Drone systemy kamer gimbal: zasady i aplikacje

Bezza?ogowe pojazdy powietrzne (UAV) cz?sto nosz? Gimbal- Zamontowane ?adunki aparatu w celu przechwytywania stabilnych, wysokiej jako?ci obrazów. Kamera Gimbal to zmotoryzowane mocowanie, które trzyma czujniki ?wiat?a (electro - optyczne, EO) i/lub podczerwień (IR) i wykorzystuje sprz??enie zwrotne ?yrosk/IMU do anulowania ruchu samolotu. Aktywnie przechylaj?c si? i obracaj?c wzd?u? wielu osi, gimbal utrzymuje poziom aparatu pomimo ruchu dronów lub wibracji. Jak wyja?nia jedno ?ród?o bran?y, gimbal ?minimalizuje niechciane ruchy i wibracje dla g?adkich, sta?ego materia?u” przy u?yciu silników i bezw?adno?ciowej jednostki pomiarowej (IMU). Ta stabilizacja pozwala kamerom dronom nagra? wyra?ne, wysokie - rozdzielczo?? wideo nawet w wietrznych lub dynamicznych warunkach. Na przyk?ad zintegrowane gimbale ?nadaj? kamer? lub czujnik na p?ycie praktycznie wibracje - swobodny ruch”, tworz?c chrupi?ce zdj?cia i wideo.

Rysunek: Gimbal kamery 3 - To kompensuje ruch dronów, aby utrzyma? aparat na sta?ym poziomie.

Nowoczesne mocowania gimbalowe zwykle u?ywaj? 3 - Stabilizacja osi (Kontrolowanie odchylenia, skoku i rolki) dla pe?nej kontroli orientacji. (Niektóre mniejsze ?adunki u?ywaj? 2 - mocowania osi, które stabilizuj? tylko skok i rolk?; bardzo du?e systemy dodaj? 4. osi ?windy” do dodatkowej kompensacji ruchu pionowego.) Bezszczotkowe silniki elektryczne nap?dzaj? ka?d? o?, kierowane przez czujniki IMU (?yroskopy i akcelerometry) i sterowniki. Razem wykrywaj? ruch i stosuj? ruchy liczników - w czasie rzeczywistym. Na przyk?ad, je?li dron przechyla si? do przodu, silnik skoku przechyla aparat z powrotem do wyrównywania. Rezultatem jest p?ynne wideo nawet podczas szybkich manewrów. W?a?nie dlatego Gimbale UAV sta?y si? niezb?dne do obrazowania lotniczego: oni Wyeliminuj niechciany ruch aparatu i pozwól dronom uchwyci? ostre, profesjonalne - wysokiej jako?ci materia?y.

Czujniki kamery EO/IR

?adunki dronów Gimbal cz?sto ??cz? si? Electro - Optyczny (EO) I podczerwienia (IR) czujniki (?podwójny EO/ir Gimbal”). Kamera EO to konwencjonalna wysoka - rozdzielczo?? widzialna - Lekka kamera (cz?sto HD lub 4K), podczas gdy czujnik IR jest zazwyczaj kamer? termiczn?, która wykrywa ciep?o. Kamera EO przechwytuje dobre wizualne szczegó?y dla li?dowanych scen; Kamera IR wyczuwa sygnatury cieplne, aby operatorzy mogli ?zobaczy?” w ciemno?ci lub przez dym, mg?? i li?cie. W praktyce gimbale EO/IR zapewniaj? Dual - Spectrum ?wiadomo??: W ?wietle dziennym kana? EO daje kolor lub niskie obrazy ?wiat?a, a w nocy kana? IR podkre?la ciep?e obiekty (ludzi, silniki, po?ary) wed?ug kontrastu termicznego. Na przyk?ad drony termiczne wykorzystuj? soczewki dostrojone do d?ugo?ci fali podczerwieni i wewn?trznych procesorów obrazu, aby przet?umaczy? wzorce cieplne na widoczne wideo. We wszystkich przypadkach zespó? kamery (EO lub IR) jest zamontowany na gimbale, wi?c pozostaje stabilny, gdy dron leci.

Pok?adne przetwarzanie obrazu

Wiele zaawansowanych systemów Gimbal obejmuje elektronik? pok?adow? do przetwarzania wideo w czasie rzeczywistym. Na przyk?ad zbudowany - w procesorach mo?e wykonywa? stabilizacj? wideo, kontrastowe ulepszenie, a nawet zadania sztucznej inteligencji, takie jak automatyczne wykrywanie obiektów lub ?ledzenie obiektów. Niektóre gimbale EO/IR oferuj? funkcje, takie jak Geo - Tagowanie lub oznaczenie celu. Nowoczesne systemy mog? Zamknij Poruszaj?cy obiekt automatycznie i utrzymuj go w ramce - wi?c - zwany ?Auto - ?ledzeniem” - ??cz?c algorytmy widzenia z kontrol? ruchu Gimbal. W efekcie platforma Gimbal mo?e zidentyfikowa? pojazd lub osob?, a nast?pnie zlikwidowa? aparat, aby ?ledzi? go p?ynnie. Mo?liwo?ci te cz?sto opieraj? si? na pok?adowym komputerze drona i dedykowanym procesorze Gimbal. Podsumowuj?c, ?adowanie dronów gimbalowych nie tylko ustabilizuj? kamer? mechanicznie, ale tak?e zapewniaj? prawdziwe - czasowe przetwarzanie obrazu (np. Stabilizacja wideo, ?ledzenie obiektów i ulepszenie) w celu lepszej ?wiadomo?ci sytuacyjnej.

