Сегодня уже многие службы безопасности и аварийно-инспекционные бригады ежедневно применяют беспилотники для выполнения своих рабочих задач. Значимым преимуществом использования дронов в данной сфере является возможность быстрого развертывания в полевых условиях. При этом эффективность применения БПЛА значительно выше по сравнению с традиционными методами.

Благодаря съемке с дронов охват больших территорий и сбор детализированных данных осуществляется оперативно. Это особенно важно в условиях ЧС и для задач служб экстренного реагирования, когда необходимо быстро получать информацию и принимать верные решения. Большинство операций по поиску и спасению в чрезвычайных ситуациях (SAR) проводятся ночью, когда видимость минимальна. Для обеспечения служб экстренного реагирования дополнительным запасом прочности и мгновенного распознавания сцен в темноте DJI разработала дроны с возможностями ночного видения.

Поэтому компания DJI разработала для служб экстренного реагирования дроны с дополнительной прочностью, технологией ночного видения и возможностью мгновенного распознавания сцен в темноте.

Что такое технология ночного видения?

Начнем с небольшой предыстории. Человеческое зрение ограничено небольшим участком электромагнитного спектра, известного как видимый свет. Другие части спектра – радио, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские, гамма-лучи не могут быть восприняты невооруженным глазом. С другой стороны, камера может улавливать различные длины волн света, если она оснащена правильными датчиками.

Ночное видение означает способность видеть в условиях темноты и низкой освещенности. Различные технологии делают возможным ночное видение. Наиболее распространенными из них являются тепловизионные и датчики звездного света / низкой освещенности.

Тепловизионные изображения

Тепловидение работает путем обнаружения тепловой энергии, или тепловой сигнатуры, которая естественным образом излучается как живыми, так и неодушевленными объектами. В тепловизионных камерах установлена высокотехнологичная система объективов и датчиков, пропускающая невидимые инфракрасные частоты, чтобы можно было измерить температуру поверхности объекта. Полученные данные используются процессором обработки изображений для создания так называемой термограммы или цветной карты, отображающей различные значения температуры.

Ночью после захода солнца температура земли и окружающей среды остывает. Таким образом, возникает контраст температур человеческого тела и атмосферы вокруг. Эта разница температур становится заметной при тепловизионной съемке и делает дроны ночного видения серьезным помощником в спасательных операциях.

Несмотря на высокую чувствительность, тепловизионные камеры могут зависеть от множества факторов – таких как время суток, состояние поверхности и отражательная способность объекта. В таких сценариях датчики звездного света/низкой освещенности помогают решать задачи для служб экстренного реагирования.

Тепловизионная съемка с дрона в миссиях по поиску людей

Датчики низкой освещенности Starlight

Датчики низкой освещенности Starlight работают по принципу сбора любого небольшого количества света, доступного из таких источников как звездный или лунный свет, усиливая его для улучшения видимости.

В прошлом камеры ночного видения с датчиками Starlight использовали технологию, называемую оптоэлектронным улучшением изображения. В этом случае свет проходил через ряд линз и трубку для усиления изображения, преобразующую входящие фотоны в электроны. Затем эти электроны попадали на покрытый фосфором экран, создавая характерные светящиеся зеленые изображения. Подобные изображения часто можно увидеть в шпионских фильмах или таких играх, как «Call of Duty».

Современные датчики Starlight используют технологию, называемую цифровым улучшением изображения, которая является новой версией традиционной технологии усиления света. При цифровом улучшении изображения CMOS-сенсор используется для преобразования света в цифровые сигналы. Затем эти сигналы, прежде чем проецироваться на экран в виде изображений в видимом свете, усиливаются электронным способом и увеличиваются в несколько раз для большей четкости.

Датчики Starlight обладают более широкой диафрагмой и уменьшенной выдержкой для лучшего сбора света в камеру. Датчики работают вместе с алгоритмами, подавляющими шум изображения и повышающими его качество.

Пример ночной съемки с дрона DJI

Таким образом, технология цифрового улучшения изображения делает дроны ночного видения эффективным инструментом при выполнении миссий в условиях сниженной видимости.

Модели беспилотников DJI с технологией ночного видения

Несмотря на сложные технологические нюансы, обеспечивающие возможность проведения съемок в темноте, беспилотники с камерами ночного видения чрезвычайно просты в эксплуатации. Ниже представлены модели дронов DJI, оснащенные технологией ночного видения.

