Systémy kamery Drone Gimbal: Principy a aplikace

Bezpilotní letecká vozidla (UAV) bě?ně nese Gimbal- Namontovaná u?ite?ná zatí?ení fotoaparátu pro zachycení stabilních, vysokych kvalitních snímk?. Kamerovy gimbal je motorizovany dr?ák, ktery dr?í viditelné - Světlo (Electro - Optical, EO) a/nebo infra?ervené (IR) a pou?ívá zpětnou vazbu Gyro/IMU ke zru?ení pohybu letadla. Aktivně nakloněním a otá?ením podél více os si gimbal udr?uje úroveň kamery navzdory pohybu dron? nebo vibrací. Jak vysvětluje jeden zdroj odvětví, trik ?Minimiz [es] ne?ádoucí pohyby a vibrace pro hladké a stabilní záběry“ pomocí motor? a setrva?né mě?ení (IMU). Tato stabilizace umo?ňuje kamer dron? zaznamenávat jasné, vysoké rozli?ení videa i ve větrnych nebo dynamickych podmínkách. Nap?íklad integrované gimbals ?dávají na desce nebo senzoru na desce prakticky vibrace - volny pohyb“, produkující ostré letecké fotografie a video.

Obrázek: A 3 - Axis Camera Gimbal (DJI Phantom 4) s bezmasné motory a senzory, co? umo?ňuje nezávislou kontrolu nad zhor?ováním, vy?kou a roli. To kompenzuje pohyb dron?, aby byl fotoaparát stabilní.

Moderní trikové úchyty obvykle pou?ívají 3 - Stabilizace osy os (Ovládání zlévání, h?i?tě a role) pro plnou kontrolu orientace. (Některá men?í u?ite?ná zatí?ení pou?ívají 2 - Osy, které se stabilizují pouze rozte? a válcování; velmi velké systémy p?idávají 4. osu ?vytahu“ pro extra vertikální kompenzaci pohybu.) Bezmaskované elektrické motory ?ídí ka?dou osu, vedené palubními senzory IMU (gyroskopy a akcelerometry) a ovlada?. Spole?ně detekují pohyb a aplikují ?íta? - pohyby v reálném ?ase. Nap?íklad, pokud se dron nakloní dop?edu, motor rozte?e nakloní kameru zpět, aby ji vyrovnal. Vysledkem je hladké video i během rychlych manévr?. Proto se pro letecké zobrazování staly nezbytny Eliminujte ne?ádoucí pohyb fotoaparátu a umo?nit drony zachytit ostré, profesionální - Kvalitní záběry.

Senzory fotoaparátu EO/IR

Drone Gimbal Payload ?asto kombinuje Electro - Optical (EO) a Infra?ervené (IR) Senzory (?Dual EO/IR Gimbal“). Fotoaparát EO je konven?ní vysoká - Rozli?ení viditelné - Light Camera (?asto HD nebo 4K), zatímco IR senzor je obvykle tepelny fotoaparát, ktery detekuje teplo. Fotoaparát EO zachycuje jemné vizuální detaily pro scény za den; IR kamera snímá tepelné podpisy, tak?e operáto?i mohou ?vidět“ ve tmě nebo prost?ednictvím kou?e, mlhy a list?. V praxi poskytují eo/ir gimbals Dual - Spectrum Povědomí: Za denního světla dává kanál EO barvu nebo nízké světelné obrazy a v noci IR kanál zvyrazňuje teplé objekty (lidé, motory, po?áry) jejich tepelnym kontrastem. Nap?íklad tepelné drony pou?ívají ?o?ky naladěné na infra?ervené vlnové délky a interní obrazové procesory pro p?evedení vzor? tepla do viditelného videa. Ve v?ech p?ípadech je sestava kamery (EO nebo IR) namontována na Gimbal, tak?e z?stává stabilní, jak letí drony.

Zpracování obrazu na palubě

Mnoho pokro?ilych systém? Gimbal zahrnuje palubní elektroniku pro zpracování videa v reálném ?ase. Nap?íklad postavené - v procesorech m??e provádět stabilizaci videa, vylep?ení kontrastu a dokonce i úkoly umělé inteligence, jako je automatizovaná detekce nebo sledování objekt?. Některé gimbals EO/IR nabízejí funkce, jako je ?ivé geo - ozna?ení nebo ozna?ení cíle. Moderní systémy mohou Zamkněte Automaticky pohybující se objekt a udr?ovat jej soust?eděn v rámci - tak?e - nazyvá ?auto - sledování“ - kombinací algoritm? vidění s ovládáním pohybu Gimbal. Ve skute?nosti m??e souprava Gimbal identifikovat vozidlo nebo osobu a poté zabít kameru, aby ho hladce sledovala. Tyto schopnosti se ?asto spoléhají na palubní po?íta? dron? a vyhrazeny procesor Gimbal spolupracují. Stru?ně ?e?eno, u?ite?ná zatí?ení Drone Gimbal nejen stabilizuje mechanicky mechanicky, ale také poskytuje skute?né zpracování ?asu na obrazu (nap?. Stabilizace videa, sledování objekt? a vylep?ení) pro lep?í situa?ní povědomí.

