С?стэмы камеры Drone Gimbal: прынцыпы ? прыкладанн?

Бесп?лотныя лятальныя апараты (БЛА) звычайна нясуць г?мбал- Мантаваныя карысныя нагрузк? камеры для захопу стаб?льнай, высокай - Ясныя малюнк?. Камера Gimbal - гэта матарызаванае мацаванне, якое змяшчае бачнае - Light (Electro - Optical, EO) ?/або датчык? ?нфрачырвонага (IR) ? выкарысто?вае зваротную сувязь з Gyro/IMU, каб адмян?ць рух самалёта. Акты?на нах?ляючыся ? круц??шыся ?здо?ж некальк?х вося?, Gimbal трымае ?зровень камеры, нягледзячы на ??рух бесп?лотн?ка? або в?брацыю. Як тлумачыць адна з крын?ц гал?ны, Gimbal "Minimiz [es] непажаданыя руху ? в?брацы? для гладк?х, устойл?вых кадра?" з выкарыстаннем рухав?ко? ? ?нерцыйнага вымярэння (IMU). Гэтая стаб?л?зацыя дазваляе бесп?лотным камерам зап?саць яснае, высокае - в?дэазап?с в?дэа нават у ветраных ? дынам?чных умовах. Напрыклад, убудаваныя Gimbals "Дайце On - Камера дошк? альбо датчык практычна в?брацы? - Бясплатны рух", вырабляючы выразныя аэрафотаздымк? ? в?дэа.

Малюнак: 3 - камерная камера Gimbal (DJI Phantom 4) з бясплодным? рухав?кам? ? датчыкам?, што дазваляе незалежнаму кантролю за пазяханнем, крокам ? скруткай. Гэта кампенсуе рух бесп?лотн?ка, каб захаваць камеру ?стойл?ва.

Сучасныя мацаванн? Gimbal звычайна выкарысто?ваюць 3 - Стаб?л?зацыя вос? (Кантроль пазяхання, крок ? рулет) для по?нага кантролю над арыентацыяй. (Некаторыя меншыя карысныя нагрузк? выкарысто?ваюць 2 - мацаванн? вос?, як?я стаб?л?зуюць тольк? крок ? рулон; вельм? вял?к?я с?стэмы дадаюць 4 -ю вос? "л?фт" для дадатковай вертыкальнай кампенсацы? руху.) Бруточныя электрарухав?к? к?руюць кожнай вось, к?руючыся на борце датчыка? IMU (г?раскопы ? акселерометры) ? кантролер. Разам яны выя?ляюць рух ? ?жываюць л?чыльн?к - руху ? рэжыме рэальнага часу. Напрыклад, кал? бесп?лотн?к нах?ляе наперад, рухав?к кроку нах?ляе камеру назад, каб выра?наваць яе. У вын?ку ро?нае в?дэа нават падчас хутк?х мане?ра?. Менав?та таму БЛА АВАЛЬНЫЯ Выключыце непажаданы рух камеры ? дазвол?ць бесп?лотн?кам захап?ць рэзк?я, прафес?йныя - якасныя кадры.

Датчык? EO/IR -камеры

Прав?льныя нагрузк? бесп?лотн?ка часта спалучаюцца Электра - аптычны (EO) ? ?нфрачырвоны (?Ч) датчык? ("двайное эо/?р -г?мбал"). Камера EO - гэта звычайны высок? - бачны дазвол - лёгкая камера (часта HD або 4K), у той час як ?Ч -датчык звычайна з'я?ляецца цеплавой камерай, якая выя?ляе цяпло. Камера EO ф?ксуе дробныя в?зуальныя дэтал? для сцэн Daylit; ?Ч -камера адчувае цеплавыя подп?сы, каб аператары магл? "бачыць" ? цемры альбо праз дым, туман ? л?стоту. На практыцы EO/IR, як?я забяспечваюць Двайны - Спектр Усведамленне: У дзённым святле канал EO дае колер або н?зк?я - светлыя выявы, а ноччу ?Ч -канал падкрэсл?вае цёплыя аб'екты (людз?, рухав?к?, пажары) па цеплавым кантрасце. Напрыклад, цеплавыя бесп?лотн?к? выкарысто?ваюць л?нзы, наладжаныя на ?нфрачырвоныя да?жын? хваль ? ?нутраныя працэсары малюнка? для перакладу цяпла ? бачнае в?дэа. Ва ?с?х выпадках збор камеры (EO або IR) усталё?ваецца на Gimbal, таму яна застаецца стаб?льнай, кал? ляц?ць бесп?лотн?к.

