Máy Bay Không Người Lái Tầm Nhìn Ban Đêm – DJI

Mọi thứ bạn cần biết về máy bay không người lái với tầm nhìn ban đêm

Các cơ quan an toàn công cộng và đội kiểm tra khẩn cấp sử dụng máy bay không người lái mỗi ngày để hỗ trợ thực hiện nhiệm vụ. Những camera trên không có tính cơ động cao này có thể được triển khai trong vòng vài phút để bao quát các địa hình rộng lớn, đầy thách thức nhanh chóng và hiệu quả hơn so với các công cụ trên mặt đất thông thường. Khả năng này đang chứng tỏ là một lợi thế rất lớn cho những người phản hồi đầu tiên, những người cần mọi thông tin mà họ có thể nhận được để đưa ra quyết định đúng đắn. Nhưng thực tế là nhiệm vụ thường diễn ra khi mặt trời đã lặn.

Phần lớn các hoạt động tìm kiếm và cứu nạn khẩn cấp (SAR) diễn ra vào ban đêm khi tầm nhìn ở mức tối thiểu. Để cung cấp cho đội ứng cứu khẩn cấp một giới hạn an toàn bổ sung và nhận dạng cảnh ngay lập tức trong bóng tối, DJI đã phát triển máy bay không người lái có khả năng nhìn ban đêm.

Công nghệ nhìn đêm là gì?

Hãy bắt đầu với một nền tảng nhỏ. Tầm nhìn của con người bị giới hạn trong một phần nhỏ của quang phổ điện từ được gọi là ánh sáng khả kiến. Các phần khác của quang phổ như radio, hồng ngoại, tử ngoại, tia X, tia gamma không thể cảm nhận được bằng mắt thường. Mặt khác, một máy ảnh có thể thu các bước sóng ánh sáng khác nhau nếu nó được trang bị các cảm biến phù hợp.

Tầm nhìn ban đêm có nghĩa là khả năng nhìn trong môi trường tối và thiếu sáng. Các công nghệ khác nhau giúp khả năng nhìn ban đêm trở nên khả thi, phổ biến nhất là hình ảnh nhiệt và cảm biến ánh sao/ánh sáng yếu.

Hình ảnh nhiệt

Hình ảnh nhiệt hoạt động bằng cách phát hiện năng lượng nhiệt, hoặc dấu hiệu nhiệt được phát ra một cách tự nhiên bởi cả vật thể sinh động và vật vô tri. Camera nhiệt chứa một ống kính và hệ thống cảm biến rất tinh vi cho phép các tần số hồng ngoại vô hình đi qua để có thể đo được nhiệt độ bề mặt của vật thể. Dữ liệu kết quả được bộ xử lý hình ảnh sử dụng để tạo biểu đồ nhiệt hoặc bản đồ màu hiển thị các giá trị nhiệt độ khác nhau.

Vào ban đêm sau khi mặt trời lặn, nhiệt độ mặt đất và môi trường mát mẻ, trong khi nhiệt độ cơ thể của những người mất tích ấm hơn. Chính sự chênh lệch nhiệt này làm cho máy bay không người lái nhiệt trở thành một giải pháp nhìn ban đêm quan trọng.

Mặc dù có độ nhạy cao, máy ảnh nhiệt có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như thời gian trong ngày, điều kiện bề mặt và hệ số phản xạ của vật thể. Trong những tình huống như vậy, cảm biến ánh sáng sao/ánh sáng yếu có thể giải mã câu đố cho những người phản hồi đầu tiên.

Một hình ảnh mẫu từ Hướng dẫn độ cao SAR.

Cảm biến ánh sao

Cảm biến ánh sáng yếu hoạt động theo nguyên tắc thu thập bất kỳ lượng ánh sáng nhỏ nào có sẵn từ các nguồn như ánh sao hoặc ánh trăng và khuếch đại nó để đạt được tầm nhìn tốt hơn.

Trước đây, các camera quan sát ban đêm có cảm biến ánh sao đã sử dụng một công nghệ có tên là tăng cường hình ảnh quang điện tử. Tại đây, ánh sáng sẽ đi qua một loạt thấu kính và một ống tăng cường hình ảnh sẽ chuyển đổi các photon tới thành các electron. Sau đó, các electron này sẽ đập vào màn hình được phủ phốt pho, tạo ra hình ảnh phát sáng màu xanh lá cây đặc trưng mà bạn có thể đã thấy trong các bộ phim hoặc trò chơi gián điệp như “Call of Duty”.