Klí?ové funkce

• Zobrazování a zoom s vysokym rozli?ením: Moderní gimbals nesou HD nebo 4K kamery pro jasné detaily. Mnoho z nich zahrnuje optické ?o?ky zoomu (?asto 10 × –45 × zvět?ení), tak?e operáto?i mohou identifikovat vzdálené cíle. Nap?íklad gimbal 30 × optického zoomu doká?e vy?e?it malé funkce stovky metr? s minimální ztrátou kvality. Tento rozsah zoomu (někdy kombinovany s digitálním zoomem) vyrazně roz?i?uje efektivní rozsah sledování dron?.

• Tepelná infra?ervená kamera: Témě? v?echny gimbaly EO/IR nabízejí tepelné zobrazování Longwave (LWIR). Tepelny senzor ?vidí“ teplo, co? umo?ňuje dronu detekovat lidi, stroje nebo teplé p?edměty v noci nebo prost?ednictvím p?eká?ek. To je neocenitelné pro vyhledávání - a - záchranu, hasi?ské a bezpe?nostní úkoly. Některá u?ite?ná zatí?ení má dokonce více IR pás? (nap?. MWIR i LWIR) nebo chlazená tepelná jádra pro zvy?enou citlivost.

• LASER RANDFINER/ozna?ení: Vy??í - End Gimbals ?asto integruje systém oka - Bezpe?ny laserovy systém. Laserovy rozsah rychle mě?í vzdálenost do bodu zájmu, co? umo?ňuje p?esné geo - umístění a ozna?ení cíle. P?i vojenském nebo pr?zkumném pou?ívání m??e operátor na vzdáleny objekt upustit laserovou ?barvu“; Odra?eny paprsek ?íká systému p?esny rozsah tohoto objektu. (Někdy je také zahrnut laserovy ozna?ení pro vedení munice.)

• Automatické - Sledování a analytika videa: Mnoho gimbal? nabízí postavené - ve sledování videa. Jakmile operátor vybere objekt (nap?. Osoba nebo vozidlo), Gimbal a Camera ho budou autonomně dodr?ovat. Pokro?ilej?í modely zahrnují rozpoznávání zalo?ené na AI - (detekce ?lověka/vozidla, licence - ?tení desek atd.) A geo - oplocení. Procesor Gimbal m??e také provádět vylep?ení obrazu (redukce ?umu, nízké - zvy?ení světla) v reálném ?ase. Tyto inteligentní funkce znamenají, ?e dron m??e získat a udr?ovat zamě?ení na cíle s minimálním vstupem operátora.

• Multi - Flexibilita senzoru: Trurbální lusky jsou obvykle modulární. Jediná vě?i?ka by mohla ubytovat dva nebo více Kanály: Nap?íklad viditelny zoom fotoaparát plus tepelnou kameru (a někdy ?iroky - úhel ?vyhledávání“ ?o?ky). V některych návrzích m??e Gimbal rychle vyměnit mezi senzory nebo pohledy. Nap?íklad, duální u?ite?ná zatí?ení EO m??e p?i ?irokém skenování p?epnout na ?irokoúhly fotoaparát denního světla, poté p?iblí?it teleobjektivem v zajímavém bodě. Mezi dal?í systémy pat?í specializované p?ílohy, jako jsou reflektory nebo environmentální senzory.

Aplikace

Drone Gimbal Cameras se pou?ívají ve velmi ?iroké ?kále leteckych misí. Proto?e poskytují stabilní, multi - spektrální snímky a data, jsou nezbytné pro dohled, kontrolu a analyzu úkol?. Mezi bě?né p?ípady pou?ití pat?í:

• Dohled a pr?zkum: Vojenské a právo - Donucovací drony se spoléhají na gimbaly pro ISR (inteligence, dohled, pr?zkum). Stabilizované u?ite?né zatí?ení EO/IR umo?ňuje UAV pozorovat oblasti zájmu (hranice, boji?tě, místa konání událostí) z nadmo?ské vy?ky. Gyrostabilizovaná dr?ák zaji??uje, ?e i kdy? se dron nebo vrtulník pohybuje, kamera z?stává na scéně uzam?ena. To umo?ňuje spolehlivé identifikaci a sledování cíl? (vozidla, lodě, osoby) za r?znych podmínek.

