DJI Matrice 4T — промышленный БПЛА с тепловизором

DJI Matrice 4T — промышленный БПЛА с тепловизором и RTK

DJI Matrice 4T — промышленный квадрокоптер с мультисенсорным подвесом, объединяющим три оптические камеры, тепловизионный модуль, лазерный дальномер и NIR-подсветку. Платформа создана для автономной работы с сантиметровой точностью геопозиционирования в условиях, где визуальная съемка невозможна или недостаточна: ночью, в дыму, тумане, при осадках. Дрон DJI Matrice 4T применяется для инспекций инфраструктуры, поисково-спасательных операций, пожарной разведки, мониторинга объектов, обеспечения общественной безопасности и сельского хозяйства. 

Чем Matrice 4T отличается от Matrice 4E

Обе модели построены на единой платформе четвертого поколения с одинаковыми форм-фактором и системами, однако Matrice 4T предназначен для задач, где используется тепловизионная камера с NIR-подсветкой, увеличенный зум для наблюдений и меньший уровень точности камерных систем. Отличия особенно заметны в сравнительной таблице:

Чем Matrice 4T отличается от связки «БПЛА + тепловизионная камера»

Классический подход к тепловизионной съемке подразумевает установку сторонней тепловизионной камеры на грузовой дрон через подвес или крепление. Эта схема имеет ряд ограничений, которые Matrice 4T снимает за счет единой платформы без посредников в съемке и передачи данных пользователю.

БПЛА + тепловизионная камера

В связке тепловизор, дрон и ПО работают как раздельные устройства — все независимо, что добавляет свои ограничения, несмотря на впечатляющие характеристики подвесного оборудования. Координаты тепловых кадров привязываются через GNSS дрона с точностью ±0,5-3 м, оптика и тепловизор пишутся в раздельные потоки, а лазерный дальномер и NIR-подсветка требуют отдельных модулей с собственной интеграцией. Вес общей связки снижает время полета, а стоимость кратно увеличивается.

Matrice 4T 

В DJI Matrice 4T все сенсоры объединены в одном подвесе и работают в едином программном контуре DJI Pilot 2. Каждый кадр синхронно сопровождается RTK-координатами с точностью 1 см + 1 мм/км, температурными данными и дальнометрией. Оптика и тепловизор пишутся на одну карту, данные синхронизируются в DJI FlightHub 2. Matrice 4T — это единый промышленный измерительный прибор.

Технические особенности DJI Matrice 4T

Широкоугольная камера 

Широкоугольная камера оснащена матрицей 1/1.3″ CMOS с разрешением 48 Мп и объективом f/1.7, а также углом обзора 82° и эквивалентным фокусным расстоянием 24 мм. Поддерживает 4 режима съемки:

● Однокадровая (12/48 Мп);
● Интервальная (12/48 Мп);
● Интеллектуальная съемка (12 Мп);
● Панорама (12 Мп RAW, 100 Мп сшитое). 

Минимальный интервал фотосъемки 0,7 секунды, а качество видеосъемки 4K 3840×2160@30fps или FHD 1920×1080@30fps. Диапазон ISO: 100–25600 в режиме Normal, 100–409600 в режиме Night Scene. Скорость затвора — 2–1/8000 сек. Применение: общий обзор местности, оценка обстановки, панорамная съемка объектов и территорий, документирование зоны работ на старте миссии и навигационной ориентации оператора. 

Средняя телекамера 

Построена на матрице 1/1.3″ CMOS с разрешением 48 Мп. Поддерживает 3 режима съемки:

● Однокадровая (12/48 Мп);
● Интервальная (12/48 Мп);
● Интеллектуальная съемка (12 Мп).

Минимальный интервал фотосъемки 0,7 секунд, а качество видеосъемки 4K 3840×2160@30fps или FHD 1920×1080@30fps. Диапазон ISO: 100–25600 (Normal), 100–409600 (Night Scene). Применение: инспекция объектов на средних дистанциях или там, где широкоугольной камере не хватает детализации.