Cảm biến ánh sao hiện đại tận dụng một kỹ thuật gọi là tăng cường hình ảnh kỹ thuật số, đây là phiên bản mới hơn của công nghệ khuếch đại ánh sáng truyền thống. Trong nâng cao hình ảnh kỹ thuật số, cảm biến CMOS được sử dụng để chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu kỹ thuật số. Những tín hiệu này sau đó được tăng cường điện tử và phóng đại nhiều lần để rõ ràng trước khi được chiếu lên màn hình dưới dạng hình ảnh ánh sáng nhìn thấy được.

Cảm biến ánh sao có khẩu độ rộng hơn và giảm tốc độ màn trập để có nhiều ánh sáng hơn có thể chiếu tới máy ảnh. Các cảm biến hoạt động cùng với các thuật toán khử nhiễu hình ảnh và nâng cao chất lượng hình ảnh. Máy bay không người lái nhìn đêm sử dụng cải tiến hình ảnh kỹ thuật số vì nó cho phép tải trọng nhỏ gọn, nhẹ và linh hoạt hơn.

Máy bay không người lái DJI nào có tầm nhìn ban đêm?

Mặc dù các công nghệ về tầm nhìn ban đêm nghe có vẻ khá phức tạp, nhưng thực tế là máy bay không người lái có camera nhìn ban đêm lại cực kỳ dễ sử dụng. Một số máy bay không người lái DJI cung cấp khả năng nhìn ban đêm.

Mavic 2 Enterprise Advanced

Matrice 300 RTK + H20T

Để xác định nhanh vị trí của vật thể, máy bay không người lái đã trang bị cảm biến kép – một máy ảnh nhiệt độ phân giải HD 640 × 512 px và một máy ảnh trực quan 48MP với cảm biến CMOS 1/2”. Bạn có thể chuyển đổi giữa các nguồn cấp dữ liệu trực quan, nhiệt hoặc chế độ xem phân tách cho các yêu cầu nhiệm vụ khác nhau, chẳng hạn như tìm kiếm người mất tích, xác định những kẻ săn trộm bất hợp pháp sau khi trời tối và tuần tra vào ban đêm tại các mỏ, công trường xây dựng hay các khu vực nhạy cảm khác. Bạn cũng sẽ tìm thấy một máy đo điểm để kiểm tra các điểm nhiệt riêng lẻ và một công cụ đo diện tích để lấy độ dốc nhiệt độ của một khu vực đã chọn.

Matrice 300 RTK với Zenmuse H20T

Matrice 300 RTK + H20T

Với thời gian bay 55 phút và camera FPV góc rộng, M300 RTK đảm bảo khả năng giám sát hiệu quả, bất kể nhiệm vụ ở xa như thế nào. Kết nối nó với giải pháp bốn cảm biến H20T thì bạn sẽ có thể nhìn thấy những gì mắt người không thể nhìn thấy cho dù bạn đang thực hiện nhiệm vụ tìm kiếm và cứu nạn hay bảo vệ địa điểm sau trời tối. H20T đi kèm với camera thu phóng 20MP, camera rộng 12MP, công cụ tìm phạm vi bằng laser bao phủ khoảng cách từ 3m-1200m và camera nhiệt đo phóng xạ 640 × 512 px.

Matrice 300 RTK với Zenmuse H20N

Matrice 300 RTK + H20N

Được thiết kế đặc biệt cho các hoạt động ban đêm, H20N là tải trọng mới nhất từ ​​​​DJI để sử dụng với máy bay không người lái M300 RTK. Cảm biến kết hợp hai máy ảnh loại ánh sao với khả năng thu phóng và rộng, cảm biến nhiệt kép 640×512 px với thu phóng quang 2×\8× và máy đo khoảng cách laze với phạm vi phát hiện từ 3-1200m. Các tải trọng kết hợp này mạnh nhất khi được sử dụng kết hợp với nhau. Trong điều kiện ánh sáng yếu và đầy thách thức, bạn có thể tăng cường đáng kể khả năng hiển thị bằng cách phóng to đồng thời trên màn hình chia đôi bằng cả cảm biến nhiệt và cảm biến hình ảnh.

Bạn có thể cho biết sự khác biệt giữa H20N và H20T không? Nếu bạn nhìn kỹ, H20N có thêm một ống kính zoom nhiệt ở góc trên cùng bên trái. Bấm vào đây để so sánh đầy đủ giữa H20N và H20T.

Matrice 30T với camera FPV ánh sáng yếu

Matrice 30T

M30T tích hợp camera zoom cảm biến CMOS 48MP 1/2” với zoom quang 16× và zoom kỹ thuật số 200×, camera góc rộng 12MP, máy đo khoảng cách laser với phạm vi phát hiện từ 3-1200m và cảm biến nhiệt bức xạ 640×512 px. cho tầm nhìn ban đêm. Ngoài cảm biến nhiệt này, máy ảnh FPV của M30T đã được tối ưu hóa cho điều kiện ánh sáng yếu – một khả năng giúp bạn dễ dàng bay an toàn hơn vào ban đêm mà không phải lo lắng về việc đâm vào đồi trong khi thực hiện nhiệm vụ tìm kiếm và cứu nạn.

