Топ-5 квадрокоптеров с тепловизором и ночным видением

Популярность квадрокоптеров растет с каждым годом. Дроны используются не только для частных полетов и съемок, но и во всевозможных сферах деятельности.

Дроны с тепловизионными камерами и ночным видением используют для поисково-спасательных работ, проверки линий электропередач, мониторинга дикой территории и прочих задач, проходящих в темное время суток. В статье рассказано не только о квадрокоптерах с тепловизионной камерой и их отраслях применения, но и представлено топ-5 дронов, способных “видеть” ночью.

Как работает камера ночного видения и тепловизор

Коптеры с ночным видением отличаются от обычных дронов. Более того, камера ночного видения и тепловизор — это не одно и то же. Рассмотрим подробнее, чем отличается камера ночного визора и тепловизор.

Камера ночного видения

Камеры ночного видения очень популярны среди охотников и военных. Изображение представляет собой светло-зеленую картинку, которая может быть знакома по играм и фильмам.

Для хорошей видимости в темноте, камера усиливает все имеющиеся источники света. Данная технология называется оптоэлектронным или цифровым улучшением изображения. Полученная картинка существенно отличается от необработанной, характеризуется высокой яркостью и засветами. Зато на экране можно разглядеть даже слабо освещенные участки.

В дронах устанавливают именно усовершенствованные камеры, которые могут снимать в темноте. Полноценные технологии ночного видения как в очках и биноклях пока не нашли своего применения в квадрокоптерах, потому что улучшенного объектива с тепловизором хватает.

Тепловизионная камера

Тепловизионные камеры отличаются от обычных и даже от объективов ночного видения. Они работают на основе инфракрасной технологии, будучи настроенными на обнаружение света только в этой области электромагнитного спектра.

Обычные камеры определяют различные объекты по цвету отраженного от них света, в то время как ИК-камеры, различают объекты по температуре их поверхности. Каждая поверхность, какой бы холодной она ни была, излучает тепло. Это тепловое излучение обычно находится в инфракрасном диапазоне спектра и невидимо для человеческого глаза и обычного объектива. Однако ИК-камеры настроены именно на этот диапазон, поэтому могут определять различное количество ИК-излучения от всевозможных поверхностей (как одушевленных, так и неодушевленных).

Чем горячее поверхность, тем больше ИК-излучения она испускает, а значит, тем ярче отображается в ИК-камере. Именно поэтому, с помощью тепловизора можно видеть даже в непроглядно темной местности.

Существенный недостаток тепловизора заключается в низком разрешении изображения. В остальном, технология отлично подходит для съемки и наблюдения ночью. Дроны оснащаются именно телевизионными объективами, будь то летательные аппараты для узких отраслей или потребительской сферы деятельности.

ТОП-5 квадрокоптеров с тепловизором

Итак, ниже представлены лучшие дроны ночного видения оснащенные тепловизором: топ-5.

Autel Evo II Dual

Autel Robotics — американская компания, в последнее время выпускающая отличные летательные аппараты. Их специализированный беспилотник Autel EVO II Dual оснащен отличной тепловизионной камерой, идеально подходящей для любой сферы деятельности.

Камера имеет разрешение 640 на 512 пикселей, и поддерживает запись видео с определением инфракрасного излучения при 30 кадрах в секунду. Есть возможность 16-кратного увеличения, что позволяет следить за ситуацией издалека, не подвергая свой беспилотник риску. Например, при пожарах и других чрезвычайных ситуациях.

На Autel EVO II Dual есть режим “картинка в картинке”, который накладывает тепловизионные изображения на обычные. Это уникальная функция, которая не встречается в других летательных аппаратах.

Основная камера может снимать в потрясающем разрешении 8К. Коптер считается премиальным, поэтому имеет множество высокотехнологичных функций и характеристик. В их число входит 360-градусный облет препятствий, автономность на 38 минут полета, 8-й уровень сопротивления ветру, отслеживание объектов и расширенное планирование маршрута.

 

---

Видеообзор Autel evo 2 Dual:

DJI Mavic 2 Enterprise Dual

Самый распространенный тепловой беспилотник — DJI Mavic 2 Enterprise Dual. Аппарат оснащен радиометрическим термодатчиком высокого разрешения с разрешением 640 на 512 пикселей и частотой обновления 30 Гц.

Квадрокоптер поддерживает 16-кратный зум. Тепловизионная камера имеет температурную чувствительность в 2 градуса и рисует термограмму с высоким разрешением.

В отличие от других тепловизионных дронов, которые одновременно работают только с основной камерой или инфракрасной камерой дрона, DJI Mavic 2 Enterprise Dual может запускать обе камеры одновременно, и выводить на экран параллельное сравнение. Это помогает пилоту лучше ориентироваться в ситуации, просматривая изображение с основной камеры.

