Время работы:

Пн-Пт 10:00 - 19:00
Сб 10:00 - 18:00

8 (499) 490-21-95  

shop@coptertime.ru

Заказать звонок
Каталог товаров
Официальный дилер DJIФильтры PolarPro

Что такое термальная съемка?

Эта статья рассказывает об основных понятиях термальной съемки, а также о практике применения термальной камеры на беспилотном аппарате.

Что в реальности означает термальная съемка для Ваших миссий и что нужно учитывать при использовании этой технологии?

Мы немного расскажем об основных моментах:

  1. Что такое термальная съемка?
  2. Что означают различные цвета?
  3. Что такое изотерм?
  4. Поле зрения и разрешение тепловизора
  5. Как далеко можно видеть?
  6. Как окружающая среда может повлиять на результаты?

Что такое термальная съемка?

Термальные камеры позволяют людям видеть то, что не могут видеть их глаза. Невидимое тепловое излучение или отраженное объектами вне зависимости от условий освещения.

Инфракрасный спектр - это часть электромагнитного спектра. Он находится вокруг нас постоянно, но невидим невооруженным глазом, кроме небольшого диапазона в середине спектра, называемого видимым светом.

01.jpg

Наши глаза видят только отраженный от поверхности свет. Он отражается с разной длиной волны, поэтому мы видим разные цвета. Но термальная энергия может не только отражаться но и излучаться.

Когда говорят о том, насколько эффективно объект отдает термальную энергию имеют ввиду его излучение. Разные объекты отдают энергию по-разном и это зависит от многих факторов, таких как материал или состояние поверхности.

Такие объекты как люди, животные или скалы имеют высокую отдачу, в то время как блестящие металлы, например, низкую, но все меняется, если они покрашены или покрыты коррозией.

Когда два объекта находятся рядом, имеют близкую температуру, но разную теплоотдачу - они будут выглядеть по-разному при съемке термальной камерой.

02.jpg

Например крыша слева - это новый неокрашенный кусок и он отражает холодное небо.

Зная это необходимо помнить несколько вещей

  1. Термальная энергия является поверхностным явлением и термальные камеры не могут видеть через стекло или стены
  2. Результаты термальной съемки зависят от таких факторов как состояние поверхности и насколько близок снимаемый объект
  3. Важно понимать, что термальные камеры могут измерять разницу в излучаемой энергии, но не температуру.

Что означают различные цвета при тепловизионной съемке?

Различные цветовые схемы используются для изображения различных тепловых изображений. Поскольку инфракрасная / тепловая энергия невидима невооруженным глазом, для отображения используются абстрактные цвета для создания изображения энергии, которую мы не можем видеть.

03.jpg

Эти яркие цвета или детали в оттенках серого представляют очень специфический и очень большой набор данных. Понимание того, что они показывают и как их лучше использовать в полевых условиях, позволяет пользователям обнаруживать и интерпретировать интересующие объекты.

Основные цветовые палитры - это

  • White hot (отображение горячего белым)

04.jpg

Черно-белая палитра упрощает отображение и понимание изображений с широким температурным разбросом, такое отображение удобно при исследовании природных ландшафтов или городских пространств

  • Black Hot (отображение горячего черным)

05.jpg

Это инвертированная версия White Hot, отображающая теплые объекты черным, а холодные белым. 

Наиболее часто используется охотниками или полицией.

Есть также и другие способы отображения

  • Ironbow

06.jpg

Универсальная палитра, позволяющая быстро определить тепловые аномалии и температуру тела, использует цвет, чтобы показать распределение тепла и тонкие детали, отображая теплые участки теплыми цветами, а более холодные - холодными оттенками в синем спектре.