Усовершенствованный Mavic 2 Enterprise Advanced

Для быстрой идентификации объектов на площадке этот универсальный и компактный беспилотник оснащен 2-мя датчиками – тепловизионной камерой с разрешением HD 640×512 px и визуальной камерой 48 Мп с 1/2 CMOS-сенсором. Пилот дрона может переключаться между визуальными, тепловыми или раздельными трансляциями для выполнения различных задач. Например, таких как поиск пропавших людей, выявление браконьеров после наступления темноты, ночное патрулирование шахт, строительных площадок и других территорий, требующих особого внимания.

Также, благодаря тепловизионной съемке, при необходимости можно провести точечные измерения нагрева на отдельных участках или же составить общий температурный градиент выбранной области.

Летная платформа Matrice 300 RTK с тепловизионной камерой Zenmuse H20T

Дрон Matrice 300 RTK оснащен широкоугольной FPV-камерой и способен находиться в воздухе 55 минут. Беспилотник подходит для удаленного эффективного мониторинга. Установка тепловизионной камеры Zenmuse H20T на M300RTK обеспечивает сбор данных, невидимых для спектра человеческого зрения, в том числе после наступления темноты. H20T оснащен 20-мегапиксельной камерой с зумом, 12-мегапиксельной широкоугольной камерой, лазерным дальномером, охватывающим расстояния от 3 м до 1200 м, и радиометрической тепловизионной камерой с разрешение 640 × 512 px.

Matrice 300 RTK и тепловизионная камера Zenmuse H20N

Полезная нагрузка Zenmuse H20N также устанавливается на летную платформу M300RTK. Данная модель разработана специально для работы в ночное время. На данный момент эта камера является новейшей разработкой от DJI в этой области. H20N оснащена 2-мя камерами класса Starlight. Это 2 термодатчика 640 × 512px пикселей с оптическим зумом 2 × \ 8 ×. Также H20N обладает лазерным сканером с дальностью обнаружения от 3 до 1200 м. Такие гибридные подвесы наиболее эффективны при использовании в сочетании друг с другом. В условиях низкой освещенности оператор может значительно улучшить видимость, просто увеличив масштаб на разделенном экране с помощью тепловых и визуальных датчиков.

Для наиболее эффективного выполнения работ в полевых условиях рекомендуется использовать комплекс беспилотного оборудования, подобранный специально для длительной комфортной работы. В случае с камерой ночного видения H20N специалисты Aeromotus рекомендуют применять combo-набор с беспилотным комплексом M300RTK + H20N.

Визуальная и техническая разница между Zenmuse H20N и Zenmuse H20T в том, что у первый оснащен дополнительным объектив с тепловым зумом в верхнем левом углу.

Компактный флагман Matrice 30T

Новый и компактный дрон Matrice 30T, разработанный также специально для служб оперативного реагирования, оснащен 48-мегапиксельной 1/2 ”CMOS-сенсорной зум-камерой с 16-кратным оптическим и 200-кратным цифровым зумом, 12-мегапиксельной широкоугольной камерой, лазерным дальномером с дальностью обнаружения от 3 до 1200 м и радиометрической тепловизионной камерой 640 × 512 px для ночного видения. Это позволяет безопасно летать ночью, не беспокоясь о том, что беспилотник может врезаться в холм во время поисково-спасательной операции.

Что нужно знать о летающих дронах ночного видения

Предотвращение столкновений для дронов ночного видения с помощью маяков

Mavic 2 Enterprise Advanced: датчик M2EA Beacon указывает местоположение беспилотника ночью в соответствии с правилами эксплуатации данное время суток.
Matrice 300 RTK: Предварительно установленные маяки безопасности как на верхней, так и на нижней части дрона позволяют идентифицировать воздушное судно ночью или в условиях низкой освещенности.
Matrice 30T: встроенные маяки безопасности помогают идентифицировать беспилотник во время полета, а вспомогательные огни позволяют системе позиционирования Vision достигать еще большей точности во время ночных операций.

Советы по безопасности при эксплуатации дронов в ночное время

Независимо от опыта пилота дрона и количества часов налета, важно следовать рекомендациям по технической безопасности, чтобы избежать форс-мажорных ситуаций.