Lưu ý góc dưới cùng bên phải của GIF này. Bạn có thể thấy điều kiện tối như thế nào khi xem qua camera zoom 48MP của M30T. Nhưng thông qua camera FPV của M30T, bạn có thể thấy rõ đường chân trời và các chướng ngại vật tiềm ẩn.

Những điều bạn cần biết về máy bay không người lái tầm nhìn ban đêm

FAA quy định bay vào ban đêm

Theo quy tắc của Cục Quản lý Hàng không Liên bang (FAA) có hiệu lực vào năm ngoái, phi công máy bay không người lái hoạt động theo Phần 107 có thể bay vào ban đêm mà không có sự từ bỏ miễn là họ đáp ứng các yêu cầu sau:

• Phi công phải hoàn thành bài kiểm tra kiến ​​thức ban đầu được cập nhật hoặc đào tạo định kỳ trực tuyến về trên trang FAA Safety.
• Máy bay không người lái phải được trang bị ánh sáng chống va chạm có thể nhìn thấy trong ít nhất ba dặm theo quy định và tốc độ chớp, đủ để tránh va chạm.

Đèn chống va chạm cho máy bay không người lái tầm nhìn ban đêm DJI

Mavic 2 Enterprise Advanced: Phụ kiện M2EA Beacon cho biết vị trí của máy bay vào ban đêm để tuân thủ các quy định về hoạt động ban đêm.

Matrice 300 RTK: Đèn hiệu an toàn được cài đặt sẵn ở cả mặt trên và mặt dưới của máy bay không người lái cho phép xác định máy bay vào ban đêm hoặc trong điều kiện ánh sáng yếu.

Matrice 30T: Đèn hiệu an toàn tích hợp giúp xác định máy bay không người lái trong khi bay và đèn phụ giúp hệ thống định vị tầm nhìn đạt được độ chính xác cao hơn nữa trong các hoạt động ban đêm

Bay trong vùng trời hạn chế

Mặc dù điều khiển máy bay không người lái vào ban đêm là hoàn toàn hợp pháp, nhưng vẫn cần phải có giấy phép không phận đối với các hoạt động ban đêm trong không phận được kiểm soát dưới 400 feet. Những thứ này có thể nhận được trong thời gian thực thông qua các nhà cung cấp Khả năng thông báo và ủy quyền ở độ cao thấp được FAA phê duyệt (LAANC) dịch vụ.

Vùng GEO thông thường và các giới hạn FlySafe vẫn được áp dụng. Nếu bạn cần mở khóa vùng GEO, hãy tham khảo hướng dẫn từng bước của chúng tôi đây.

Mẹo an toàn cho hoạt động của máy bay không người lái vào ban đêm

Cho dù bạn có kinh nghiệm bao nhiêu giờ bay, bạn vẫn nên làm theo các mẹo an toàn dưới đây để tránh bất kỳ rủi ro nào.

• Duy trì một danh sách kiểm tra trước chuyến bay và làm theo nó kỹ lưỡng. Mặc dù việc đưa máy bay lên không trung càng sớm càng tốt có thể rất hấp dẫn, nhưng việc đảm bảo những thứ như tín hiệu GPS mạnh và cài đặt Return to Home (RTH) chính xác càng trở nên quan trọng hơn khi bay vào ban đêm.
• Nhìn lệch tâm từ 5 đến 10 độ của máy bay không người lái để bù đắp cho bất kỳ điểm mù ban đêm nào. Nhưng vì việc duy trì tầm nhìn trực quan (VLOS) khó khăn hơn vào ban đêm nên bạn cũng có thể mang theo một thiết bị quan sát trực quan để hỗ trợ bạn.
• Nếu bạn không quen thuộc với khu vực bạn sẽ bay đến, hãy cân nhắc tìm kiếm vị trí trong Chế độ xem vệ tinh của Google Maps để hiểu rõ hơn về địa hình.
• Bạn cũng có thể bay ở độ cao cao hơn để tránh mọi chướng ngại vật tiềm ẩn như cây cối và đường dây điện.
• Hạ cánh máy bay không người lái của bạn ngay lập tức nếu bạn không thể xác định vị trí của nó so với máy bay khác.
• Sử dụng bệ hạ cánh và chiếu sáng điểm hạ cánh để bạn không bị mất dấu.
• Hãy nhận biết những hạn chế thiết bị của bạn và kiểm tra dự báo để đảm bảo thời tiết tương thích với máy bay không người lái.