Kluczowe funkcje

• Wysokie - Obrazowanie i powi?kszenie: Nowoczesne gimbale nios? aparaty HD lub 4K, aby uzyska? jasne szczegó?y. Wiele obejmuje optyczne soczewki powi?kszenia (cz?sto powi?kszenie 10 × –45 ×), aby operatorzy mogli identyfikowa? odleg?e cele. Na przyk?ad 30 -x optyczny Gimbal zoom mo?e rozwi?za? ma?e cechy setki metrów dalej przy minimalnej utraty jako?ci. Ten zakres zoomu (czasem w po??czeniu z cyfrowym zoomem) znacznie rozszerza skuteczny zakres nadzoru drona.

• Termiczna kamera na podczerwień: Prawie wszystkie gimbale EO/IR oferuj? obrazowanie termiczne podczerwieni d?ugoterminowe (LWIR). Czujnik termiczny ?widzi” ciep?o, umo?liwiaj?c dronowi wykrywanie ludzi, maszyn lub ciep?ych przedmiotów w nocy lub poprzez przeszkody. Jest to nieocenione w przypadku poszukiwań - i - ratowniczych, stra?ackich i bezpieczeństwa. Niektóre ?adunki maj? nawet wiele pasm IR (np. Zarówno MWIR, jak i LWIR) lub ch?odzone rdzenie termiczne dla zwi?kszonej czu?o?ci.

• Laser Rangefinder/Designator: Wy?sze - Gimbale końcowe cz?sto integruj? oko - Bezpieczny system laserowy. Laser Rangefinder szybko mierzy odleg?o?? do punktu zainteresowania, co umo?liwia precyzyjne po?o?enie Geo - W u?yciu wojskowym lub badawczym operator mo?e upu?ci? laserowe ?malowanie” na odleg?y obiekt; Belka odbita mówi systemowi dok?adny zakres tego obiektu. (Czasami uwzgl?dniono równie? laserowy do prowadzenia amunicji.)

• Auto - ?ledzenie i analizy wideo: Wiele gimbali oferuje zbudowane - w ?ledzeniu wideo. Gdy operator wybierze obiekt (np. Osoba lub pojazd), gimbal i kamera b?d? autonomicznie go ?ledzi?. Bardziej zaawansowane modele zawieraj? rozpoznawanie oparte na AI (wykrywanie cz?owieka/pojazdu, licencja - Czytanie p?yt itp.) I ogrodzenie geo - Procesor Gimbal mo?e równie? wykonywa? ulepszenie obrazu (redukcja szumów, niskie - wzmocnienie ?wiat?a) w czasie rzeczywistym. Te inteligentne funkcje oznaczaj?, ?e dron mo?e nabra? i koncentrowa? si? na celach przy minimalnym wej?ciu operatora.

• Multi - Elastyczno?? czujnika: Kapsu?y gimbal s? zwykle modu?owe. Pojedyncza wie? dwa lub wi?cej Kana?y: na przyk?ad widoczna kamera zoomu oraz aparat termiczny (a czasem szeroki obiektyw k?towy). W niektórych projektach gimbal mo?e szybko zamienia? mi?dzy czujnikami lub widokami. Na przyk?ad podwójny ?adunek EO mo?e prze??czy? si? na szerokok?tne kamer? dzienn? podczas szerokiego skanowania, a nast?pnie powi?ksz obiektyw teleobiektywu w interesuj?cym punkcie. Inne systemy obejmuj? wyspecjalizowane za??czniki, takie jak o?wietlenie reflektorów lub czujniki ?rodowiskowe.

Zastosowania

Kamery gimbalowe dronów s? u?ywane w bardzo szerokim zakresie misji lotniczych. Poniewa? zapewniaj? stabilne, wielopoziomowe obrazy i dane, s? one niezb?dne do zadań nadzoru, kontroli i analizy. Powszechne przypadki u?ycia obejmuj?:

• Nadzór i rozpoznanie: Drony wojskowe i prawo - Egzekwowanie polegaj? na Gimbale dla ISR (wywiad, nadzór, rozpoznanie). Stabilizowany ?adunek EO/IR pozwala UAV obserwowa? obszary zainteresowania (granice, pola bitewne, miejsca zdarzeń) z wysoko?ci. Grobilizowana góra zapewnia, ?e ??nawet gdy dron lub helikopter si? porusza, kamera pozostaje zablokowana na scenie. Umo?liwia to niezawodn? identyfikacj? i ?ledzenie celów (pojazdy, ?odzie, osoby) w ró?nych warunkach.

