Drone Gimbal Kamera Sistemak: Printzipioak eta aplikazioak

Harrapatu gabeko aireko ibilgailuak (UAVak) normalean eramaten dituztegimbal- Muntatutako kameraren karga karga egonkorrak, kalitate handiko irudiak harrapatzeko. Kamera Gimbal ikusgai dagoen Motor motorizatua da - Argia (Electro - Optical, EO) eta / edo infragorria (IR) sentsoreak eta Gyro / IMU feedback erabiltzen du hegazkinaren higidura bertan behera uzteko. Ardatz anitzetan zehar aktiboki okertu eta biratuz, Gimbal-ek kameraren maila mantentzen du drone mugimendua edo bibrazioa izan arren. Industriaren iturri batek azaldu duenez, Gimbal "minimiz" nahi ez diren mugimenduak eta bibrazioak "motorrak eta neurketa inertzial unitatea (IMU) erabiltzea". Egonkortze horrek drone kamerak erregistro garbia uzten du, altua - ebazpen bideoa baldintza haizetsu edo dinamikoetan ere. Adibidez, gimbal integratuak "Eman on - taulako kamera edo sentsorea ia bibrazio bat - mugimendu librea", "aireko argazki eta bideo kurruskaria ekoiztea.

Irudia: A 3 - Axis kamera Gimbal (DJI Phantom 4) eskuila gabeko motor eta sentsoreekin, ukipen, zelaia eta jaurtiketa kontrol independentea ahalbidetuz. Horrek drone mugimendua konpentsatzen du kamera etengabe mantentzeko.

Gimbal mendi modernoek normalean 3 - ardatzaren egonkortzea (pitxerra, zelaia eta erroilua kontrolatzea) orientazio kontrolerako. (Zenbait karga txikiagoak dira. Sistema oso handiak egonkortzen dituzten muntak (oso handiak dira). Mugimendu bertikalen konpentsaziorako 4. "igogailua" ardatz bat gehitzen dute. Elkarrekin mugimendua antzematen dute eta kontagailua denbora errealean aplikatzen dute. Adibidez, droneak aurrera egiten badu, tonu motorrak kamera itzultzen du berdintzeko. Emaitza bideo leuna da, baita maniobra azkarretan ere. Horregatik, uAV Gimbals ezinbestekoak dira aireko irudirako: nahi ez duten kameraren higidura desagerrarazten dute eta droneak zorrotz eta profesionalak ateratzeko kalitatezko metrajeak.

Eo / I kameraren sentsoreak

Drone Gimbal-eko karga sarritan elektro - optikoa (EO) eta infragorria (IR) sentsoreak ("EO / IR GIMBAL") konbinatzen dira. EO kamera konbentzional altua da - EO kamerak xehetasun bisual ederrak harrapatzen ditu eguneko eszenetarako; IR kamerak bero-sinadurak zentzatzen ditu, beraz, operadoreek iluntasunean edo kea, laino eta hostoen bidez. Praktikan, EO / IR Gimbals-ek ematen duDual - espektroaSentsibilizazioa: egunez egunean, EO kanalek kolore argiak edo baxuak ematen dituzte eta gauez IR kanalak objektu epelak nabarmentzen ditu (jendeak, motorrak, suteak) kontraste termikoaren arabera. Adibidez, drone termikoek uhin uhin-luzera eta barruko irudien barneko prozesadoreetara egokitutako lenteak erabiltzen dituzte bero ereduak bideo ikusgai bihurtzeko. Kasu guztietan, kameraren muntaketa (eo edo ir) gimbalean muntatzen da, beraz, drone euliak bezain egonkorrak izaten jarraitzen du.

Ontziko irudien prozesamendua

Gimbal sistema aurreratu askok ontziko elektronikaren artean bideoa denbora errealean prozesatzeko. Adibidez, prozesadoreetan integratua bideoaren egonkortzea, kontraste hobekuntza eta adimen artifizialeko zereginak egin ditzakete objektuen detekzio automatikoa edo jarraipena bezala. EO / IR GIMBALS batzuek zuzeneko geo bezalako ezaugarriak eskaintzen dituzte etiketatzea edo xede izendapena. Sistema modernoek ahal duteBlokeatuobjektu mugitua automatikoki eta mantendu markoan zentratua - beraz, "auto - jarraipena" deitzen zaio - Vision algoritmoak Gimbal mugimenduaren kontrolarekin konbinatuz. Izan ere, Gimbal Rig-ek ibilgailu edo pertsona bat identifikatu dezake eta, ondoren, kamera leunki jarraitzeko. Gaitasun horiek sarritan dronearen gainean oinarritzen dira eta Gimbal-en prozesadore dedikatua elkarrekin lan egiten dute. Laburbilduz, drone Gimbal-en karguak kamera mekanikoki egonkortu ez ezik, benetako irudien prozesamendua (bideoaren egonkortzea eta hobekuntza) ere ematen du.