Телекамера 

Использует матрицу 1/1.5″ CMOS с разрешением 48 Мп. Цифровой зум 16×, гибридный 112×. Поддерживает 3 режимы съемки:

● Однокадровая (12/48 Мп);
● Интервальная (12/48 Мп);
● Интеллектуальная съемка (12 Мп).

Минимальный интервал фотосъемки 0,7 секунд, а качество видеосъемки 4K 3840×2160@30fps или FHD 1920×1080@30fps. Диапазон ISO: 100–25600 (Normal), 100–819200 (Night Scene) — самый высокий показатель среди всех камер. Применение: детальная инспекция на дальних дистанциях даже в условиях минимальной освещенности благодаря гибким настройкам ISO.

Тепловизионная камера 

Оснащена неохлаждаемым датчиком VOx с разрешением 640×512 и режимом Super Resolution до 1280×1024. Шаг пикселя 12 мкм, частота кадров 30 Гц, объектив f/1.0 с ЭФР 53 мм и DFOV 45°±0,3°. Чувствительность тепловизора — ≤50 мК @ f/1.0, а диапазон волны 8-14 мкм. Цифровой зум 28×. Поддерживает 2 режима измерения температуры:

● Точечное;
● Площадное.

Доступно два диапазона измерения:

● High Gain от −20 до 150 °C (точность ±2 °C или ±2%);
● Low Gain от 0 до 550 °C (точность ±5 °C или ±3%).

Десять цветовых палитр: White Hot, Black Hot, Tint, Iron Red, Hot Iron, Arctic, Medical, Fulgurite, Rainbow 1, Rainbow 2. Формат и качество видеосъемки 1280×1024@30fps или 640×512@30fps. Поддерживает 2 режима съемки:

● Однокадровая;
● Интервальная.

Применение: обнаружение объектов, невидимых в оптическом спектре, очагов тления и горения сквозь дым, перегрев контактных соединений и трансформаторов, утечки тепла в зданиях, дефекты солнечных панелей, зоны стресса растений в сельском хозяйстве. Точечное и площадное измерение температуры позволяет документировать температурные аномалии с привязкой к координатам RTK. 

Лазерный дальномер 

Измеряет до 1800 метров с частотой 1 Гц и коэффициентом отражения 20%. Диапазон наклонного просвечивания 600 метров, а слепая зона 1 метр. Допустимая системная ошибка менее 0,3 метров, а случайная менее 0,1 метра при 1σ. На остальных дистанциях — ±(0,2 + 0,0015×D). В дождь и туман производительность может снижаться. Применение: измерение расстояний до объектов или до цели при поисково-спасательных операциях, расчет высоты и площади объектов. Данные дальномера синхронизируются с координатами RTK, обеспечивая точную геометрическую привязку измерений. 

NIR-подсветка

Вспомогательный инфракрасный источник ближнего радиуса действия с углом обзора 5,7°±0,3° и дальностью до 100 метров. Применение: подсветка зоны съемки оптическими камерами в полной темноте без использования демаскирующего белого света.

Позиционирование и навигация 

Встроенный RTK-модуль обеспечивает точность 1 см + 1 мм/км по горизонтали, 1,5 см + 1 мм/км по вертикали. Поддерживаются GPS, Galileo, BeiDou, ГЛОНАСС, расширенный диапазон L5. Точность зависания: ±0,1 метра с RTK, ±0,1 метра с визуальной системой, ±0,5 м с GNSS. Для защиты от подмены спутниковых сигналов предусмотрен антиспуфер — функция контроля целостности GNSS. Совместим с многофункциональной станцией DJI D-RTK 3.