На борце апрацо?к? малюнка?

Мног?я ?дасканаленыя с?стэмы Gimbal ?ключаюць у сябе бартавую электрон?ку для апрацо?к? в?дэа ? рэжыме рэальнага часу. Напрыклад, пабудаваны - у працэсарах можа выконваць стаб?л?зацыю в?дэа, узмацненне кантрасту ? нават задачы штучнага ?нтэлекту, так?я як а?таматызаванае выя?ленне аб'екта? або адсочванне. Некаторыя eo/ir Gimbals прапануюць так?я функцы?, як Live Geo - Tagging або мэтавая абазначэнне. Сучасныя с?стэмы могуць заблакаваць на Аб'ект перамяшчэння а?таматычна ? захо?вае яго ? цэнтры кадра - таму - называецца "А?таматычная - адсочванне" - спалучаючы алгарытмы зроку з к?раваннем рухам Gimbal. Па сутнасц?, Gimbal Rig можа ?дэнтыф?каваць транспартны сродак ц? чалавека, а потым набра? камеру, каб сачыць за ёй бесперашкодна. Гэтыя магчымасц? часта абап?раюцца на бартавы кампутар бесп?лотн?ка ? спецыяльны працэсар Gimbal, як? працуе разам. Так?м чынам, карысныя нагрузк? бесп?лотн?ка? не тольк? стаб?л?зуюць камеру механ?чна, але ? забяспечваюць рэальную - апрацо?ку часу выявы (напрыклад, стаб?л?зацыя в?дэа, адсочванне аб'екта? ? ?дасканаленне) для лепшай с?туацыйнай дасведчанасц?.

Асно?ныя функцы?

• Высок? - Выя?ленне дазволу ? павел?чэнне: Сучасныя карты, як?я нясуць HD або 4K камеры для выразнага дэталя. Мног?я ?ключаюць аптычныя л?нзы з маштабаваннем (часта 10 × -45 × павел?чэнне), каб аператары магл? вызначыць аддаленыя мэты. Напрыклад, аптычны Gimbal з маштабаваннем 30 × можа вырашыць дробныя функцы? сотн? метра? з м?н?мальнай стратай якасц?. Гэты дыяпазон павел?чэння (часам у спалучэнн? з л?чбавым павел?чэннем) значна пашырае эфекты?ны дыяпазон наз?рання бесп?лотн?ка.

• Цеплавая ?нфрачырвоная камера: Практычна ?се эо/IR -кармалы прапануюць цеплавую тамаграф?ю Longwave InfraRed (LWIR). Цеплавы датчык "бачыць" цяпло, што дазваляе бесп?лотн?ку выя?ляць людзей, машын ц? цёплыя прадметы ноччу альбо праз перашкоды. Гэта неацэнна для пошуку - ? - выратаванне, пажарныя ? бяспечныя задачы. Некаторыя карысныя нагрузк? нават маюць некальк? IR -дыяпазона? (напрыклад, MWIR, ? LWIR) або астуджаныя цеплавыя ядра для павышэння адчувальнасц?.

• Лазерны далянд/абазначэнне: Вышэйшыя - Канчаты Gimbals часта ?нтэгруюць вока - бяспечная лазерная с?стэма дыяпазону. Лазерны далятар хутка вымярае адлегласць да ц?кавай кропк?, што дазваляе дакладны геа - Месцазнаходжанне ? марк?ро?ка мэты. У ваенным або геадэз?чным выкарыстанн? аператар можа ск?нуць лазерную "фарбу" на далёк? аб'ект; Адлюстраваны прамень паведамляе с?стэме дакладны дыяпазон гэтага аб'екта. (Часам лазернае абазначэнне таксама ?ключана для к?руючых боепрыпаса?.)

