Wszystko, co musisz wiedzieć o dronach wyposażonych w kamery termowizyjne i noktowizyjne

Agencje bezpieczeństwa publicznego i jednostki inspekcji kryzysowych codziennie używają dronów, które pomagają im w ich misjach. Te wysoce mobilne drony wyposażone w specjalistyczne kamery mogą zostać rozdysponowane w ciągu kilku minut, aby szybciej i skuteczniej pokryć rozległe tereny niż konwencjonalne narzędzia naziemne. Ta zdolność okazuje się być ogromną zaletą dla osób udzielających pierwszej pomocy, które potrzebują każdej dostępnej informacji, aby podejmować właściwe decyzje. Bardzo często zdarza się, że obowiązek wzywa, gdy słońce już zaszło. Większość akcji poszukiwawczo-ratowniczych (SAR) odbywa się w nocy, kiedy widoczność jest minimalna. Aby zapewnić ratownikom dodatkowy margines bezpieczeństwa i natychmiastowe rozpoznanie terenu w ciemności, DJI opracowało drony termowizyjne i noktowizyjne.

Jak działa technologia noktowizyjna?

Zacznijmy od małego wstępu. Ludzki wzrok jest ograniczony do niewielkiego wycinka widma elektromagnetycznego znanego jako światło widzialne. Inne części widma – radio, podczerwień, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie, promieniowanie gamma – nie są dostrzegalne gołym okiem. Jednakże, kamera może odbierać różne długości fal światła, jeśli jest wyposażona w odpowiednie czujniki. 

Noktowizja oznacza zdolność widzenia w ciemnym i słabym oświetleniu. Różne technologie umożliwiają widzenie w nocy, z których najczęstsze to obrazowanie termiczne i światła gwiazd/słabego oświetlenia.

Termowizja

Obrazowanie termiczne działa poprzez wykrywanie energii cieplnej lub sygnatury cieplnej , która jest naturalnie emitowana zarówno przez obiekty ożywione, jak i nieożywione. Kamery termowizyjne zawierają wysoce zaawansowany obiektyw i czujniki, które przepuszczają niewidzialne częstotliwości podczerwieni, dzięki czemu można zmierzyć temperaturę powierzchni obiektu. Uzyskane dane są wykorzystywane przez procesor obrazu do tworzenia tzw. termogramu lub mapy kolorów wyświetlającej różne wartości temperatury.

W nocy po zachodzie słońca temperatura gruntu i otoczenia spada, a ciała poszukiwanych osób są cieplejsze. To właśnie ta różnica termiczna jest wykrywalna, co sprawia, że ​​drony termowizyjne tak dobrze sprawdzają się w misjach SAR.

Sensor Starlight

Czujniki słabego oświetlenia działają na zasadzie zbierania niewielkich ilości światła ze źródeł takich jak światło gwiazd lub światło księża i wzmacniania go w celu uzyskania lepszego obrazu.

W przeszłości kamery noktowizyjne z sensorami Starlight wykorzystywały technologię zwaną optoelektronicznym wzmacnianiem obrazu. W tym przypadku światło przechodziło przez serię soczewek i lampę wzmacniającą obraz, która przekształcała przychodzące fotony w elektrony. Elektrony te trafiały następnie na pokryty fosforem ekran, tworząc charakterystyczne, świecące na zielono obrazy, które można było zobaczyć w filmach szpiegowskich lub grach takich jak „Call of Duty”.

Nowoczesne czujniki światła gwiazd wykorzystują technikę zwaną cyfrowym wzmocnieniem obrazu, która jest nowszą wersją tradycyjnej technologii wzmacniania światła. W cyfrowym wzmacnianiu obrazu, czujnik CMOS jest używany do konwersji światła na sygnały cyfrowe. Sygnały te są następnie wzmacniane elektronicznie i kilkakrotnie powiększane w celu uzyskania wyrazistości, zanim zostaną wyświetlone na ekranie jako obrazy w świetle widzialnym.