Система обхода препятствий

Всенаправленная бинокулярная система зрения с 6 HD камерами дополнена 3D ИК-датчиком на нижней плоскости. Диапазоны обнаружения:

● Впереди и сзади 0,4–200 метра;
● По бокам 0,5–200 метра;
● Снизу 0,3–18,8 метра. 

Обход препятствий работает на скорости до 21 м/с вперед, назад и вбок, а вниз до 10 м/с. Нижний датчик функционирует при освещенности от уровня ночного города. При потере сигнала дрон автоматически перестраивает маршрут и возвращается к точке старта с учетом препятствий.  

Пульт управления DJI Matrice 4T

DJI RC Plus 2 Enterprise со встроенным экраном, поддержкой O4 Enterprise и защитой IP55. В комплекте Plus Combo пульт входит в комплектацию. Дополнительная батарея к пульту приобретается отдельно.

Сферы применения DJI Matrice 4T 

Инспекция ЛЭП и энергетической инфраструктуры 

Matrice 4T летит вдоль ЛЭП на безопасной дистанции, телекамера с зумом 112× фиксирует состояние изоляторов, проводов и арматуры, тепловизор выявляет перегрев контактных соединений и трансформаторов, лазерный дальномер измеряет провес проводов и расстояния до объектов. RTK привязывает каждый кадр к координатам с точностью 1 см. 

Поисково-спасательные операции 

Тепловизор обнаруживает тепловые следы людей в густой растительности, ночью и в условиях ограниченной видимости. NIR-подсветка подсвечивает зону поиска для оптических камер. ИИ-алгоритмы автоматически распознают человеческие силуэты и передают координаты наземной группе. Лазерный дальномер определяет точное расстояние до обнаруженного объекта. При установке прожектора DJI AL1 и громкоговорителя DJI AS1 дрон может освещать зону и передавать голосовые команды.

Пожарная разведка 

Тепловизор видит сквозь дым, фиксирует очаги горения и тления, невидимые в оптическом спектре. Площадное измерение температуры определяет границы зоны пожара и температурные градиенты. Запись полетов в формате видео и тепловые данных документируется для последующего анализа динамики пожара. 

Реальный кейс

Пожарная служба округа Вентура, США использует Matrice 4T для борьбы с лесными пожарами круглый год. Дрон применяется в фазе «дотушивания»: тепловизор обнаруживает скрытые очаги тления размером с сигарету, лазерный дальномер обеспечивает точное позиционирование, а зум-камера подтверждает находку без приближения.

Мониторинг объектов инфраструктуры 

Регулярные автономные маршруты по запрограммированным точкам. Оптические камеры фиксируют визуальные изменения, например трещины, коррозию или деформации, а тепловизор обнаруживает температурные аномалии: перегрев узлов или гидроизоляционные дефекты. RTK-привязка позволяет накладывать данные разных вылетов друг на друга и отслеживать динамику.

Обеспечение общественной безопасности 

Ночной мониторинг периметров и территорий, во время которого тепловизор выявляет присутствие людей и техники без освещения, а NIR-подсветка работает в режиме невидимого подсвета. ИИ-распознавание классифицирует объекты и автоматически помечает их на карте как человека, автомобиль или судно. Антиспуфер защищает от подмены GNSS-координат.

Сельское хозяйство 

Тепловизор выявляет зоны стресса растений по температурным аномалиям, выявляя неравномерный полив, болезни, недостаток питательных веществ. Оптические камеры с зумом детализируют состояние посевов. RTK-привязка позволяет создавать тепловые карты полей с точной геолокацией проблемных участков. Маршруты сохраняются и повторяются для отслеживания динамики в течение сезона.

Исследование эффективности

Сотрудники института биофизики СО РАН провели оценку динамики температур сельскохозяйственных объектов по данным БПЛА с тепловизионной камерой.

Сравнительная таблица DJI Matrice 4T и наземного тепловизора

Сценарий применения DJI Matrice 4T: инспекция участка ЛЭП протяженностью 10 км