БПЛА с тепловизором

Содержание

1.     Введение
2.     Что такое тепловизор и как он работает
3.     Сферы применения БПЛА с тепловизором
4.     Сравнительный обзор актуальных моделей БПЛА с тепловизором
5.     Заключение

Введение

Беспилотные летательные аппараты уже давно заняли свою нишу незаменимых помощников во многих областях современной жизни, таких как, бытовое использование в качестве летающей фото-видео камеры, съемки с воздуха в киноиндустрии, промышленное применения в строительстве, геодезии, мониторинге труднодоступных объектов и инженерных сетей, при проведении спасательно-разыскных мероприятий, а также в сельском хозяйстве. Есть и более специфические задачи, которые с легкостью, недоступной ранее, решают современные БПЛА. В данной статье мы расскажем вам о сферах применения тепловизионных установок, которыми оснащаются современные мультироторные БПЛА, рассмотрим актуальные модели и проведем небольшой сравнительный анализ их возможностей.

Что такое тепловизор и как он работает

Любой объект с температурой выше абсолютного ноля, является источником электромагнитного излучения в инфракрасном диапазоне длинны волны. Человеческий глаз не в состоянии увидеть это излучение, но человек в состоянии его почувствовать, при условии, что это излучение достаточно интенсивное – тепло от батарей отопления или электрические нагревательные приборы мы ощущаем своей кожей. Что бы воочию увидеть это излучение, начиная с середины прошлого века, стали применять устройства, которые визуализировали инфракрасный диапазон излучение объекта путем преобразования ИК-лучей в видимый диапазон.

Стоимость на эти устройства достаточно высока и обуславливается особенностями конструкции и материалов, применяемых при производстве, узкой ниши применения, а соответственно и отсутствия массового производства. Отдельно стоит отметить колоссальный объем работы по настройке матриц - для получения приемлемой картины каждая ее ячейка калибруется индивидуально. Матрицы современных тепловизоров называют болометрическими – их ячейки состоят из болометров, тепловых приемников излучения. Оптическая система тепловизионной камеры во многом похожа на оптические системы обычных фото-видеокамер, так как ИК-излучение распространяется по тем же законам физики, что и видимый диапазон электромагнитного излучения, однако стекла в ней применяются, выполненные из германия. Дело в том, что обычное боросиликатное стекло пропускает видимый свет, но задерживает инфракрасный диапазон, а линзы, сделанные из германия видимый диапазон не пропускают, но остаются прозрачными для ИК лучей. Стоимость германия сопоставима со стоимостью золота.

Сферы применения БПЛА с тепловизором

В первую очередь, БПЛА, оснащенные тепловизионными установками, используются для обнаружения теплопотерь в зданиях жилого и промышленного использования. Локализация и устранение точек теплопотерь позволяет избежать дополнительных затрат на отопление в холодное время года, а так же предотвратить образование конденсата на поверхностях, который способствует порче отделочных материалов и образованию плесени. Крайне полезен тепловизор и при обследовании подводящих коммуникаций – теплотрассы горячего водоснабжения и отопления так же могут иметь утечки поставляемых энергоресурсов, что может привести к аварии. Не стоит забывать и о электросетях – нагрев проводов и опор ЛЭП с легкостью регистрируется при помощи коптера с тепловизором. Уже вошло в практику использование БПЛА с тепловизором при проведении поисково-спасательных работ, обнаружении несанкционированного доступа и при проведении тактических мероприятий в темное время суток. Гражданское применение коптера с тепловизором это чаще всего охота, ведь с высоты его полета ты можешь оставаться практически незамеченным, охватывать большую территорию и обнаруживать добычу на значительном удалении от нее.

