Các cơ quan an toàn công cộng và đội kiểm tra khẩn cấp sử dụng máy bay không người lái hàng ngày để hỗ trợ họ trong các nhiệm vụ. Những camera trên không có tính cơ động cao này có thể được triển khai trong vòng vài phút để bao phủ các địa hình rộng lớn, hiểm trở một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn so với các công cụ mặt đất thông thường. Khả năng này đang chứng tỏ là một lợi thế rất lớn đối với những người ứng cứu đầu tiên, những người cần mọi thông tin có thể để đưa ra quyết định đúng đắn. Nhưng thực tế là thường thì nhiệm vụ gọi 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 những người ứng cứu đầu tiên thêm một mức độ an toàn và khả năng nhận diện hiện trường ngay lập tức trong bóng tối, DJI đã phát triển các máy bay không người lái có khả năng nhìn đêm.

Công nghệ nhìn đêm là gì?

Chúng ta hãy bắt đầu với một vài thông tin cơ bản. Thị giác của con người chỉ giới hạn ở một phần nhỏ của phổ điện từ, được gọi là ánh sáng nhìn thấy. Các phần khác của phổ – sóng radio, tia hồng ngoại, tia cực tím, tia X, tia gamma – không thể được cảm nhận bằng mắt thường. Mặt khác, máy ảnh có thể thu nhận các bước sóng ánh sáng khác nhau nếu được trang bị các cảm biến phù hợp.

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

Chụp ảnh nhiệt

Công nghệ chụp ảnh nhiệt hoạt động bằng cách phát hiện năng lượng nhiệt, hay còn gọi là dấu hiệu nhiệt , được phát ra một cách tự nhiên bởi cả vật thể sống và vật thể không sống. Máy ảnh nhiệt được trang bị hệ thống thấu kính và cảm biến cực kỳ tinh vi cho phép các tần số hồng ngoại vô hình đi qua để đo nhiệt độ bề mặt của vật thể. Dữ liệu thu được sẽ được bộ xử lý hình ảnh sử dụng để tạo ra cái gọi là ảnh 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 giảm xuống, trong khi thi thể của những người mất tích lại ấm hơn. Chính sự chênh lệch nhiệt độ này có thể phát hiện được, điều này khiến máy bay không người lái nhiệt trở thành một giải pháp quan trọng để quan sát ban đêm. 

Mặc dù có độ nhạy cao, camera nhiệt vẫn có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như thời gian trong ngày, điều kiện bề mặt và độ phản xạ của vật thể. Trong những trường hợp như vậy, cảm biến ánh sáng yếu/ánh sáng sao có thể giúp lực lượng cứu hộ hoàn thiện bức tranh tổng thể. 

Ảnh mẫu từ SAR Altitude Guide

Cảm biến ánh sao 

Cảm biến ánh sáng yếu hoạt động dựa trên nguyên lý 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 khả năng quan sát tốt hơn.

Trước đây, camera nhìn đêm với cảm biến ánh sáng sao sử dụng công nghệ tăng cường hình ảnh quang điện tử. Trong đó, ánh sáng sẽ đi qua một loạt thấu kính và một ống khuếch đại hình ảnh để chuyển đổi các photon đi vào thành electron. Những electron này sau đó sẽ chiếu vào một màn hình phủ phốt pho, tạo ra hình ảnh màu xanh lục phát sáng đặc trưng mà bạn có thể đã thấy trong các bộ phim gián điệp hoặc các trò chơi như “Call of Duty”.

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

Cảm biến Starlight có khẩu độ rộng hơn và tốc độ màn trập chậm hơn để nhiều ánh sáng có thể đến được camera. Các cảm biến này hoạt động cùng với các thuật toán giúp giảm nhiễu ảnh và nâng cao chất lượng hình ảnh. Máy bay không người lái nhìn đêm sử dụng công nghệ tăng cường hình ảnh kỹ thuật số vì nó cho phép tạo ra các thiết bị nhỏ gọn, nhẹ và linh hoạt hơn. 

Những mẫu máy bay không người lái DJI nào có tính năng nhìn đêm?

Mặc dù nguyên lý khoa học đằng sau công nghệ nhìn đêm nghe có vẻ khá phức tạp, nhưng thực tế là máy bay không người lái trang bị camera nhìn đêm cực kỳ dễ sử dụng. Một số mẫu máy bay không người lái của DJI có khả năng nhìn đêm.

Mavic 2 Enterprise Advanced

Mavic 2 Enterprise Advanced

Để nhanh chóng phát hiện vật thể tại hiện trường, máy bay không người lái đa năng nhưng nhỏ gọn này được trang bị hai cảm biến – một camera nhiệt độ phân giải HD 640×512 pixel và một camera quang học 48MP với cảm biến CMOS 1/2”. Bạn có thể chuyển đổi giữa chế độ xem quang học, nhiệt hoặc chia đôi màn hình cho các yêu cầu nhiệm vụ khác nhau như tìm kiếm người mất tích, tuần tra ban đêm và sau khi trời tối tại các mỏ, công trường xây dựng và 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 được 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 vùng xa xôi nào. Kết hợp với giải pháp cảm biến bốn điểm H20T, bạn có thể nhìn thấy những gì mắt người không thể thấy, cho dù bạn đang thực hiện nhiệm vụ tìm kiếm cứu nạn hay bảo vệ một địa điểm trong bóng tối. H20T được trang bị camera zoom 20 MP, camera góc rộng 12 MP, máy đo khoảng cách laser với phạm vi từ 3m-1200m và camera nhiệt đo bức xạ 640×512 pixel.