Существуют также и менее популярные варианты Sepia, отображающая тепло золотым и белым, а холодное - темным и черным, считается, что такой вариант менее утомляет глаза и мозг, предпочтителен когда требуется длительное наблюдение. Rainbow HC - подходит для случаев, где разница температур очень мала и Arctic, где теплое подсвечивается золотым, а холодное - голубым и является сочетанием Ironbow и Rainbow HC.

Когда доходит до выбора способа отображения не существует верного ответа какой предпочтительнее - некоторым кажется, что White Hot не дает достаточно деталей, а кто-то считает многоцветные изображения отвлекающими.

В целом - White Hot и Dark Hot - предпочтительнее для поиска маленьких нагретых поверхностей или при работе в сложных условиях с высокой температурой и влажностью.

С другой стороны, варианты типа Ironbow - это  это универсальные цветовые палитры, особенно при обследовании крыш, солнечных панелей или электрического оборудования, в то время как Arctic разработан для усиления контрастных цветов.

Что такое изотерм?

Изотерм - разновидность цветовой палитры. Здесь имееться возможность выделить диапазон интесесующих цветовых температур.

Цель изотермы состоит в том, чтобы выделить все, что выше определенного температурного порога, чтобы термограф не пропустил объект.

Однако не стоит полагаться исключительно на изотермы. Например, если человек, которого вы ищете, стоит рядом со скалой или деревом, которое выделяет примерно такое же количество энергии, изотерм может фактически скрыть объект.

Стоит подстраховаться используя Black Hot и White Hot. Изотермы могут быть использованы в такой комбинации, но не стоит полагаться только на изотермическое изображение.

Поле зрения и разрешение тепловизоров для квадрокоптеров

Если Вы думаете над тем, какое разрешение и объектив Вам нужен - ответ не так прост как можно подумать.

Более высокое разрешение камеры означает большее количество доступных Вам пикселей, что дает более детализацию, в то время как маленький объектив (более широкоугольный) - большее количество обозреваемого пространства, захватываемого этими пикселями, что может наоборот снизить удобство поиска. Задача состоит в поиске оптимального соотношения детализации и захватываемой площади и увеличением.

Первый пример - объектив 9мм. слева камера с разрешением 336х256 и полем зрения  35° x 27°, а справа 640х480 и FOV 69° x 56°. Сравните что происходит, когда камера отдаляется 

07.jpg

Близко

08.jpg

дальше

09.jpg

еще дальше

10.jpg

совсем далеко

Как можно заметить, при разрешении 640 мы имеем больший охват, но как только мы отдаляемся становится сложно что-то разобрать



336px

640px

Человек различим

557.7м

333.7м

Машина различима

899.1м

527.3м

Это показывает, что существует компромисс между детализацией изображения и полем зрения и увеличением и диапазоном обнаружения.

Следующий пример аналогичный, но 640 теперь имеет меньший угол зрения - 32° x 26° FOV (справа)

11.jpg

Близко

12.jpg

Дальше

13.jpg

еще дальше

14.jpg

совсем далеко

В этом примере FOV меньше, объект виден намного дальше на 640.


336px

640px

Человек различим

557.7м

688.8м

Машина различима

899.1м

1152м

Последний пример показывает разрешение 640, но с линзами 9мм (слева), 13 мм (центр) и 19мм (справа). Это дает вам хорошее представление о компромиссе между областью, которую вы можете охватить, и диапазоном, в котором вы можете различать объекты при данном разрешении.

15.jpg

близко

16.jpg

дальше

17.jpg

еще дальше

Как далеко я могу видеть?

Как далеко я могу видеть и насколько высоко я могу летать - это 2 важных вопроса при использовании дронов.

Можно разбить ответ на 2 части - как далеко я могу находиться, чтобы заметить объект или как далеко для того, чтобы измерить его температуру?

18.jpg

Для того, чтобы определить расстояние нужно учитывать такие факторы как:

  • размер объекта
  • как много тепловой энергии он излучает
  • атмосферные условия
  • разница температуры между объектом и окружением

Но в случае, если речь идет о точных измерениях, главное что нужно знать - не достаточно просто видеть объект, чтобы измерить температуру.