Термограмма поддерживает точечный измеритель для проверки отдельных тепловых точек, а также измерение площади для получения температурного градиента выбранной области. Помимо тепловых возможностей, аппарат оснащен полудюймовым CMOS-сенсором для основной камеры, который может снимать фотографии с качеством до 48 МП и с 4-кратным зумом без потерь, либо с ухудшением изображения, но 32-кратным цифровым зумом. Также модель может похвастаться впечатляющим временем полета — 31 минута.

На сегодняшний день, DJI Mavic 2 Enterprise Dual снят с производства, но его еще можно найти в продаже, правда по очень не маленькой цене.

---

Видеообзор Mavic 2 Dual:

DJI Matrice 300 + камера Zenmuse

DJI Matrice 300 — это коммерческая беспилотная платформа, которая не имеет равных по производительности и надежности. Устройство представляет собой конструкцию квадрокоптера, который может перевозить большие грузы и поддерживает полет на протяжении 55 минут. Автономность одна из самых высоких среди коммерческих квадрокоптеров.

DJI Matrice 300 имеет максимальную грузоподъемность 2.7 кг, поэтому способен нести на себе высокотехнологичные тепловизионные камеры. Чтобы снимать ночью, на платформу можно установить гибридную камеру Zenmuse H20, которая является золотым стандартом в отрасли. Камера оснащена радиометрическим термодатчиком с разрешением 640 на 512 пикселей, основной 20-мегапиксельной камерой с 23-кратным гибридным оптическим зумом и инфракрасным-дальномером, который может определить точное расстояние до объекта на расстоянии до 1.2 км.

DJI Matrice 300 не предназначен для ежедневного использования. Дрон подходит для эксплуатации на предприятиях, а его цена составляет более 11 000 долларов США.

Yuneec H520 с тепловизионной камерой E10T

Yuneec H520 — это гексакоптер для предприятий, который отличается от традиционных 4-роторных дронов. Конструкция из 6 двигателей обеспечивает полет даже в случае отказа какого-либо из моторов во время полета.

Летательный аппарат представляет собой высокомодульный беспилотник, в котором операторы могут менять местами различные модули в соответствии с целями миссии. Одним из доступных модулей является тепловизионная камера E10T, которая делает гексакоптер очень надежным тепловизионным дроном.

ИК-камера оснащена бозонным датчиком FLIR, который поставляется в двух версиях. E10T/X имеет разрешение 320 на 256 пикселей, а E10Tv/X разрешение 640 на 512 пикселей.

Как тепловое изображение, так и обычное изображение передаются в виде трансляции на пульт дистанционного управления. Можно либо наложить изображение поверх, либо посмотреть его в режиме “картинка в картинке”.

В России, данный квадрокоптер практически не найти в продаже, либо приобрести можно под заказ.

Parrot ANAFI Thermal

Parrot ANAFI Thermal — относительно доступный тепловой беспилотник, оснащенный микроболометром FLIR Lepton 3.5 (радиометрический датчик). По сравнению с более совершенными тепловыми дронами, датчик Anafi имеет разрешение всего 160 на 120 пикселей.

Беспилотник оснащен основной камерой с объективом CMOS 1/2.4, который может снимать фотографии на 21 МП и видео в формате 4K. Полученные 4K ролики можно наложить на термограммы с тепловизионной камеры, чтобы получить объединенную картинку.

Parrot ANAFI Thermal довольно небольшой, поэтому весит всего 350 граммов. Современные интеллектуальные функции, такие как облет препятствий, отсутствуют. Что оправдано, учитывая низкую стоимость устройства в данном сегменте, порядка 200000 рублей.

Можно ли поставить тепловизор на обычный дрон?

Существует множество готовых тепловизионных камер, которые можно установить на DJI или любой другой беспилотник, чтобы модернизировать и преобразовать его в ИК-сканер. Такие камеры обычно поставляются со специальными креплениями или изначально имеют совместимость с большинством коммерческих дронов.

Компания FLIR является золотым стандартом в области тепловизионной съемки и производит отличные камеры ночного видения для дронов и sUAS (небольших беспилотных летательных систем). Продукты бренда универсальны и работают с различными коммерческими дронами, представленными на рынке. Например, FLIR Vue Pro R можно использовать с несколькими дронами DJI и другими квадрокоптерами, которые поддерживают полезную нагрузку 150 граммов.

Важно заранее знать, что тепловизоры стоят дорого. Стандартная тепловизионная камера может обойтись в 5000 долларов США. Поэтому при ограниченном бюджете лучше купить недорогой специализированный беспилотник, такой как Parrot ANAFI Thermal.

Почему дроны с ночным видением дорогие?

Большинство тепловых дронов стоят значительно дороже потребительских моделей.