Сравнительный обзор актуальных моделей БПЛА с тепловизором

Рейтинг коптеров с тепловизионной камерой возглавляет лидер рынка, компания DJI. В ее модельном ряду есть как относительно доступные модели, так и коптеры, которые могут себе позволить только крупные организации, ведь их цена сопоставима со стоимостью нового автомобиля, классом выше среднего. На момент написания статьи DJI предлагает следующие модели:
- относительно недорогой DJI Mavic 2 Enterprise Advanced. На борту у него две камеры: визуальная с 4-х кратным оптическим, 32-х кратным цифровым зумом и матрицей в 42Мп; тепловизор с разрешением 640х512 и 16-ти кратным зумом;

- DJI Mavic 3T продолжил серию доступных enterprise решений компании получив большее время полета и три камеры: широкоугольную на 48Мп, зум камеру 56х (гибридный) на 12Мп и термальную, 640х512, 28-ми кратный зум;

- влагозащищенный DJI Matrice 30T помимо двух визуальных камер и одной тепловизионной так же имеет модуль LRF, то есть лазерный дальномер. Широкоугольная 12Мп, зум с 4Мп матрицей и до 200 кратным приближением, термальная – все те же 640х512 точек, но с возможностью интерполяции до 1280х1024;

- самый дорогой и навороченный дрон – это DJI Matrice 300. Его конструкция предусматривает крепление дополнительного оборудования, к которому производитель причислили и камеры. Но и выбрать есть из чего. С термальными блоками доступны к покупке две камеры. Первая – H20T имеет в блоке 4 сенсора: 20Мп с 200х зум, 12Мп широкоугольная, LRF на 1200 м и тепловизор 640х512. Вторая позиционируется как решение для темного времени суток при этом обладая уже двумя тепловизионными камерами с разными фокусными расстояниями эквивалентным 53 мм и 169 мм с, соответственно, 2х и 8х зумом. Визуальные: широкоугольная камера на 2Мп и зум на 4Мп 128ми кратным приближением.

Такого широкого выбора как у DJI в данный момент не может предложить ни один производитель, но в условно недорогом сегменте есть интересные модели, в чем-то даже превосходящие устройства лидера рынка. Autel в настоящее время все еще распродает остатки EVO II DUAL 640T второй версии и постепенно начинает заменять ее на версию третью, которые отличаются между собой пультами, незначительными изменениями дизайна корпуса и самое интересное то, что в третьей версии помимо привычных нам 2,4ГГц и 5,8 ГГц частот производитель добавил еще и 900 МГц. Камеры две, тепловизионная 640х512, 16х зум и визуальная с 50Мп и так же 16х зумом.

Две следующие модели БПЛА с тепловизором являются скорее экзотикой, хотя и обладают достаточным функционалом для решения типичных задач по тепловизионной съемке. Модель Parrot Anafi USA создана на базе достаточно устаревшего дрона, но и в ней есть интересные особенности, а именно блок камер, который может быть направлен вертикально вверх. Примечательно, что производитель декларирует, что дрон собирается исключительно в США и используется американскими органами правопорядка и прочими госструктурами, включая армию. Три камеры на борту: две оптические, широкоугольная и с телеобъективом, обе по 21Мп, перекрывающие дающие соответственно увеличение от 1х до 5х и от 5х до 32х. Термальная камера стоит производства FLIR? модель Boson 320 с разрешением 320 на 256.

И последний аппарат, о котором мы хотим рассказать, является гексакоптером, то есть коптером с 6-ю винтами. Модель YUNEEC H520 это платформа, которая так же, как и в случае Matrice 300, предполагает сменное навесное оборудование, в там числе целых три тепловизионные камеры, отличающиеся в первую очередь разрешением сенсора – 160х120, 320х256 и 640х512. Вторая визуальная камера во всех трех моделях с 2Мп сенсором.

Заключение

Какой коптер с тепловизором купить в 2022/2023 году решать уже вам. Выбор есть как по функционалу, так и по стоимости. Дорогие, надежные, максимально совместимые с большинством ПО, изделия от DJI или экзотика, типа YUNEEC и Parrot, для которых возможно использование небольшого числа приложений, планировщиков миссий и программ. Или использовать коптеры Autel, которые уже хорошо зарекомендовали себя в работе, и по некоторым пунктам превосходят одноклассников от DJI в стабильности поведения в полете и наличия большего количества визуальных сенсоров предотвращения столкновений.