И вот 3 вещи, которые надо учитывать при съемке - Фокус, Диапазон, Расстояние

  • Фокус: фокусное расстояние объектива камеры
  • Диапазон: диапазон чувствительности камеры. Необходимо учитывать при подготовке
  • Дистанция: расстояние от камеры до интересующего объекта - не только высота над землей. В поиске и общественной безопасности, Вам нужно знать размер цели, которую вы ищете, и планировать свой полет так, чтобы угол обзора, высота и расстояние поискового шаблона были продуманными заранее, иначе объект будет невозможно обнаружить.

Для термографа важно планировать полет опираясь на “измерительное поле зрения” камеры - MFOV.

Dave Lee из FLIR объясняет так: “MFOV - это не один пиксель, как думают многие люди. В реальности это квадрат 5х5 пикселей. Чтобы получить точное изменение, Ваш объект должен заполнить или даже выйти за пределы пятна 5х5 пикселей”.

19.jpg

Он также добавляет: “Если MFOV больше, чем объект, который Вы хотите измерить, Ваши данные будут искажены, потому что они будут включать энергию примыкающих объектов, а не только то, что вы пытаетесь измерить”.

20.jpg

Насколько важна погода или окружающая среда для дрона с тепловизором?

Когда дело доходит до использования дрона с тепловизионной камерой, важно знать, как будут различаться поисковые миссии и промышленная инспекция.

Термографы, проводящие инспекции, как правило, наблюдают за известными областями или структурами, которые могут быть намного меньше, чем те, с которыми приходится иметь дело спасателям, потому что, например, поисково-спасательные миссии обычно включают поиск маленькой цели на больших пространствах.

21.jpg

Важно помнить, для операций в сфере общественной безопасности количество тепловой энергии и то, где она находится, может играть решающую роль.

Ключом к этому является понимание того, как окружающая среда влияет на то, что Вы видите. И есть три взаимосвязанных фактора окружающей среды, о которых следует помнить:

  • Дневной цикл
  • Солнечная нагрузка
  • Тепловой кроссовер (пересечение)

Дневной цикл - это ежедневный процесс, когда солнце встает и садится. Чем дольше солнце на небе и чем чище небо, тем больше тепла получает поверхность и объекты на земле.

Когда солнце садится, накопленное тепло отдается обратно в атмосферу.

Чем больше солнечной энергии поглощается, тем труднее разобрать вещи на земле. Это называется солнечная нагрузка.

По мере того как область на которую вы смотрите, поглощает все больше и больше излучения, разница в температуре между интересующим объектом и его окружением становится все меньше и меньше.

Когда область нагружена солнечной энергией, может быть очень трудно отличить одну вещь от другой - как показано на этом рисунке. Зеленая стрелка указывает местонахождение человека, но, как показывает изображение, не всегда легко найти объект на таком изображении.

22.jpg

И именно здесь начинается тепловое пересечение. Тепловое пересечение происходит, когда видимая разница температур между интересующим объектом и ближайшим окружением уменьшается до такой степени, что камера не может различить их.

В некоторых случаях то, что выглядит теплым на прохладном фоне, может оказаться холодным на теплом фоне.

Важно помнить, что тепловая энергия и температура - это не одно и то же, и то, как температура окружающей среды ощущается для Вас, не обязательно будет выглядеть как тепловая.

Учет погоды является еще одним важным фактором. Погода, особенно влажность (облачность, туман, дождь и влажность), могут влиять на то, как будут выглядеть Ваши тепловые изображения и как тепловые условия будут меняться днем и ночью.

Влага в атмосфере будет поглощать / рассеивать тепловую энергию, уменьшая дальность обнаружения, блокируя поступление энергии от объекта к камере.

Чем выше влажность, тем больше эффект. Дождь является крайним примером этого, потому что он снижает температуру между объектами.