Причины высокой цены квадрокоптеров с ночным видением:

1. Стоимость тепловизионной камеры намного выше по сравнению с обычным объективом. Дело в дорогостоящем материале линзы, которая обычно изготавливается из редкоземельных элементов, таких как германий. Германий очень редок, его дорого добывать и перерабатывать. Это делает изготовление камеры дорогостоящим процессом.
2. Тепловизионные камеры имеют ограниченный рынок сбыта по сравнению с широко распространенными потребительскими камерами, и они не производятся оптом. Массовое производство является причиной снижения цен на любой потребительский товар. Поскольку разрабатывается несколько сотен или тысяч ИК-камер в год, накладные расходы делают цены высокими.
3. Тепловые дроны в основном продаются предприятиям, компаниям и организациям. Обычно такие компании выделяют значительные денежные средства на высококачественную продукцию. Поэтому производители летательных аппаратов могут завышать цену.
4. Поскольку тепловые дроны используются в серьезных приложениях, надежность имеет первостепенное значение. Если обычный беспилотник выйдет из строя в воздухе, пилот потеряет только его. Но если поисково-спасательный коптер выйдет из строя в воздухе, это может стоить жизней людей. Дополнительная надежность и отказоустойчивые механизмы, встроенные в беспилотник, делают его дорогостоящим.

Использование дронов с тепловизионными камерами

Области применения тепловых беспилотных летательных аппаратов многочисленны. Правительства и организации уже давно используют тепловизионные технологии для выполнения различных задач.

Благодаря развитию технологий потребительских квадрокоптеров, вскоре появились модели, которые могут снимать в условиях низкой освещенности. Далее указаны наиболее популярные способы применения дронов с ИК-видением.

Поисковые и спасательные операции

В поисково-спасательных операциях уже давно используют вертолеты, но с развитием коптеров организации и правительства все чаще эксплуатируют дроны. По сравнению с вертолетами, беспилотники доступнее, могут запускаться из любого места и попасть в труднодоступные места.

Квадрокоптер с ИК-видением может выполнять поисково-спасательные работы в ночное время и в районах, где отсутствует прямой визуальный доступ. Например, густой лес или горящее здание, покрытое дымом.

Правоохранительные органы

Тепловые БПЛА правоохранительных органов могут использоваться для наблюдения внутри закрытых помещений, преследования убегающих подозреваемых в темных местах, и наблюдения за незаконной деятельностью издалека, чтобы не отпугивать подозреваемых.

Также летательные аппараты могут использоваться для мониторинга транспортных потоков и составления более точных планов передвижения в городской местности.

Осмотр крыши

Раньше работники проверяли крыши на предмет надлежащей изоляции вручную, что занимало много времени и требовало сил. Теперь с помощью тепловых дронов есть возможность просканировать всю территорию за несколько минут и мгновенно увидеть, где нарушена или повреждена теплоизоляция. Такие области будут очень четко выделены на термограмме, поэтому могут быть мгновенно идентифицированы и исправлены.

Охота

Охотники используют тепловизионные дроны для обнаружения дичи в густых или заросших кустарником районах. Благодаря ИК-видению можно не просто обнаружить животных, но и определить их количество, состояние, миграцию.

Наблюдение за дикой природой

Тепловые БПЛА используются департаментами охраны дикой природы в нескольких странах для мониторинга популяции диких животных в отдаленных и труднодоступных местах. Большинство диких животных сливаются с окружающей средой, из-за чего их трудно идентифицировать с помощью бинокля или обычных камер. А вот тепловизор отлично справляется с поставленными задачами.

Проверка линии электропередачи

Протяженные линии электропередач очень трудно проверять вручную. Раньше техники взбирались на каждый столб или проводили осмотр из вертолетов, а сейчас тепловизоры на дронах значительно упростили такую трудоемкую задачу.

Когда в линии электропередач возникает проблема с электричеством, на них образуются горячие точки. Эти горячие точки невидимы невооруженным глазом, но тепловизионная камера, установленная на квадрокоптере, с легкостью идентифицирует их до того, как линия оборвется или произойдет авария.

Обычно проверки запланированы на несколько месяцев вперед. Беспилотник пролетает по заранее определенной траектории вдоль линий и записывает тепловизионное видео. Линейные техники анализируют ролик с помощью специального программного обеспечения, чтобы выявить проблемные зоны.

Промышленные инспекции

Химическая промышленность, такая как производство карбамида и других продуктов нефтехимии, использует горячие процессы для производства. Жидкости протекают по трубопроводам и резервуарам при различных температурах. Когда в линии возникает проблема, изменение температуры потока выступает в роли сигнала о появившейся неполадке.

Дроны с тепловизором могут мгновенно выявлять такие проблемы, будь то утечки или трещины. Летательные аппараты существенно упрощают инспекционные работы.

Военные цели

Не для кого не секрет, что на сегодняшний день, все чаще и чаще, коммерческие квадрокоптеры стали использоваться солдатами, в военных конфликтах. В основном для разведывательных действий, но так-же и для транспортировки различных грузов и средств поражения.