Czujniki światła gwiazd mają szerszą przysłonę i krótszy czas otwarcia migawki, dzięki czemu do aparatu dociera więcej światła. Czujniki współpracują z algorytmami, które tłumią szumy i poprawiają jakość obrazu. Drony wyposażone w kamery noktowizyjne wykorzystują cyfrowe wzmocnienie obrazu, co pozwala na zminiaturyzowanie ładunku użytkowego w postaci kamery noktowizyjnej.

Które drony DJI posiadają kamery zdolne widzieć w ciemności?

Chociaż nauka stojąca za noktowizją i termowizją może wydawać się dość skomplikowana, w rzeczywistości drony z tymi kamerami są niezwykle łatwe w użyciu. Kilka dronów DJI posiada kamery oferujące funkcje widzenia po zmroku.

Mavic 2 Enterprise Advanced

W celu szybkiej identyfikacji obiektów na danym obszarze, ten wysoce wszechstronny, ale kompaktowy dron jest wyposażony w dwa czujniki – kamerę termowizyjną HD o rozdzielczości 640 × 512 pikseli i kamerę wizyjną 48 MP z czujnikiem CMOS 1/2”. Możesz przełączać się między podglądem światła dziennego i termowizyjnym lub podzielić ekran i uzyskać dwa obrazy na każdym z nich. Technologia termowizyjna w tym modelu spełnienia różne wymagania misji, takich jak poszukiwanie zaginionych osób, identyfikowanie nielegalnych kłusowników po zmroku oraz nocne patrole prewencyjne kopalń, placów budowy i innych ważnych   obszarów. Znajdziemy tu również punktowy pomiar temperatury oraz narzędzie do pomiaru temperatury powierzchni, aby uzyskać paletę barw temperatury wybranego obszaru.

Matrice 300 RTK z Zenmuse H20T

Dzięki 55 minutom lotu i szerokokątnej kamerze FPV, M300 RTK zapewnia skuteczny nadzór, bez względu na to, jak odległa jest misja. W połączeniu z rozwiązaniem termowizyjny w postaci kamery Zenmuse H20T można dostrzec to, co  niewidoczne dla ludzkiego oka, niezależnie od tego, czy prowadzimy misję poszukiwawczo-ratowniczą, czy zabezpieczamy obszar po zmroku. Kamera Zenmuse H20T jest wyposażona w 20-megapikselowy sensor z zoomem, 12-megapikselowy sensor szerokokątny, dalmierz laserowy obejmujący odległości od 3 do 1200 m oraz radiometryczny sensor termowizyjny 640×512 pikseli.

Matrice 300 RTK z noktowizją Zenmuse H20N

Zestaw zaprojektowany specjalnie do operacji nocnych, kamera noktowizyjna Zenmuse H20N to najnowszy ładunek użytkowy od DJI przeznaczony dla drona M300 RTK. Łączy w sobie dwia sensory typu Starlight z funkcją szerokokątną i zoomem, dwa czujniki termowizyjne 640×512 pikseli z zoomem optycznym 2×\8× oraz dalmierz laserowy o zasięgu wykrywania od 3-1200m. W słabym oświetleniu i trudnych warunkach można radykalnie poprawić widoczność, widząc jednocześnie obraz noktowizyjny i termowizyjny na podzielonym ekranie.

Matrice 30T z kamerą FPV widzącą po zmroku

Wytrzymały, nowy flagowy dron DJI, który mieści się w plecaku, Matrice 30T jest wyposażony w ładunek użytkowy z sensorem światła dziennego 48 MP 1/2″ sensor CMOS z 16× zoomem optycznym i 200× zoomem cyfrowym, 12MP kamerę szerokokątną, laserowy dalmierz z zasięgiem wykrywania od 3-1200m oraz radiometryczny sensor termowizyjny o rozdzielczości 640×512 px. Poza czujnikiem termicznym, kamera FPV w M30T została zoptymalizowana do pracy w warunkach słabego oświetlenia – jest to funkcja, która ułatwia bezpieczne latanie w nocy bez obawy o rozbicie się o wzniesienie podczas misji poszukiwawczo-ratowniczej.

Do czego są wykorzystywane drony termowizyjne i noktowizyjne?

