Дроны с тепловизором — помощники спасателей и нефтяников
Зимой короткий световой день (а в некоторых регионах — полярная ночь) может создавать проблемы для служб безопасности и промышленных предприятий. Многие специалисты, столкнувшиеся с необходимостью проводить съемку и инспекции в холодное время года, нашли выход из ситуации в использовании тепловизоров. Однако по-настоящему доступной термография стала только в последние годы — благодаря дронам. Для целого ряда компаний беспилотники стали незаменимым инструментом, который может вести съемку одновременно и обычной, и тепловизионной камерой — причем с любой высоты и с любого ракурса.
Как работает тепловизор
Наиболее эффективно использовать тепловизоры можно при полном понимании принципов термальной съемки.
Тепло, то есть инфракрасное излучение, — это просто вибрация атомов. В зависимости от скорости движения атомов (чем она выше, тем теплее объект) объекты оставляют различный тепловой след. Термография — это процесс анализа тепловых следов для дальнейшего использования этих данных на практике.
Человек ощущает тепло, но не способен видеть инфракрасное излучение: его волны находятся в той части электромагнитного спектра, которая недоступна нашему зрению. Таким образом, тепловизор — это, по сути, инструмент, делающий тепло видимым для человека.
В тепловизионных камерах используются специальные объективы, улавливающие диапазон волн инфракрасного излучения, а также датчики и анализаторы изображения, которые в совокупности делают возможным визуальное представление данных на дисплее. В дронах тепловизор, как правило, устанавливается на кардановом подвесе — для стабилизации картинки и возможности вращения объектива во всех направлениях на 360 градусов.
Современные датчики в тепловизионных камерах — это доступная технология: так называемые микроболометры больше не нуждаются в экзотических методах охлаждения, применявшихся в ранних устройствах.
В то же время пользователи тепловизоров могут столкнуться с некоторыми ограничениями. Светоотражающие материалы (например, с блестящей поверхностью) имеют низкий коэффициент излучения — они поглощают меньше тепла и могут хуже распознаваться тепловизионной камерой. Объекты с высоким коэффициентом излучения из дерева или бетона (а также люди!) отображаются на снимках, выполненных тепловизором, гораздо лучше.
Где применяются дроны с тепловизором
Хотя точность и качество съемки тепловизионной камерой может немного отличаться в зависимости от ряда внешних факторов (влажность, время суток и т.д.), в целом дроны с тепловизором имеют широкий спектр сценариев использования. Дожидаться безоблачного дня (а тем более арендовать вертолет) уж точно не придется.
Если говорить о конкретных сферах возможного применения беспилотников с тепловизором, то можно назвать три основных:
- Инспекции в нефтяной и газовой промышленности. Инженеры вынуждены регулярно проверять состояние (часто огромных) нефтегазовых объектов на наличие коррозий и утечек опасных веществ. Без автоматизации процессов в данном случае не обойтись никак. Дроны с тепловизором помогают выявлять недостатки инфраструктуры в режиме реального времени — не нужно ни останавливать производство, ни подвергать риску здоровье сотрудников.
- Спасательные операции. Как уже было отмечено выше, люди (и животные) — для тепловизора объекты с высоким коэффициентом излучения. Спасатели разных стран активно используют беспилотники с тепловизионными камерами, чтобы находить пропавших без вести. Особенно в сложных условиях — ночью, зимой или при сильном тумане — эффективность БПЛА с тепловизором превышает все другие методы проведения поисковых операций.
- Тушение лесных пожаров. Если прицепить к дрону ведро с водой, потушить пожар не получится. Зато если установить на него тепловизор, с большой вероятностью пожарным удастся быстрее определить очаги возгорания и спланировать ход операции. Впервые по-настоящему оценить потенциал технологии удалось при тушении лесных пожаров под Чернобылем в 2020 году и в Калифорнии в 2021 году. Тогда именно БПЛА с тепловизором смогли лучшим образом передать картину ситуации даже сквозь густой дым.
Как выбрать лучшую модель
Самым обширным опытом в производстве дронов с тепловизором обладает компания DJI. Назвать только одну «лучшую» модель DJI, к сожалению, невозможно: всё зависит от конкретных запросов пользователя. Кому-то может потребоваться компактный дрон, который легко транспортировать, а кому-то — самый выносливый, который примет дополнительные полезные нагрузки. Поэтому ниже приведем три беспилотника, в данный момент заслуживающих наибольшего внимания.
Matrice 300 RTK — самая продвинутая модель среди всех коммерческих дронов, которая может поднимать в воздух сразу три полезных нагрузки. Установив на беспилотник подвес с тепловизором Zenmuse H20T (или H20N для ночного видения), пользователи смогут получить максимально подробные данные об объекте в высоком разрешении.
Matrice 30T (M30T) имеет прочный корпус и способен выдерживать встречный ветер до 15 м/c и температуры от −20 до +50 °C. Тем не менее дрон достаточно компактен (36,5×21,5×19,5 см в сложенном виде), весит менее 4 кг и подойдет для оперативной транспортировки с места на место. В комплекте M30T — профессиональный пульт управления RC Plus (с 7-дюймовым экраном); возможно пилотирование одновременно с 2 пультов.
3. DJI Mavic 3T
Самый новый из перечисленных дрон Mavic 3T (M3T) оснащен тепловизором с разрешением 640×512 пикселей (стандартным для всех моделей DJI) и высококачественной широкоугольной камерой на 48 Мп. В режиме разделенного экрана операторы могут получать картинку одновременно с тепловизионной и обычной камеры; поддерживается также синхронное 28-кратное масштабирование изображения. Особенно впечатляет, что, несмотря на достойные характеристики, беспилотник весит всего 920 г.
Важно отметить, что все вышеперечисленные БПЛА совместимы с модулем RTK, который обеспечивает сантиметровую точность позиционирования в реальном времени и работает с 4 глобальными системами позиционирования (GPS, Galileo, BeiDou и ГЛОНАСС). Не менее существенное достоинство — наличие фирменного программного обеспечения: программа DJI Thermal Analysis Tool 3.0 упрощает анализ температурных аномалий на снимках, полученных дронами.
И именно это выделяет DJI на фоне всех других производителей дронов. Единое беспилотное решение, устраняющее необходимость искать, докупать и соединять компоненты друг с другом (дрон с тепловизором, а тепловизор с ПО) — наиболее весомый аргумент в пользу выбора моделей DJI.