Несмотря на то, что в краткосрочной перспективе это может усложнить наблюдение, после окончания дождя наоборот объекты, которые выделяют тепло становится видно лучше, например людей, на цветном фоне.

Как можно использовать термальную камеру на дроне?

Ответ довольно простой - использование дрона с тепловизионной камерой (например Mavic 2 Enterprise Dual или Matrice 210 + тепловизор XT2) может быть очень важным для миссий где речь идет о разнице между жизнью и смертью. 

Вот лишь некоторые области, где дрон с ИК камерой может помочь:

  • Поиск пропавших людей
  • Наблюдение за толпой
  • Соблюдение правопорядка
  • Борьба с огнем
  • Промышленная инспекция

23.jpg

Беспилотный аппарат с тепловой камерой может значительно увеличить эффективность, безопасность и снизить стоимость.

Явным преимуществом является тот факт, что беспилотник может покрывать большие площади быстрее и добавлять вид с высоты - часто добавляя очень важные данные. Это, в свою очередь, позволяет операторам принимать стратегические решения в режиме реального времени, часто вдали от опасной зоны, а также следить за другими участниками операции.

Для полиции объединение тепловых технологий с беспилотником позволяет сотрудникам искать пропавших людей или беглецов, собирать улики и следить за толпами, а пожарные получают возможность обнаруживать горячие точки и получать ценную информацию о состоянии кровли, пути движения огня и эффективности тушения пожара. Тепловая камера также может видеть сквозь дым, как показано на ниже.

Если говорить о технической инспекции, дрон оснащенный термальной камерой может также играть важную роль:

  • Стоимость: тепловые и обычные камеры могут быть более рентабельными, чем другие методы контроля, как с точки зрения эксплуатационных расходов, так и требуемого времени.
  • Быстрый результат: в отличие от других методов, беспилотники обеспечивают немедленное получение изображений, обеспечивая меньшее время простоя и повышенную надежность.

Тепловые камеры могут также использоваться для осмотра зданий, позволяя увидеть утечки тепла, воду на крыше, внешние электрические проблемы, проблемы с остеклением и многие другие проблемы конструкции или кровли. Возьмите всего один дрон и Вы сможете за несколько минут исследовать всю крышу, где с обычным тепловизором могут уйти дни или даже недели для обследования.

При проведении осмотра крыши оператор должен учитывать ряд факторов, в том числе время суток, погоду и параметры полета, такие как высота над крышей, угол обзора камеры и скорость дрона.

Дроны с тепловизионными камерами:

Оригинал статьи можно найти тут.