Máy bay không người lái tầm nhìn ban đêm được sử dụng để làm gì?

Có khá nhiều tình huống khi máy bay không người lái cần được bay trong điều kiện ánh sáng yếu.

Tìm kiếm và cứu hộ

Tiện ích của máy bay không người lái tầm nhìn ban đêm trong hoạt động tìm kiếm cứu nạn là vô cùng lớn. Nó có thể phát hiện được dấu hiệu nhiệt độ cơ thể của một người đang gặp nạn hay thực hiện các công việc phức tạp như quản lý các nhiệm vụ cứu hộ trong rừng sâu hoặc sau thảm họa thiên nhiên như tuyết lở. Máy bay không người lái có camera quan sát ban đêm có thể giúp theo dõi chính xác nạn nhân cũng như nhân viên cứu hộ.

Thực thi pháp luật

Các sĩ quan cảnh sát được gọi đến để giải quyết nhiều loại sự cố khác nhau vào ban đêm. Những điều này có thể bao gồm từ hỗ trợ những người dễ bị tổn thương đến đối phó với tội phạm nghiêm trọng và có tổ chức. Khi điều quan trọng là phải giảm thiểu rủi ro cho công chúng cũng như đối tượng trong khi tối đa hóa sự an toàn của các sĩ quan, máy bay không người lái nhìn đêm có thể được triển khai để thu thập thông tin tình huống và theo dõi chuyển động của kẻ tình nghi ngay cả trong bóng tối hoàn toàn.

Phản hồi khẩn cấp

Máy ảnh nhiệt và cảm biến ánh sao có thể đóng vai trò là công cụ thiết yếu để phát hiện mối đe dọa khi nhóm cứu trợ khẩn cấp hoặc cần điều hướng nhanh chóng và an toàn qua các khu vực tối và khó đoán. Từ việc phát hiện ra các mối đe dọa hóa học trông dường như vô hại cho đến việc chiếm thế thượng phong trong cháy rừng (ngay cả sau khi mặt trời lặn và các hoạt động của máy bay trực thăng cần phải tạm dừng), máy bay không người lái tầm nhìn ban đêm đã trở thành một hệ số nhân giúp giữ an toàn cho phi hành đoàn và cho phép họ hoàn thành tốt hơn trong mọi nhiệm vụ.

Giám sát an ninh và kiểm tra khẩn cấp

Các khu công nghiệp lớn và các khu vực có tầm quan trọng chiến lược khác có thể bổ sung thêm một lớp bảo mật cho vành đai của họ bằng cách tiến hành giám sát vào ban đêm bằng máy bay không người lái. Và trong trường hợp khẩn cấp, chẳng hạn như mất điện, các đội có thể nhanh chóng kiểm tra những thay đổi về tín hiệu nhiệt của các bộ phận khác nhau và tìm ra vị trí của bộ phận bị trục trặc. Nhiều loại kiểm tra công nghiệp và xây dựng cũng có thể diễn ra vào ban đêm với sự trợ giúp của máy bay không người lái tầm nhìn ban đêm.

Giám sát và quản lý động vật hoang dã

Cảm biến hình ảnh nhiệt là một trong những cách hiệu quả nhất để định vị động vật – có thể là để đếm động vật hoang dã, lập bản đồ môi trường sống, quan sát hành vi hoặc chăm sóc y tế sau một vụ cháy rừng. Hơn nữa, với máy bay không người lái tầm nhìn ban đêm, những kẻ săn trộm có thể được định vị cả ban ngày và ban đêm. Ví dụ, ở Kenya, máy bay không người lái đã giúp giảm số lượng voi bị giết trái phép hơn 300 kẻ săn trộm bị bắt trong quá trình này và giúp thu giữ hơn 1.000 kg ngà voi.

Phần kết luận

Mặc dù không thể tránh khỏi các trường hợp khẩn cấp, máy bay không người lái với tầm nhìn ban đêm có thể phục vụ cho đội ứng cứu khẩn cấp, cơ quan thực thi pháp luật, đội kiểm tra và đội bảo tồn động vật hoang dã với sự rõ ràng mới để thực hiện các nhiệm vụ 24/7. Ngay cả trong những đêm tối nhất, máy bay không người lái với tầm nhìn ban đêm có thể tìm kiếm các dấu hiệu của sự sống, cải thiện nhận thức tình huống tổng thể và hỗ trợ các sĩ quan đưa ra các quyết định quan trọng nhanh hơn.

Máy bay không người lái DJI được chế tạo có mục đích cho các hoạt động ban đêm đòi hỏi khắt khe.