• Vyhledávání a záchranu / reakce na katastrofu: V p?ípadě mimo?ádnych událostí hledají drony s gimbaly poh?e?ovanymi lidmi nebo posouvají ?kody. Tepelny senzor m??e spat?it tepelny podpis ?lověka v hustych lesích nebo trose?ích, dokonce i v noci. Jakmile je cíl nalezen, kamera s vysokym rozli?ením - ově?í podrobnosti. Vzhledem k tomu, ?e ?as je v SAR kriticky, odkaz Real - Time Video (v kombinaci s automatizovanym sledováním) pomáhá pozemních posádek rychle najít oběti. Po povodních, po?árech nebo zemět?esením, Gimbal Cameras pr?zkumu infrastruktury a detekujte hotspoty nebo poz?stalé.

• Inspekce, mapování a pr?zkum: Pr?myslové drony ?asto nosí triky, aby kontrolovaly elektrické vedení, olejové soupravy, potrubí nebo buně?né vě?e. Stabilizovaná kamera zoomu umo?ňuje operátor?m jasně vidět praskliny nebo vady z bezpe?né vzdálenosti. Mnoho u?ite?nych zatí?ení také zahrnuje p?esny GPS a laserovy rozsah pro p?esně geo - ozna?it ka?dou fotografii. V pr?zkumu a fotogrametrii umo?ňuje kamera (zejména s nadir - ?irokym objektivem) p?esné mapování: stabilní platforma vytvá?í ostré p?ekryvající se obrázky pot?ebné pro 3D modely. Triky se rovně? pou?ívají pro st?e?ní/solární pr?zkumy panelu a p?esné zobrazování zemědělství.

• Sledování ?ivotního prost?edí a volně ?ijících ?ivo?ich?:Konzervationisté pou?ívají drony s grafickymi kamerami ke sledování zví?at, monitorování les?, mok?ad? nebo ledovc? a studiu ekosystém?. Nap?íklad tepelné triky mohou po?ítat zví?ata za úsvitu/soumraku, kdy? jsou teplé vzhledem k ?ivotnímu prost?edí. Snímky EO/IR pomáhají vědc?m mapovat zdraví vegetace, lesní po?áry nebo pytláctví. Schopnost p?epínat mezi barevnymi a tepelnymi re?imy (a cíl - sledovat) zp?sobuje, ?e tyto gimbals v?estranné nástroje pro ekologické pr?zkumy.

• Cinematic Filming and Media Production: Profesionální filma?i a zpravodajské posádky Mount Gimbal Cameras na dronech pro leteckou kinematografii. Stabilizátor 3 -osy je zásadní pro hladké, prot?epejte - zdarma záběry pro filmy nebo ?ivé události. High - End Gimbals s gyro - Stabilizace umo?ňují létat s tě??ími kamerami v kinech a p?itom stále zachycují film - Kvalitní obrázky. Dokonce i fandové pou?ívají kamery pro vyrobu panoramat? a videí s vysokym - rozlohou. Stru?ně ?e?eno, Gimbals umo?ňují kreativní letecké záběry udr?ováním kamery stabilní a orientované během slo?itych letovych cest.

Obrázek: Vícenásobné gimbalové kamery (Raven Small UAV System) - St?edovy modul poskytuje zorné pole 360 ??° a pracuje ve dne nebo v noci. Takové zaměnitelné moduly trik? umo?ňují taktickym drony rychle měnit senzory nebo pokryt v?echny směry.

Tyto p?íklady ilustrují v?estrannost u?ite?ného zatí?ení Gimbal. Kombinací stabilizovaného montá?e, vysokych vykonnostních senzor? (EO, IR, ?o?ky zoomu) a zpracování na palubě, podávají dronové gimbalové kamery nespo?et misí. Od bezpe?nostních hlídek po kontrolu infrastruktury a od studií volně ?ijících ?ivo?ich? po filmování tyto systémy p?eměňují pohyblivou UAV na spolehlivou leteckou zobrazovací platformu.

Zdroje: Technická literatura a data vyrobce popisují, jak fungují eo/ir gimbals. Nap?íklad p?ehledy pr?myslu si uvědomují, ?e gimbaly pou?ívají motory plus imus ke stabilizaci kamer a ?e systémy EO/IR nabízejí funkce, jako je tepelné vidění a zoom. Poznámky k aplikaci a zprávy dokumentují jejich pou?ití v dohledu, vyhledávání - a - Záchrana, inspekce a mapování (nap?. Jak se pou?ívá na FLIR a jinych platformách UAV). Tyto zdroje potvrzují vy?e uvedené principy a schopnosti.