Немного теории
Что такое тепловизор и инфракрасное изображение?
Все объекты (выше абсолютного нуля) излучают инфракрасную энергию в зависимости от их температуры. Инфракрасная энергия генерируется за счет вибрации атомов и молекул. Чем выше температура объекта, тем быстрее движутся его молекулы и атомы.
Это движение проявляется в виде инфракрасного излучения, которое человеческий глаз не способен увидеть, однако наша кожа может ощущать (тепло).
Тепловые изображения – это процесс использования специальных инфракрасных датчиков камеры для освещения спектра света, невидимого невооруженным глазом.
Тепловую энергию нельзя увидеть, и принцип работы всегда разный: она может излучаться, поглощаться или отражаться.
Инфракрасное излучение не способно видеть сквозь объекты, но может обнаруживать различия в излучаемой тепловой энергии между материалами. Данный процесс называется теплопередачей. Таким образом, тепловизоры представляют собой устройства для бесконтактного измерения температуры.
Как это работает?
Исходящее инфракрасное излучение фокусируется на инфракрасном датчике. Оттуда оно преобразуется в видимый спектр света, который наши глаза уже способны увидеть.
В результате этого тепловые изображения могут выглядеть по-разному – все зависит от того, как они воспроизводятся в видимом спектре.
Какое разрешение выбрать?
Существует множество тепловизоров, но наиболее популярными на сегодняшний день являются DJI Zenmuse H20T и Flir Vue TZ20. Эти камеры имеют разрешение 640 × 512 пикселей.
Однако стоит отметить, что выбор разрешения в конечном итоге зависит от того, как именно вы собираетесь использовать тепловизор.
640 × 512 – самое продвинутое и современное разрешение, основными преимуществами которого являются высокое качество изображения и широкое поле зрения.
Частота обновления
Частота обновления показывает, сколько раз в секунду дисплей может выводить новое изображение. Чем выше частота обновления, тем менее размытым является картинка.
Показатель частоты обновления в 9 Гц означает, что тепловое изображение обновляется 9 раз в секунду, а дисплей с частотой 30 Гц выводит новое изображение 30 раз в секунду.
Частота 9 Гц отлично подходит для большинства видов деятельности, поскольку тепловые изображения собираются, а затем анализируются для проверки на наличие неисправностей или каких-либо отклонений.
Для поисковых и спасательных операций идеально подойдет частота 30 Гц, так как в таком случае нужно постоянно сканировать движение объектов. Помимо того, что при использовании камеры с такой частотой шансы найти кого-то существенно возрастают, спасательные команды всегда записывают видео, а затем повторно просматривают его, чтобы увидеть то, что было упущено.
И TZ20, и H20T, упомянутые выше, имеют частоту обновления 30 Гц, чтобы видеоролики обновлялись максимально эффективно и стабильно для достижения наилучшего качества.
Что такое коэффициент излучения?
Коэффициент излучения показывает, с какой эффективностью объект отдает свою тепловую энергию. Данный показатель зависит от типа поверхности, влажности, температуры воздуха и ветра.
Эти факторы следует записывать и учитывать при проведении всех нужных измерений. К объектам с высоким коэффициентом излучения относятся люди, животные, бетон, деревья и камни. К объектам с низким коэффициентом излучения относятся блестящие металлы, такие как алюминиевая фольга и полированное серебро.
Изотермы
Изотермы выделяют предварительно заданные диапазоны температур, поэтому при обнаружении определенной температуры они выделяются, как правило, оранжевым цветом.
Влияние окружающей среды
Количество выделяемой тепловой энергии в той или иной ситуации оказывает прямое влияние на инфракрасное изображение. Обычно количество инфракрасной энергии связано с суточным циклом, солнечной нагрузкой и тепловым пересечением:
- Суточный цикл – изменение освещенности, температуры, влажности и других экологических факторов в течение суток.
- Солнечная нагрузка – это когда поверхность поглощает больше солнечной энергии, и разница температур между объектами уменьшается, в следствие чего разобрать вещи на земле труднее.
- Тепловое пересечение происходит, когда видимая разница температур между конкретным объектом и ближайшим окружением уменьшается до такой степени, что камера не может различить их.
Может ли инфракрасное излучение видеть через стекло?
Дроны, оснащенные тепловизорами, обычно используют средне- и длинноволновое инфракрасное излучение, которое не может проходить через стекло и обычно отражает инфракрасное излучение. По этой причине линзы тепловизоров обычно изготавливаются из германия, поскольку данный элемент выделяет инфракрасное излучение, способное проходить через стекло.