• А?таматычная - адсочванне ? в?дэа анал?тыку: Шмат як?я карпарацы? прапануюць пабудаваны - у адсочванн? в?дэа. Пасля таго, як аператар выб?рае аб'ект (напрыклад, чалавек ц? транспартны сродак), Gimbal ? камера будуць а?таномна сачыць за ?м. Больш прасунутыя мадэл? ?ключаюць у сябе AI - Распазнаванне чалавека (выя?ленне чалавека/транспартнага сродку, л?цэнз?ю - Чытанне пласц?нак ? г.д.) ? Geo - агароджа. Працэсар Gimbal таксама можа ажыццяв?ць паляпшэнне малюнка (зн?жэнне шуму, н?зкае - павышэнне святла) у рэжыме рэальнага часу. Гэтыя разумныя функцы? азначаюць, што бесп?лотн?к можа набыць ? падтрымл?ваць акцэнт на мэтах з м?н?мальным уводам аператара.

• Шматл?кая гнуткасць датчыка: Г?мбальныя струк? звычайна модульныя. Адна вежа можа размясц?цца два ? больш Каналы: Напрыклад, бачная камера павел?чэння плюс цеплавая камера (а часам ? шырок? - кут "Пошук" аб'ектыва). У некаторых канструкцыях Gimbal можа хутка памяняць пам?ж датчыкам? або выглядам. Напрыклад, падвойная карысная нагрузка EO можа перайсц? на шырокавугольную камеру дзённага святла пры шырок?м сканаванн?, а потым павял?чыць маштаб тэлефоннай л?нзы ? ц?кавы момант. ?ншыя с?стэмы ?ключаюць у сябе спецыял?заваныя ?кладанн?, так?я як асвятляльн?к? пражэктара або экалаг?чныя датчык?.

Прыкладанне

Камеры бесп?лотн?ка? Gimbal выкарысто?ваюцца ? вельм? шырок?м дыяпазоне паветраных м?с?й. Пакольк? яны забяспечваюць стаб?льныя, мульты - Спектральныя выявы ? дадзеныя, яны неабходныя для задання? наз?рання, праверк? ? анал?зу. Агульныя выпадк? выкарыстання ?ключаюць:

• Наз?ранне ? разведка: Ваенныя ? правах - прымусовыя бесп?лотн?к? абап?раюцца на групу для ISR (разведка, наз?ранне, разведка). Стаб?л?заваная карысная нагрузка EO/IR дазваляе БЛА наз?раць за ц?кавасцю (мяжы, палё? б?тва?, месца? падзей) з вышын?. Г?ра -стаб?л?заванае мацаванне гарантуе, што нават кал? бесп?лотн?к ц? верталёт рухаюцца, камера застаецца замкнёнай на сцэне. Гэта дазваляе надзейную ?дэнтыф?кацыю ? адсочванне мэта? (транспартных сродка?, лодак, асоб) пры розных умовах.

• Пошук ? выратаванне / адказ на катастрофу: У надзвычайных с?туацыях бесп?лотн?к? з карпанкам? шукаюць зн?клых без вестак альбо ацэньваюць шкоду. Цеплавы датчык можа за?важыць цеплавы подп?с чалавека ? густым лесе ц? друзе, нават ноччу. Пасля таго, як мэта будзе знойдзена, высокая - Камера вызначэння пацвярджае дэтал?. Пакольк? час з'я?ляецца крытычным у SAR, рэальная - Часовая спасылка на в?дэа (у спалучэнн? з а?таматызаваным адсочваннем) дапамагае наземным эк?пажам хутка знайсц? ахвяра?. Пасля паводк?, пажара? ц? землятруса?, ?нфраструктуры Gimbal Cameras ? выя?ляюць гарачую кропку альбо выжы?шых.