Istnieje wiele scenariuszy, które zakładają loty dronami po zmroku lub w warunkach całkowitej ciemności.

Misje poszukiwawczo-ratownicze

Przydatność dronów noktowizyjnych i termowizyjnych w akcjach poszukiwawczo-ratowniczych jest bezcenna. Możliwość znalezienia sygnatury cieplnej człowieka w niebezpieczeństwie może być kluczową różnicą między życiem a śmiercią. Prowadzenie akcji ratunkowych w gęstych lasach lub po klęskach żywiołowych, to złożone przedsięwzięcie. Drony z takimi kamerami mogą pomóc w dokładnym śledzeniu zarówno ofiar, jak i personelu ratowniczego.

Bezpieczeństwo publiczne

Funkcjonariusze policji są wzywani do radzenia sobie w nocy z różnymi rodzajami interwencji. Mogą one obejmować od wspierania osób narażonych na niebezpieczeństwo do radzenia sobie z poważną i zorganizowaną przestępczością. Gdy kluczowe jest zminimalizowanie ryzyka zarówno dla społeczeństwa, jak i osób narażonych na niebezpieczeństwa, przy jednoczesnej maksymalizacji bezpieczeństwa funkcjonariuszy, drony wyposażone w kamery noktowizyjne i termowizyjne mogą być rozdysponowane w celu zbierania informacji sytuacyjnych i śledzenia ruchów podejrzanego nawet w całkowitej ciemności.

Sytuacje kryzysowe

Kamery termowizyjne i noktowizyjne mogą służyć jako podstawowe narzędzia do wykrywania zagrożeń, gdy zespoły zajmujące się ochroną przed zagrożeniami lub ratownictwem muszą szybko i bezpiecznie poruszać się po ciemnych i nieprzewidywalnych obszarach. Od odkrywania zabójczych zagrożeń chemicznych w pozornie nieszkodliwych miejscach po zdobywanie przewagi nad pożarami nawet po zachodzie słońca i konieczności wstrzymania operacji helikopterów, drony wyposażone w takie kamery zapewniają załogom bezpieczeństwo, jednocześnie pozwalając im osiągnąć więcej w każdej misji.

Nadzór bezpieczeństwa i inspekcje awaryjne

Duże zakłady przemysłowe i inne obszary o znaczeniu strategicznym mogą zyskać dodatkową warstwę bezpieczeństwa do swojego obwodu, prowadząc nocny nadzór za pomocą dronów. A w sytuacji awaryjnej, takiej jak przerwa w dostawie prądu, załogi mogą szybko sprawdzić zmiany w sygnaturach cieplnych różnych komponentów i dowiedzieć się, gdzie znajduje się nieprawidłowo działająca jednostka. Wiele rodzajów inspekcji przemysłowych i budowlanych może odbywać się również w nocy za pomocą dronów noktowizyjnych.

Monitoring i zarządzanie dziką fauną i florą

Czujniki termowizyjne to jeden z najskuteczniejszych sposobów lokalizowania zwierząt – czy to w celu liczenia dzikich zwierząt, mapowania siedlisk, obserwacji behawioralnych, czy udzielania pomocy medycznej po pożarze lasu. Co więcej, dzięki dronom noktowizyjnym kłusownicy mogą być lokalizowani zarówno w dzień, jak i w nocy. Na przykład w Kenii drony pomogły drastycznie zmniejszyć liczbę nielegalnie zabitych słoni, przyczyniły się do aresztowania ponad 300 kłusowników i pomogły w skonfiskowaniu ponad 1000 kg kości słoniowej.

Wnioski

Chociaż niektórych sytuacji nie da się uniknąć, drony termowizyjne i noktowizyjne mogą znaleźć się na wyposażeniu osób udzielających pierwszej pomocy, organów ścigania, ekip inspekcyjnych i zespołów zajmujących się ochroną dzikiej przyrody. Nawet w całkowitej ciemności, drony z funkcjami noktowizyjnymi mogą wyszukiwać oznaki życia, poprawiać ogólną świadomość sytuacyjną i umożliwiać funkcjonariuszom szybsze podejmowanie istotnych decyzji.