Лучшие дроны с тепловизорами
DJI Mavic 2 Enterprise Dual
- Максимальная высота полета: 6000 м
- Максимальная скорость полета: 20 м/с
- Максимальное время полета: 31 мин
Цена: от 242 600 рублей
DJI Mavic 2 Enterprise Dual оснащен двойной камерой, установленной на трехосевом стабилизаторе, и матрицей 4K, способной запечатлеть видимый свет. Помимо этого, здесь есть ИК модуль FLIR Lepton – это тепловая микрокамера для получения тепловых снимков.
Еще одним преимуществом Mavic Enterprise являются различные дополнительные модули (динамики, прожектор, маяк и др.). Важно отметить, что термодатчик FLIR в Mavic 2 Enterprise имеет довольно-таки низкое разрешение, а это означает, что для получения более точных данных квадрокоптер необходимо запускать на малой высоте.
DJI Mavic 2 Enterprise Advanced
- Максимальная высота полета: 6000 м
- Максимальная скорость полета: 20 м/с
- Максимальное время полета: 31 мин
Цена: скоро в продаже
Если вы ищете более компактный дрон и хотите делать снимки более высокого разрешения, DJI Mavic 2 Enterprise Advanced – определенно шаг вперед по сравнению с Dual.
Квадрокоптер выдает более высокое разрешение изображения (640 × 512 при 30 Гц), что обеспечивает более четкое качество снимков. Модель имеет тот же форм-фактор, что и Dual (компактный и складной), но с улучшенным тепловизором.
DJI Matrice 300 RTK
- Максимальная скорость полета: 23 м/с
- Максимальное время полета: 55 мин
Цена: от 869 900 рублей
На очереди у нас DJI Matrice 300 RTK. Модель имеет дальность передачи 9,3 мили, а максимальное время полета составляет 55 минут. Кроме того, стоит выделить датчик визуального позиционирования и уровень защиты IP45 (от влаги и пыли).
Matrice 300 RTK – надежный и долговечный дрон, готовый к работе даже в самых суровых условиях. Что делает M300 еще лучше, так это камера. Мы имеем ввиду DJI Zenmuse H20T с 4 датчиками: для тепловизионной съемки, для широкоугольной съемки, для телесъемки и лазерный дальномер.
Лучшие тепловизоры
Здесь все зависит от того, что именно вы собираетесь делать с дроном. Если вы хотите проводить различные проверки или искать людей, DJI Zenmuse XT2 оснащена всеми необходимыми конфигурациями.
Также стоит вновь отметить DJI Zenmuse H20T. Как мы уже упомянули выше, модель совместима с DJI Matrice 300 RTK.
Тепловизор Workswell GIS 320 – отличный вариант благодаря своим компактным размерам. Однако для данной модели требуется стабилизатор, и он должен быть индивидуально интегрирован в сам квадрокоптер.
Способен ли тепловизор увидеть газ?
Данный концепт обычно называется оптической визуализацией газов (OGI) и использует спектральную фильтрацию и различные оптимизации сенсора для обнаружения поглощающих и эмиссионных свойств различных газовых соединений.
На полученном изображении выходящие газы выглядят как дым на контрастном фоне. Видео можно просматривать в режиме реального времени и записывать для дальнейшего отслеживания, архивирования и составления отчетов.
В очередной раз тепловизор Workswell GIS 320 – отличный вариант благодаря своим компактным размерам.
Пожаротушение
Пожарные службы уже во всю используют портативные тепловизоры. Благодаря дронам с тепловизионной камерой экипажи могут видеть пожары в домах и лесах в режиме реального времени, поскольку подобные квадрокоптеры способны видеть сквозь дым.
В случае с лесными пожарами возможность видеть сквозь дым имеет решающее значение, не говоря уже о выявлении тлеющих горячих точек, которые могут вспыхнуть.
При пожарах в зданиях дроны с тепловизором могут предоставить ценную информацию о целостности крыши, давая наземным бригадам данные о скорости и путях распространения огня.
Проверка крыш
Технология дистанционного зондирования позволяет инспекционному персоналу проводить более тщательные, частые, безопасные и эффективные проверки крыш зданий. Дроны, оснащенные инфракрасными камерами, могут использоваться для обнаружения различных нарушений и скоплений воды.
С помощью квадрокоптера с зум-камерой инспекторы могут визуально определять проблемы, и им при этом не нужно находиться там физически. В результате имеет более высокую эффективность для инспектора при предоставлении клиенту более точных данных.
Источник: dronefly.com
