Bendra

Drono su termovizoriumi savybės

Termovizijos technologija, suderinta su dronų manevringumu, gali būti naudinga bet kuriai įmonei. Tai geras pasirinkimas viskam – nuo žemės ūkio paskirties žemės įvertinimo, elektros linijų ir saulės kolektorių patikrinimo iki sudėtingų paieškos ir gelbėjimo operacijų bei ankstyvo gaisro aptikimo.

DJI dronai su termovizoriumi padeda naudotojams visame pasaulyje didinti našumą ir saugumą. Pavyzdžiui, Argentinoje bepiločiai orlaiviai naudojami naftos perdirbimo gamyklų terminiams patikrinimams, Baltarusijoje – miškų gaisrams gesinti, JAV – rizikai įvertinti prieš ugniagesiams patenkant į degantį pastatą, o Vietname – potvynių ir nuošliaužų aukoms surasti. Ir tai tik keletas pavyzdžių, įrodančių, kad bepiločiai orlaiviai turi unikalią galimybę padidinti įmonių veiklos efektyvumą ir padėti joms dirbti efektyviau ir saugiau. Šiame straipsnyje sužinosite apie visas dronų su termovizoriaus funkcijomis savybes.

Technologijos principas

Šiluma yra ne kas kita, kaip atomų virpesiai: kuo labiau jie virpa, tuo labiau įkaista. Kai atomai vibruoja, jie sukuria vadinamąjį šiluminį parašą, kurį gali aptikti termovizoriai.

Termografija – tai mokslo sritis, susijusi su objekto skleidžiama šilumine arba infraraudonąja (IR) spinduliuote. Termovizoriai, ypač termovizoriai, aptinka ir atspindi gyvų ir negyvų objektų šiluminius požymius. Yra žinoma, kad žmonės jaučia šilumą, tačiau jos nemato, nes ji sklinda elektromagnetinio spektro infraraudonųjų spindulių bangų ruože. Be to, plika akimi matoma regimoji šviesa iš tikrųjų yra tik nedidelė elektromagnetinio spektro dalis. Termovizoriai fiksuoja infraraudonųjų spindulių energiją ir vizualizuoja vaizdus.

Svarbu, kad ne visi objektai skleistų stiprią šilumos žymę. Objekto šilumos sugėrimo arba atspindėjimo laipsnis vadinamas spinduliavimo koeficientu ir gali labai skirtis priklausomai nuo konkretaus objekto.

Kaip veikia termovizorius

Pirmiausia termovizoriai matuoja objekto paviršiaus temperatūrą ir yra skirti nedideliems temperatūros pokyčiams nustatyti. Tačiau veidrodžiai, įvairūs blizgantys daiktai ir poliruoti paviršiai taip pat atspindi šiluminę spinduliuotę, todėl jų negalima tiksliai išmatuoti termovizoriumi. Priešingai, neatspindintys paviršiai (betonas, medis ir net žmonės) pasižymi dideliu spinduliavimo koeficientu, todėl juos galima tiksliau tirti termovizoriais.

Termovizorių sudaro specialus objektyvas, kuris praleidžia infraraudonuosius dažnius. Fotoaparate taip pat yra šiluminis jutiklis ir vaizdo procesorius, patalpinti apsauginiame korpuse. Kamera paprastai tvirtinama prie drono pakabos, kuri sukasi 360 laipsnių kampu ir padeda stabilizuoti vaizdą. Kai dronas skrenda virš objektų, kameros šiluminis jutiklis aptinka infraraudonųjų spindulių bangos ilgį ir paverčia jį elektroniniais signalais. Gavęs signalus, vaizdo procesorius sukuria vadinamąją termogramą arba termografinį vaizdą, kurį sudaro spalvotas žemėlapis, vaizduojantis skirtingas temperatūros vertes.

Temperatūros jutiklis dar vadinamas mikrobolometru. Struktūriškai šis jutiklis yra labai sudėtingas, jis sugeria infraraudonąją energiją ir pagal jos matavimus sudaro termogramą.

Šiluminių vaizdų interpretavimas

Termovaizdai turi kelias spalvų paletes, kurios paprastai varijuoja nuo “karštos baltos” konfigūracijos, kai “karštesni” elementai rodomi balta spalva, o vėsesni – juoda, iki “karštos juodos” konfigūracijos, kai spalvų modeliai yra atvirkštiniai. Kita populiari spalvų paletė apima vaivorykštės nustatymus ir rodo įvairių spalvų šilumą. Šiuo atveju karščiausi elementai žymimi raudona, oranžine arba geltona spalva, o žemesnės temperatūros – mėlyna arba juoda.

Šiandieniniai pavyzdiniai bepiločių orlaivių naudingieji kroviniai siūlo įvairesnių spalvų paletę, todėl vartotojai gali pasirinkti geriausiai jų poreikius atitinkantį ekraną. Pavyzdžiui, DJI “Zenmuse H20T” termovizoriaus “Zenmuse H20T” termovizorius pateikia dvylikos spalvų paletę, padalytą į 256 spalvas ir rodomą 8 bitų JPEG arba MPEG-4 formatais.