• Odpowied? poszukiwania i ratownictwa / katastrofy: W nag?ych wypadkach drony z Gimbals szukaj? zaginionych osób lub oceniaj? szkody. Czujnik termiczny mo?e dostrzec podpis cieplny osoby w g?stych lasach lub gruzach, nawet w nocy. Po znalezieniu celu kamera High - Definicja weryfikuje szczegó?y. Poniewa? czas jest kluczowy w SAR, link wideo prawdziwy - Time (w po??czeniu z zautomatyzowanym ?ledzeniem) pomaga za?ogom naziemnym szybko znale?? ofiary. Po powodzi, po?arach lub trz?sieniach ziemi, infrastruktura kamer gimbal i wykrywanie hotspotów lub ocala?ych.

• Kontrola, mapowanie i badanie: Drony przemys?owe cz?sto nios? gimbale do kontroli linii energetycznych, platform olejowych, ruroci?gów lub wie? komórkowych. Stabilizowana kamera zoomu pozwala operatorom wyra?nie zobaczy? p?kni?cia lub wady z bezpiecznej odleg?o?ci. Wiele ?adunków zawiera równie? precyzyjne GPS i laserowy Rangefinder, aby dok?adnie Geo - Tagowa? ka?de zdj?cie. Podczas badań i fotogrametrii kamera Gimballed (szczególnie z szerokim obiektywem nadir - wskazuj?cym - k?t) umo?liwia dok?adne mapowanie: sta?a platforma wytwarza wyra?ne nak?adaj?ce si? obrazy potrzebne dla modeli 3D. Gimbale s? równie? u?ywane do badań dachowych/s?onecznych - panelu i obrazowania rolnictwa precyzyjnego.

• Monitorowanie ?rodowiska i dzikiej przyrody:Konserwatorzy u?ywaj? dronów z kamerami gimbalowymi do ?ledzenia zwierz?t, monitorowania lasów, mokrade? lub lodowców oraz badań ekosystemów. Na przyk?ad gimbale termiczne mog? liczy? zwierz?ta o ?wicie/zmierzch, gdy s? ciep?e w stosunku do ?rodowiska. Zdj?cia EO/IR pomagaj? badaczom mapowa? zdrowie ro?linno?ci, po?ary lasów lub aktywno?? k?usownictwa. Mo?liwo?? prze??czania mi?dzy trybami koloru i termicznym (i docelowym - ?cie?k?) sprawia, ?e ??te gimbale wszechstronne narz?dzia do badań ekologicznych.

• Filmowanie filmowe i produkcja medialna: Profesjonalni filmowcy i ekipa informacyjna MOUNT GIMBAL Cameras na dronach do kinematografii lotniczej. Stabilizator 3 -osiowy ma kluczowe znaczenie dla uzyskania g?adkich, wstrz??ni?? - Darmowe materia?y do ??filmów lub wydarzeń na ?ywo. Wysokie - End Gimbals z ?yroskakiem - Stabilizacja umo?liwia latanie z ci??szymi kamerami kinowymi, jednocze?nie przechwytuj?c film - Wysokiej jako?ci obrazy. Nawet hobbystów u?ywaj? gimbalicznych kamer do produkcji panoramów i filmów o wysokiej definicji. Krótko mówi?c, Gimbals umo?liwiaj? kreatywne uj?cia lotnicze, utrzymuj?c kamer? na sta?ym i zorientowanym podczas z?o?onych ?cie?ek lotu.

Rysunek: Wiele str?ków z kamery Gimbal (Raven Small UAV) - Modu? ?rodkowy zapewnia 360 ° pole widzenia i dzie? w dzień lub w nocy. Takie wymienne modu?y gimbalowe pozwalaj? dronom taktycznym szybko zmienia? czujniki lub pokry? wszystkie kierunki.

Te przyk?ady ilustruj? wszechstronno?? ?adowników gimbalowych. ??cz?c stabilizowane monta?, czujniki wydajno?ci o wysokiej - Od patroli bezpieczeństwa po kontrol? infrastruktury i od studiów dzikiej przyrody po tworzenie filmów, systemy te przekszta?caj? poruszaj?ce si? UAV w niezawodn? platform? obrazowania lotniczego.

?ród?a: Literatura techniczna i dane producenta opisuj?, jak dzia?aj? EO/IR Gimbale. Na przyk?ad przegl?d bran?owy zauwa?aj?, ?e Gimbale u?ywaj? silników plus IMU do stabilizacji kamer, a systemy EO/IR oferuj? takie funkcje takie jak wizja termiczna i zoom. Notatki aplikacyjne i doniesienia prasowe dokumentuj? ich wykorzystanie w nadzorze, wyszukiwaniu - i - ratowniczym, kontroli i mapowaniu (np. Zastosowane na platformach FLIR i innych platformach UAV). ?ród?a te potwierdzaj? zasady i mo?liwo?ci podsumowane powy?ej.