Составьте предполетный контрольный план и тщательно следуйте ему.
Поскольку поддерживать визуальную линию обзора (VLOS) в ночное время сложнее, имеет смысл привлечь для помощи визуального наблюдателя.
Если вы незнакомы с районом, в котором собираетесь летать, рассмотрите возможность поиска местоположения в спутниковом режиме Google Maps, чтобы лучше понять топографию.
Летайте на большой разрешенной высоте во избежание столкновений с различными потенциальными препятствиями, такими как деревья и линии электропередач.
Немедленно посадите беспилотник, если не можете определить его местоположение.
Используйте посадочную площадку и освещайте место посадки, чтобы не потерять дрон из виду.
Помните о технических характеристиках беспилотного оборудования и проверяйте прогноз, чтобы убедиться, что погода совместима именно с вашим дроном.

Сферы применения дронов ночного видения

Существует немало ситуаций, когда дроны должны летать в условиях недостаточной видимой освещенности. Ниже представлен основной список применения дронов с технологиями ночного видения. Однако это не ограниченный спектр задач, оборудование можно интегрировать под нужды предприятия.

- Поисково-спасательные операции

Полезность дронов ночного видения в поисково-спасательных операциях невозможно переоценить. Возможность обнаружить тепловую сигнатуру человека, попавшего в беду, может стать решающей в ситуации между жизнью и смертью. Управление спасательными миссиями в густых лесах или после стихийных бедствий, таких как сход лавины, является сложной задачей. Дроны с камерами ночного видения помогают точно отслеживать как пострадавших, так и спасателей.

Разворачивание беспилотного комплекса в полевых условиях

- Правоохранительные органы

Сотрудники полиции обеспечивают безопасность в режиме 24/7. Одной из штатных ситуаций для правоохранительных органов является реагирование на различные инциденты в ночное время. Такие задачи могут варьироваться от административной поддержки граждан до борьбы с организованной преступностью.

Во всех случаях чрезвычайно важно снизить любые риски для населения, обеспечив при этом максимальную безопасность сотрудников полиции. Применение беспилотников ночного видения успешно справляется с этой задачей, выполняя сбор ситуационной информации с возможностью отслеживания нарушителей даже в условиях полной темноты.

- Экстренное реагирование в условиях ЧС

Тепловизионные камеры и датчики Starlight – серьезный помощник для служб экстренного реагирования и групп по охране в случае обнаружения непредвиденных угроз. Благодаря использованию дронов можно быстро и безопасно получить необходимую информацию, а также организовать движение команды в темное время суток по непредсказуемым участкам.

Дроны способны выполнять широкий спектр задач – от несанкционированного доступа на территории до обнаружения опасных химических веществ, борьбы с лесными пожарами днем и ночью, когда работа вертолетов уже прекращена. Использование беспилотников в условиях ЧС позволяет не только решать поставленные задачи, но и предотвращать непредвиденные ситуации.

DJI Matrice 300 RTK + Zenmuse H20N

- Мониторинг для обеспечения безопасности и в аварийных ситуациях

Крупные промышленные комплексы и иные стратегически важные объекты могут добавить дополнительный уровень защиты к своему периметру, проводя ночное наблюдение с помощью беспилотников.

Например, в случае возникновения такой чрезвычайной ситуации, как отключение электроэнергии, экипажи могут быстро проверить изменения тепловых характеристик различных компонентов и выяснить, где находится неисправный блок. Многие виды промышленных и строительных инспекций также могут проводиться ночью с помощью дронов ночного видения.

- Мониторинг и управление для охраны дикой природы

Тепловизионные датчики являются одним из наиболее эффективных способов определения местоположения животных. Такие данные будут полезны для подсчета численности поголовья различных видов, составления карт местообитаний, наблюдения за поведением, а также оказания медицинской помощи после лесных пожаров, а также для их предотвращения и устранения.

Кроме того, с помощью дронов ночного видения можно отслеживать и предотвращать браконьерскую деятельность как днем, так и ночью. Например, в Кении дроны помогли резко сократить количество незаконно убитых слонов, в результате чего было арестовано более 300 браконьеров и изъято более 1000 кг слоновой кости.

Подробнее о беспилотных решениях для мониторингла и управления охраной дикой природы можно почитать здесь.

Заключение

В условиях возникновения чрезвычайных ситуаций дроны ночного видения могут предоставлять в оперативном режиме высокоточные данные о контролируемых территориях службам быстрого реагирования, правоохранительным органам, инспекционным бригадам и группам охраны дикой природы в формате 24/7.

Беспилотники, используемые для разрешения экстренных ситуаций, обладают специализированными техническими характеристиками именно для такого вида работ. Это профессиональное оборудование, которое оптимизирует работу служб, и поднимает выполнение миссий на качественно новый уровень.