• ?нспекцыя, адлюстраванне ? абследаванне: Прамысловыя бесп?лотн?к? часта нясуць удзел у аглядзе л?н?й электраперадач, нафтавых установак, трубаправода? або клеткавых вежа?. Стаб?л?заваная камера павел?чэння дазваляе аператарам выразна бачыць раскол?ны або дэфекты з бяспечнай адлегласц?. Шмат карысных нагрузак таксама ?ключае ? сябе дакладнасць GPS ? лазерны далятар для дакладна GEO - Тэг кожнай фатаграф??. Пры апытанн? ? фотаграмметры?, камерная камера (асабл?ва з надз?рам - паказаць шырок? - вуглавы аб'екты?) дазваляе дакладна адлюстраваць: Устойл?вая платформа вырабляе выразныя перакрытыя выявы, неабходныя для 3D -мадэля?. Г?мбалы таксама выкарысто?ваюцца для даху/сонечнага - апытанн? панэля? ? дакладнасц? в?зуал?зацы? сельскай гаспадарк?.

• Ман?торынг навакольнага асяроддзя ? дз?кай прыроды:Прыродаахо?н?к? выкарысто?ваюць бесп?лотн?к? з камерным? камерам? для адсочвання жывёл, ман?торынгу лясо?, забалочаных участка? ? ледав?ко? ? вывучэння экас?стэм. Напрыклад, цеплавыя карты могуць л?чыць жывёл на св?танн?/змярканн?, кал? яны цёплыя адносна навакольнага асяроддзя. EO/IR выявы дапамагаюць даследчыкам адлюстраваць здаро?е расл?ннасц?, лясныя пажары або браканьерства. Магчымасць пераключэння пам?ж колерам? ? цеплавым? рэжымам? (? для мэтанак?раванага - трэка) роб?ць гэтыя кармавыя ?н?версальныя ?нструменты для экалаг?чных абследавання?.

• К?нематаграф?чныя здымк? ? вытворчасць сродка? масавай ?нфармацы?: Прафес?йныя рэжысёры ? эк?пажы нав?н Маунт Г?мбала на бесп?лотн?ках для паветранай к?нематаграф??. 3 -восевы стаб?л?затар мае вырашальнае значэнне для атрымання гладкай, трэсц? - бясплатныя кадры для ф?льма? ? жывых мерапрыемства?. Высок?я - End Gimbals з Gyro - Стаб?л?зацыя дазваляе лётаць з больш цяжк?м? к?натэарам?, адначасова здымаючы ф?льмы - Якасныя выявы. Нават аматары выкарысто?ваюць камерныя камеры для атрымання высок?х - Панарамы ? в?дэа вызначэння. Карацей кажучы, Gimbals забяспечваюць творчыя аэрафоты, захо?ваючы камеру стаб?льнай ? арыентаванай падчас складаных шляхо? палёту.

Малюнак: Шматл?к?я струк? камеры Gimbal (System System Dystem System) - Цэнтральны модуль забяспечвае поле зроку на 360 ° ? творы дзень ? ноч. Так?я ?заемазаменныя модул? Gimbal дазваляюць тактычным бесп?лотн?кам хутка мяняць датчык? або пакрываць усе к?рунк?.

Гэтыя прыклады ?люструюць ун?версальнасць карысных нагрузак. Спалучаючы стаб?л?заванае мантаж, высок?я - датчык? прадукцыйнасц? (EO, IR, IR, ZOOM) ? бартавыя апрацо?к?, камеры Drone Gimbal абслуго?ваюць незл?чоныя м?с??. Ад патрулявання бяспек? да ?нфраструктуры ? ад даследавання? дз?кай прыроды да к?навытворчасц?, гэтыя с?стэмы ператвараюць рухомую БЛА ? надзейную платформу паветранай в?зуал?зацы?.

Крын?цы: Дадзеныя тэхн?чнай л?таратуры ? вытворцы ап?сваюць, як працуюць EO/IR Gimbals. Напрыклад, агляды гал?ны адзначаюць, што Gimbals выкарысто?ваюць рухав?к? плюс IMU для стаб?л?зацы? камер, ? што с?стэмы EO/IR прапануюць так?я функцы?, як цеплавы зрок ? павел?чэнне. Нататк? аб зая?ках ? нав?ны дакументуюць ?х выкарыстанне ? наз?ранн?, пошуку - ? - выратаванне, агляд ? адлюстраванне (напрыклад, як выкарысто?ваецца на FLIR ? ?ншых платформах БЛА). Гэтыя крын?цы пацвярджаюць прынцыпы ? магчымасц?, абагульненыя вышэй.