無人機(jī)具備居高臨下的視角，系留無人機(jī)定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)通過無人機(jī)平臺(tái)掛載圖像采集設(shè)備可以獲得地面大范圍區(qū)域的圖像信息，地面人員可通過該圖像信息實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在突發(fā)事件管理、道路交通管理、重要設(shè)施檢查、消防應(yīng)急救援、環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值。
1. 簡(jiǎn)介
無人機(jī)具備居高臨下的視角，系留無人機(jī)定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)通過無人機(jī)平臺(tái)掛載圖像采集設(shè)備可以獲得地面大范圍區(qū)域的圖像信息，地面人員可通過該圖像信息實(shí)現(xiàn)對(duì)該區(qū)域的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在突發(fā)事件管理、道路交通管理、重要設(shè)施檢查、消防應(yīng)急救援、環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值。
圖1 系留無人機(jī)定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)
系留無人機(jī)定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中通過無人機(jī)搭載可見光相機(jī)、熱成像相機(jī)等監(jiān)控類任務(wù)載荷，可以獲取地面大范圍區(qū)域的圖像信息，30倍可見光變焦相機(jī)可觀察數(shù)公里外車牌大小物體，紅外相機(jī)可有效觀察夜晚的現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)。無人機(jī)依托地面電源供電，具備長時(shí)間滯空作業(yè)能力，圖像可通過光纖實(shí)時(shí)傳輸至地面，解決了普通無人機(jī)續(xù)航時(shí)間短和圖像通過無線方式傳輸造成的不穩(wěn)定、易受干擾的問題。系留無人機(jī)定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可用于執(zhí)行對(duì)目標(biāo)區(qū)域的長時(shí)間定點(diǎn)監(jiān)控任務(wù)。
系留無人機(jī)定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)主要由無人機(jī)平臺(tái)、任務(wù)載荷、系留線纜、起降平臺(tái)、地面站等部分組成，無人機(jī)可升高到100米高空，并且實(shí)現(xiàn)單架次24小時(shí)以上長時(shí)間滯空，可提供高度可變的監(jiān)控平臺(tái)，并且保證長時(shí)間的監(jiān)控需求。
圖2 系統(tǒng)架構(gòu)
可根據(jù)監(jiān)控需求搭載可見光變焦相機(jī)、光電吊艙等監(jiān)控設(shè)備，獲取目標(biāo)區(qū)域的可見光成像畫面或紅外熱成像畫面。
任務(wù)載荷獲取的圖像信息通過系留線纜內(nèi)置的光纖傳輸至地面，以供監(jiān)看或存儲(chǔ)。
可見光變焦相機(jī)搭配三軸增穩(wěn)云臺(tái)，最高可達(dá)30倍變焦，具有高穩(wěn)定性，高精度、低振動(dòng)等特點(diǎn)，能將幾百米甚至幾公里以外的目標(biāo)實(shí)時(shí)拍攝下來，畫面清晰穩(wěn)定。
圖3 可見光相機(jī)云臺(tái)
光電吊艙具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性能，無人機(jī)升空后要經(jīng)受本身的高頻震動(dòng)、主動(dòng)機(jī)動(dòng)以及瞬時(shí)風(fēng)帶來姿態(tài)變化，保證無人機(jī)即使在顛簸狀態(tài)依舊可以獲取比較穩(wěn)定的圖像，保證正常的作業(yè)。具備可見光變焦鏡頭和熱成像鏡頭，可配置單光或雙光鏡頭，配置雙光鏡頭時(shí)可同時(shí)獲取目標(biāo)區(qū)域的可見光成像畫面和紅外熱成像畫面。
圖4 光電吊艙
在突發(fā)事件，群體性事件以及大型活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，往往工作會(huì)持續(xù)10小時(shí)甚至長達(dá)數(shù)天的時(shí)間，普通無人機(jī)一個(gè)架次40~50分鐘的作業(yè)往往不夠用，系留式無人機(jī)系統(tǒng)可在類似的工作中發(fā)揮不可代替的作用。
系留無人機(jī)定點(diǎn)監(jiān)控系統(tǒng)通過無人機(jī)搭載30倍光學(xué)變焦能力的監(jiān)控?cái)z像機(jī)，用于高空定點(diǎn)長時(shí)間監(jiān)控，監(jiān)控對(duì)象包括：人群、車輛、建筑物等。無人機(jī)在100米高度懸停時(shí)，攝像機(jī)的監(jiān)控半徑可以達(dá)到3公里，監(jiān)控面積近30平方公里，監(jiān)控視頻可以在本地錄制的同時(shí)通過光纖傳輸至地面，進(jìn)一步傳輸至指揮中心。
圖5 24小時(shí)空中定點(diǎn)監(jiān)控
圖6 掛載30倍變焦相機(jī)拍攝畫面
與可見光波段的探測(cè)不同，搭載紅外相機(jī)可通過探測(cè)物體本身發(fā)出的紅外熱輻射，對(duì)景物溫度分布進(jìn)行成像，可以獲取比可見光波段更多的信息，可用于對(duì)發(fā)熱特征明顯的區(qū)域監(jiān)控及夜間監(jiān)控。
圖7 搭載紅外熱成像相機(jī)拍攝畫面