сделана прочной и легкой, быстро собирается, настраивается и транспортируется. Использовать ее можно для аэрофотосъемки и фотограмметрии в любую погоду и время суток.

С помощью лазерного сканера координаты объектов показывают точные данные до 1,2 км. При этом скорость кадров составляет 30 кадров/с, для видео 4K. Ее хватает на все время непрерывного полета беспилотника – 41 минуту, на высоте до 7 км над землей.

Купить квадрокоптеры с тепловизором и узнать цену разных мировых моделей можно на таких сайтах, как Алиэкспресс и Озон. Если военных моделей нет в продаже, значит приобрести их можно только через сайт Минобороны РФ, после личностной верификации.

Камера ночного видения

Для оснащения квадрокоптера с ночной съемкой применяют специальные приборы оптико-электронного класса. Они настраиваются оператором на ручное или автоматическое управление, и помогают получить изображения любого объекта на местности в условиях плохой освещенности. Приборы формируют изображение через ИК-излучение, а также УФ-спектр. Полученное изображение имеет зеленоватый оттенок, не раздражающий глаза.

В РФ ведутся разработки собственных камер для дронов. В настоящий момент используются зарубежные модели. Цены на квадрокоптер ночного видения зависят от габаритов приборов, веса, рыночной цены и себестоимости, установленной брендом, технических характеристик.

Ночными камерами на квадрокоптеры оснащены Typhoon Yunek H (115 000 руб.), Inspire 1 (140 000 руб.), Mavic 2 Enterprise (230 000 руб.), Matrice 200 (590 000 руб.), Matrice 210 V2 (740 000 руб.), Matrice 210 V2 (840 000 руб.). Качестве видео для перечисленных дронов – 4К, они работают в диапазоне от 1,5 до 8 км 22-38 минут. Приборы оснащены12-мегапиксельным визуальным датчиком. При этом частота тепловых кадров составляет 30 Гц.

Тепловая камера

Обустройство дронов тепловизорами – приборами, позволяющими наблюдать в темноте за объектами и их передвижением по температуре исследуемой поверхности, помогает решать ряд задач, связанных с охраной и безопасностью отрасли, для которой они применяются. Устройства бесконтактно определяют состояние объекта по электромагнитному излучению.

Тепловизоры востребованы в строительстве, медицине, металлургии, машиностроении, астрономии, ветеринарии, для пожарных, спасательных и военных нужд. Изготовленные из германия (металл), приборы имеют в составе материалы, которые в совокупности образуют хороший коэффициент ИК-излучения, при 30 кадрах/с.

Разрешение камеры в среднем – 8К, 640 х 512 пикселей. Увеличение изображения в разных оттенках, в зависимости от передачи спектрально отражающейся температуры живого или неживого объекта происходит в 16 раз.

На практике квадрокоптер с тепловизором оснащается и камерой. Оба прибора работают одновременно, и при настройке вручную либо автоматически формируют единое фото и видео (картинка в картинке), обрабатываемое встроенным на БПЛА ПО. Лучшей комбинированной моделью таких дронов считается Autel Evo 2 Pro (США), цена которой составляет от 500 000 рублей.

Лучшие военные квадрокоптеры с тепловизором

РФ активно использует БПЛА в военных операциях Сирии и на Украине. Об этом в СМИ указывают сами российские производители дронов. Практическая отработка функциональных способностей беспилотников осуществляется в реальной военной обстановке.

Лучшими квадрокоптерами с тепловизором военной отрасли, оснащенными тепловизорами, на данный момент считаются перечисленные в предыдущих разделах модели мировых производителей, а также беспилотники:

• Тахион, Орлан-10, Элерон-3, БПЛА 400Т (РФ).
• XDynamics (Германия).
• Autel EVO II (США)

Последняя российская разработка квадрокоптеров с тепловизором и ночным видением в РФ – БПЛА 400Т от бюро оптики и механики «АСТРОН» (г. Лыткарино), с тепловизионным каналом, вышел осенью 2022 г. Устройство имеет большое разрешение на съемку (384 х 288 пикселей), поле зрения – 40° х 30°, частоту – 30 кадров/с, проведение видео в ночное время, гиростабилизированный подвес, большую дальность – до 6 км, долгую работу – до 51 минуты.

Беспилотник патрулирует колонны на марше, корректирует огонь и наблюдение, доставляет барражирующие боеприпасы. Тепловизор БПЛА 400Т способен распознать автомобиль до 1 км, а человека ночью – на 350-400 м. Новинка была представлена на форуме «Армия-2022», и была названа летающим тепловизором.

Узнайте больше о беспилотниках других видов здесь.

Оставьте комментарий, идеи, предложения.

  Уважаемые посетители нашего портала, поделитесь вашим видением и идеями по развитию и конструированию коптеров в России и мире.