Funtsezko ezaugarriak

• Altua - bereizmen irudiak eta zoom: Gimbal modernoak HD edo 4K kamera eramaten dituzte xehetasun argiak lortzeko. Askok zoom optikoko lenteak (askotan 10 × -45 × handitzea), beraz, operadoreek urrutiko helburuak identifikatu ditzakete. Adibidez, 30 × zoom optikoa Gimbal-ek kalitate txikiak ehunka metroko ezaugarri txikiak konpon ditzake. Zoom-barruti honek (batzuetan zoom digitalarekin konbinatuta) asko hedatzen da dronearen zaintza eraginkorra.

• Kamera infragorri termikoa: ia / IR Gimbals ia guztiek irregular irregularra (LWIR) irudi termikoa eskaintzen dute. Sentsore termikoak "ikusten du beroa, droneak gauez edo objektu epelak gauetan edo oztopoen bidez hautemateko aukera ematen du. Hori eskerga da bilaketa egiteko - eta - Salbamendu, suhiltzaile eta segurtasun zereginak. Zenbait karga ere IR banda anitz (e.g. bai mwir bai lwir) edo nukleo termiko hoztuak sentsibilitate hobetzeko.

• Laser RangeFinder / Definitator: Goi Mailako Gimbals sarritan integratzen da - laser bidezko sistema segurua. Laser-sorta-abiadurak azkar neurtzen du distantzia interes puntu batera, eta horrek geo zehatza - kokapena eta xede markaketa ahalbidetzen du. Militarretan edo inkestan, operadoreak urrutiko objektu baten "pintura" laserra bota dezake; Islatutako izpiak sistemari objektu horretara bitarteko tarte zehatza esaten dio. (Batzuetan laser desoreka bat ere sartzen da munizio gidatzeko.)

• Auto - Jarraipena eta bideo analisia: Gimbals eskaintza asko eraikitako - bideoen jarraipenean. Operadoreak objektu bat (adibidez, pertsona edo ibilgailua) hautatzen duenean, Gimbal eta Kamera modu autonomoan jarriko dira. Eredu aurreratiagoek AI - oinarritutako aitorpena (giza / ibilgailuen hautematea, lizentzia - plater irakurketa ...) eta geo - hesia txertatzen dituzte. Gimbal-en prozesadoreak irudien hobekuntza ere egin dezake (zarata murriztea, baxua - argia bultzatzen) denbora errealean. Ezaugarri adimendun hauek esan nahi dute droneak operadore minimoko sarrerarekin helburuak lortzeko eta helburuak ardatz hartuta.

• Multi - Sentsorearen malgutasuna: Gimbal Pods normalean modularrak dira. Dorre bakar batek etxea izan dezakebi edo gehiagoKanalak: adibidez, ikusgai dagoen zoom kamera gehi kamera termikoa (eta batzuetan zabal bat - angelu "lentea). Zenbait diseinutan, gimbalak azkar trukatu dezake sentsoreen edo bistaren artean. Adibidez, EO Dual Payload batek angelu zabaleko eguneko kamera batera alda dezake, modu zabalean eskaneatzerakoan, gero txikitu Telephoto lentearekin puntu interesgarri batekin. Beste sistema batzuen artean, fokuetako argiztapenak edo ingurumen-sentsoreak bezalako eranskin espezializatuak daude.

Eska

Drone Gimbal kamerak aireko misio oso zabalean erabiltzen dira. Irudi eta datu espektralak, anitz - espektralak eskaintzen dituztelako, ezinbestekoak dira zaintza, ikuskapen eta azterketa zereginetarako. Erabilera kasu arruntak hauek dira:

• Zaintza eta ezagutza: militarra eta zuzenbidea - Betetze droneak Gimbals-en oinarritzen dira ISR (adimena, zaintza, ezagutza). EO / IR karga egonkortzaile batek UAVek interesguneak (mugak, guduak, gertaeren ingurukoak) behatu ditu altueratik. Gyro-Stabilizatutako mendiak ziurtatzen du drona edo helikopteroa mugitzen denean, kamera eszenatokian blokeatuta geratzen da. Horrek helburuak (ibilgailuak, itsasontziak, pertsonak) identifikazio eta jarraipen fidagarria ahalbidetzen du hainbat baldintzetan.