Связанные товары
Тепловизионная камера DJI Zenmuse XT2 ZXT2B19SR (336x256, 19мм, радиометрия) для Matrice 200 dji-xt2-zxt2b19srDJI Innovations
Артикул: 2803
Подвес и сдвоенная камера Zenmuse XT2 ZXT2B19SR с разрешением тепловизора 336×256, фокусным расстоянием 19 мм и частотой кадров 9 Гц
568 160 руб. за 1 шт
В наличии 1
-+
Тепловизионная камера DJI Zenmuse XT2 ZXT2A25SR (640x512, 25мм, радиометрия) для Matrice 200 dji-xt2-zxt2a25srDJI Innovations
Артикул: 2805
Подвес и сдвоенная камера Zenmuse XT2 ZXT2A25SR с разрешением тепловизора 640×512, фокусным расстоянием 25 мм и частотой кадров 9 Гц
1 144 800 руб. за 1 шт
В наличии 2
-+
Артикул: 3235
Оптические и тепловые снимки
246 390 руб. за 1 шт
Нет в наличии
Тепловизионная камера DJI Zenmuse XT2 ZXT2A19SR (640x512, 19мм, радиометрия) для Matrice 200 dji-xt2-zxt2a19srDJI Innovations
Артикул: 2802
Подвес и сдвоенная камера Zenmuse XT2 ZXT2A19SR с разрешением тепловизора 640×512, фокусным расстоянием 19 мм и частотой кадров 9 Гц
1 017 600 руб. за 1 шт
Нет в наличии
Тепловизионная камера DJI Zenmuse XT2 ZXT2B09SR (336x256, 9мм, радиометрия) для Matrice 200 dji-xt2-zxt2b09srDJI Innovations
Артикул: 2806
Подвес и сдвоенная камера Zenmuse XT2 ZXT2B09SR с разрешением тепловизора 336×256, фокусным расстоянием 9 мм и частотой кадров 9 Гц
568 160 руб. за 1 шт
Нет в наличии
Тепловизионная камера DJI Zenmuse XT2 ZXT2A13SR (640x512, 13мм, радиометрия) для Matrice 200 dji-xt2-zxt2a13srDJI Innovations
Артикул: 2804
Подвес и сдвоенная камера Zenmuse XT2 ZXT2A13SR с разрешением тепловизора 640×512, фокусным расстоянием 13 мм и частотой кадров 9 Гц
1 017 600 руб. за 1 шт
Нет в наличии
Тепловизионная камера DJI Zenmuse XT2 ZXT2B13SR (336x256, 13мм, радиометрия) для Matrice 200 dji-xt2-zxt2b13srDJI Innovations
Артикул: 2807
Подвес и сдвоенная камера Zenmuse XT2 ZXT2B13SR с разрешением тепловизора 336×256, фокусным расстоянием 13 мм и частотой кадров 9 Гц
568 160 руб. за 1 шт
Нет в наличии
Где в Москве можно запускать квадрокоптеры и дроны?Можно ли в Москве запускать дроны, квадрокоптеры и авиамодели. Как получить разрешение на запуск. Где и какие устройства можно запускать без разрешенияИнструкции: Как оценить скорость ветра во время полета?Можно ли летать на квадрокоптере в Тайланде?Имея огромное количество пляжей и гор, Тайланд располагает огромным количеством мест для съемки фото и видео с воздуха.Можно ли летать на квадрокоптерах в Китае?Китай имеет огромное количество интересных мест для аэросъемки. Чтобы помочь Вам использовать свой дрон безопасно и ответственно, мы перечислим несколько важных правил.Инструкции: Активация квадрокоптеров DJI на примере Mavic 2Инструкции: Первый полёт DJI Mavic 2 (инструкция на русском)Инструкции: Прошивка через DJI Go 4Инструкции: Обновление прошивки через DJI Assistant 2
Эта страшная фраза «No Fly Zone»Думаю многих пользователей DJI беспокоит проблема запрета полетов в некоторых частях нашей и не только нашей страны.Пошаговая настройка пульта FLYSKY FS-i6 и контроллера DJI Naza Lite/V2Настройка пульта FS-i6 с Naza LITE GPS, Naza V2 GPS и аналогичных контроллеров.Разбор полетов от DJI: Top 10 ошибок пилотовКоптеры падают, и это относительно нормально.Инструкции: Первый полёт DJI Mavic 2 (инструкция на русском)Где в Москве можно запускать квадрокоптеры и дроны?Можно ли в Москве запускать дроны, квадрокоптеры и авиамодели. Как получить разрешение на запуск. Где и какие устройства можно запускать без разрешенияПравила полёта дрона в дубае ОАЭ. Как зарегистрировать дрон в эмиратахОбновление процедуры активации DJI, обновление прошивки и DJI GO / GO4Компания DJI разослала своим пользователям информационное письмо. В данном письме содержится информация о нововведениях системы DJI FlySafe, приложений DJI GO/GO 4.Сравнение Mavic Air vs Mavic Pro от WylsacomОбзор и сравнение популярных любительских дронов от известного блогера Wylsacom.
Все обзоры и советы