Termovizoriaus vaizdų apdorojimas

Užfiksavus šiluminės vaizdo kameros vaizdus, programinė įranga kiekvieną kadrą parodo galerijoje taip, kaip įprastame išmaniajame telefone rodomi filmų įrašai. Šiems vaizdams tiksliau ir paprasčiau tikrinti ir redaguoti galima naudoti įvairius programinės įrangos paketus.

Primityvūs termovizoriai tik fiksuoja šiluminius vaizdus, bet nematuoja temperatūros. Brangesni analogai, pavyzdžiui, “Zenmuse H20T”, matuoja termografinius duomenis kiekviename atskirame pikselio taške, todėl kartu su termovizoriniais vaizdais įrašo ir faktinę temperatūrą. Dėl tokio išsamumo lygio ir kiekvienos nuotraukos GPS duomenų su geografiniais ženklais vaizdus įvertinti daug greičiau ir paprasčiau.

Manoma, kad termovizoriai mato per stiklą, tačiau iš tikrųjų tai klaidinga nuomonė. Jie gali matuoti tik stiklo paviršiaus temperatūrą, bet ne už jo esančių objektų temperatūrą. Termovizoriumi labai sunku tiksliai išmatuoti stiklinio objekto temperatūrą, nes stiklinis objektas gali atspindėti saulės, žemės ir kt. šilumą.

Veiksniai, turintys įtakos termografinių tyrimų tikslumui

Atliekant termografinius temperatūros matavimus svarbu atsižvelgti į šiuos veiksnius:

Atmosferos sąlygos
Dūmai, dulkės ir šiukšlės
Objekto spinduliavimas ir skaidrumas
Objekto atspindys
Dienos laikas, matomumo sąlygos ir žiūrėjimo kampas
Atstumas nuo kameros iki objekto
Šiluminės energijos kiekis vienam plotui
Objekto tekstūra (šiurkštumas arba lygumas)
Taip pat reikėtų pažymėti, kad termovizoriumi negalima aptikti dujų nuotėkio. Tačiau šiai misijai DJI siūlo lazerinį metano detektorių U10, kurį galima lengvai integruoti su “Matrice 300 RTK” ir “Matrice 210 RTK V2”.

Dviejų kamerų įrenginiai

Dviejų kamerų sistemos vienu metu fiksuoja ir šiluminius, ir spalvotus vaizdus. Puikus šio tandemo pavyzdys yra DJI hibridinė šiluminė apkrova Zenmuse H20T. Jame sujungtos dvi kameros: įprastinė matomos šviesos kamera ir šiluminis modelis, o naudojant pažangią programinę įrangą gaunami tikslesni temperatūros rodmenys.

Izotermos

Izoterma – tai vartotojo nustatytas temperatūros nustatymas. Naudotojai gali nustatyti tam tikrus temperatūros intervalus, kurie rodomi drono valdymo skydelyje ir išryškina karštus taškus.

Pavyzdžiui, miškininkas, norėdamas įspėti apie galimus gaisro židinius, gali ieškoti aukštų temperatūros rodmenų ir tokiu būdu konfigūruoti termovizorių taip, kad jis rodytų tik izoterminius rodmenis esant aukštesnei temperatūrai. Todėl operatorius realiuoju laiku informuojamas apie visus galimus pavojus dronų skrydžio metu. Nebereikia laukti, kol vaizdai bus apdoroti ir išanalizuoti.

Naujos kartos aerovaizdai

Dronai su įmontuotais šiluminiais jutikliais (“Mavic 2 Enterprise Advanced”) gali matuoti termografinę informaciją sudėtingomis sąlygomis, įskaitant tirštą rūką ir dūmus. “Zenmuse H20T” turi pažangias programinės įrangos funkcijas, leidžiančias naudotojams nustatyti konkrečius pavojaus signalus, kai temperatūra viršija nustatytus parametrus, stebėti pasirinktų objektų temperatūrą, tikrinti informaciją realiuoju laiku vos vienu ekrano bakstelėjimu ir optimizuoti vaizdo aiškumą.

Termovizorių kaina

Prieš pirkdami termovizorių, turite atsižvelgti į keletą pagrindinių parametrų, kurie turi įtakos prietaiso kainai. Atkreipkite dėmesį į temperatūros jautrumą, nes jis rodo, koks yra termovizoriaus jautrumas ir kokį temperatūros skirtumą jis gali užfiksuoti. Ši charakteristika taip pat vadinama triukšmo ekvivalentine diferencine temperatūra (NEDT). Nepamirškite, kad vaizdo skiriamoji geba reiškia ne tik vaizdo dydį ir pikselių skaičių, bet ir detalumą.

Jei droną reikia skraidinti nepalankiomis sąlygomis, pavyzdžiui, lyjant lietui ar esant rūkui, rinkitės M300 RTK + H20T derinį. Tai sprendimas, pasižymintis geriausiu pramonėje atsparumu oro sąlygoms.

 

Termovizoriai sėkmingai naudojami saulės elektrinių efektyvumui didinti, gyvuliams stebėti, elektros linijų perkaitimui greitai nustatyti, kasyklų įrangai tikrinti, miškų gaisrams nustatyti ir gesinti, žemės ūkio sistemoms kontroliuoti ir visuomenės saugumui gerinti. Tai tik keli pavyzdžiai, kaip galima naudoti termovizorius, tačiau tobulėjant technologijoms jų taikymo sričių sąrašas plėsis.