• Bilaketa eta erreskate / hondamendien erantzuna: larrialdietan, Gimbalsekin droneak falta diren pertsonak bilatu edo kalteak ebaluatu. Sentsore termikoak pertsona baten bero-sinadura baso edo hondakin trinkoetan ikus dezake, gauez ere. Xede bat aurkitu ondoren, altua - definizio kamerak xehetasunak egiaztatzen ditu. Denbora SAR-en, benetakoa da, benetako bideoaren esteka (jarraipen automatizatua konbinatuta) lurreko tripulatzaileek biktimak azkar kokatzen laguntzen dute. Uholdeak, suteak edo lurrikarak, Gimbal kameraren inkesta azpiegiturak eta hotspotak edo bizirik atera ondoren.

• Ikuskapena, mapak eta inkestak: drone industrialak maiz eramaten dituzte gimbalak, potentzia-lerroak, petrolio-estalkiak edo zelula dorreak ikuskatzeko. Egonkortutako zoom kamerak eragileek argi eta garbi ikusten dituzte pitzadurak edo akatsak distantzia seguru batetik. Karga askok zehaztasun GPS eta laser sorta bat ere jasotzen dituzte, hau da, Geo - etiketatu argazki bakoitza. Inkestan eta fotogrammetrian, kamera gimballed bat (batez ere nadir batekin - zorro zabalarekin - angelu lenteak) mapak zehatzak gaitzen ditu: plataforma egonkorrak 3D modeloetarako beharrezkoak diren irudiak gainjarritako irudiak sortzen ditu. Gimbalak ere teilatua / eguzki erabiliak dira - Paneleko inkestak eta zehaztasunak nekazaritza irudiak.

• Ingurumen eta Faunako Jarraipena: Kontserbazioak Gimbal kamerarekin droneak erabiltzen dituzte animaliak jarraitzeko, basoak, hezeguneak edo glaziarrak kontrolatzeko eta ekosistemak aztertzeko. Adibidez, gimbal termikoek animaliak egunsentian / iluntzean izan ditzakete ingurumenarekiko erlatiboak direnean. EO / IR irudiak ikertzaileei mapa landaretza osasuna, baso suteak edo bortxaketa jarduera laguntzen die. Kolorearen eta modu termikoen artean aldatzeko gaitasuna (eta bideratzeko - pista) Gimbals-ek inkesta ekologikoetarako tresna polifazetikoak bihurtzen ditu.

• Zinemaren zinema eta komunikabideen produkzioa: zinemagile profesionalak eta albisteak Gimbal kamera mendiak aireko zinematografiako dronetan. 3 ardatzen egonkortzailea funtsezkoa da leuna lortzeko, astindu - filmak egiteko fotograma edo zuzeneko ekitaldietarako. Altua - Gimbals Gyro - Egonkortzeak aukera ematen du zinema kamera astunagoekin hegan egitea oraindik filmak ateratzen dituen bitartean. Zaletariek ere kamera gimbalak erabiltzen dituzte goi mailakoak ekoizteko - Panoramak eta bideoak. Laburbilduz, Gimbalek aireko plano sortzaileak ahalbidetzen dituzte kamera egonkorra mantenduz eta hegaldi bide konplexuetan orientatuta.

Irudia: Kamera Gimbal Kamera Pods (Raven UAV sistema txikia) - Zentro moduluak 360 ° ikuspegia eskaintzen du eta egun edo gauez lan egiten du. Gimbal modulu trukaezinak drone taktikoak sentsoreak azkar aldatzeko edo norabide guztiak estaltzeko aukera ematen dute.

Adibide hauek Gimbal-en karga aldakortasuna erakusten dute. Muntatu egonkorra, altua - errendimenduko sentsoreak (EO, IR, Zoom lenteak) eta itsasontzien prozesamendua konbinatuz, drone Gimbal kamerek misio ugari eskaintzen dituzte. Segurtasun patruiletatik azpiegituren ikuskapenera eta fauna-ikasketetatik zinemara, sistema horiek UAV mugimendua bihurtzen dute aireko irudizko plataforma fidagarrian.

Iturriak: literatura teknikoak eta fabrikatzailearen datuek deskribatzen dute nola funtzionatzen duten. Adibidez, industriaren inguruko ikuspegi orokorrak ohartarazi dute Gimbals-ek motorrak eta imus kamerak egonkortzeko eta EO / IR sistemek ikuspegi termikoa eta zooma bezalako ezaugarriak eskaintzen dituztela. Aplikazioaren oharrek eta albisteen txostenak Zaintzaren, Bilatu - eta - Salbamendu, Ikuskapen eta Mapan (E.G. Flir eta UAV plataformetan erabiltzen den moduan). Iturri hauek goian laburbildutako printzipioak eta gaitasunak baieztatzen dituzte.