Matrice 300 RTK với Zenmuse H20N

Matrice 300 RTK + H20N

Được thiết kế đặc biệt cho các hoạt động ban đêm, H20N là thiết bị gắn ngoài mới nhất của DJI dành cho máy bay không người lái M300 RTK. Cảm biến này kết hợp hai camera chất lượng ánh sáng yếu với khả năng thu phóng và góc rộng, hai cảm biến nhiệt 640×512 pixel với zoom quang học 2×/8×, và một máy đo khoảng cách laser với phạm vi phát hiện từ 3-1200m. Các thiết bị gắn ngoài kết hợp này phát huy hiệu quả tối đa khi được sử dụng cùng nhau. Trong điều kiện ánh sáng yếu và khó khăn, bạn có thể tăng cường khả năng quan sát đáng kể bằng cách đồng thời phóng to trên màn hình chia đôi với cả cảm biến nhiệt và cảm biến hình ảnh. 

Bạn có thể phân biệt được sự khác biệt giữa H20N và H20T không? Nếu nhìn kỹ, H20N có thêm một ống kính zoom nhiệt ở góc trên bên trái. Nhấp vào đây để xem so sánh đầy đủ giữa H20N và H20T. 

Máy bay không người lái Matrice 30T với camera FPV chụp ảnh thiếu sáng.

Matrice 30T

Chiếc máy bay không người lái cao cấp mới của DJI, M30T, có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng bỏ vào ba lô, tích hợp camera zoom cảm biến CMOS 1/2” 48MP với zoom quang học 16x và zoom kỹ thuật số 200x, camera góc rộng 12MP, cảm biến đo khoảng cách laser với phạm vi phát hiện từ 3-1200m, và camera nhiệt đo bức xạ 640×512 px cho khả năng nhìn đêm. Ngoài cảm biến nhiệt này, camera FPV của M30T đã được tối ưu hóa cho điều kiện ánh sáng yếu - khả năng giúp dễ dàng bay an toàn vào ban đêm mà không cần lo lắng về việc va chạm vào đồi trong các nhiệm vụ tìm kiếm và cứu hộ.

Hãy chú ý đến góc dưới bên phải của ảnh GIF này. Bạn có thể thấy điều kiện tối như thế nào khi nhìn qua camera zoom 48MP của M30T. Nhưng qua camera FPV của M30T, bạn có thể nhìn rõ đường chân trời và các chướng ngại vật tiềm tàng.

Những điều bạn cần biết về việc điều khiển máy bay không người lái có kính nhìn đêm

Các quy định của FAA về việc bay đêm

Theo quy định về hoạt động trên không phận người của Cục Hàng không Liên bang (FAA) có hiệu lực từ năm ngoái, phi công điều khiển máy bay không người lái hoạt động theo Phần 107 có thể bay vào ban đêm mà không cần giấy phép miễn trừ, 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 khóa đào tạo định kỳ trực tuyến trên trang web an toàn của FAA.
• Máy bay không người lái phải được trang bị đèn chống va chạm có thể nhìn thấy từ khoảng cách ít nhất ba dặm và tốc độ nháy đủ để tránh va chạm.

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

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

Matrice 300 RTK: Các đèn hiệu an toàn được lắp đặt sẵn ở cả phía trên và phía dưới máy bay không người lái cho phép nhận dạng máy bay vào ban đêm hoặc trong điều kiện ánh sáng yếu.

Matrice 30T: Đèn báo hiệu an toàn tích hợp giúp nhận dạng máy bay không người lái trong khi bay và đèn phụ trợ cho phép hệ thống định vị bằng hình ảnh đạt được độ chính xác cao hơn trong các hoạt động ban đêm.

Bay trong không phận hạn chế

Mặc dù việc điều khiển máy bay không người lái vào ban đêm là hoàn toàn hợp pháp, nhưng vẫn cần có giấy phép sử dụng không phận đối với các hoạt động ban đêm trong không phận được kiểm soát ở độ cao dưới 400 feet. Giấy phép này có thể được cấp gần như ngay lập tức thông qua các nhà cung cấp dịch vụ Cấp phép và Thông báo Độ cao Thấp ( LAANC ) được FAA phê duyệt. 

Các quy định thông thường về vùng GEO và hạn chế của chương trình FlySafe vẫn được áp dụng. Nếu bạn cần mở khóa vùng GEO, vui lòng tham khảo hướng dẫn từng bước của DJI tại đây . 

Mẹo an toàn khi vận hành máy bay không người lái vào ban đêm

Cho dù bạn đã có bao nhiêu giờ bay với máy bay không người lái, việc tuân thủ các mẹo an toàn khi sử dụng drone luôn là điều nên làm để tránh mọi sự cố.

• Hãy duy trì danh sách kiểm tra trước chuyến bay và tuân thủ nghiêm ngặt. Mặc dù việc đưa máy bay lên không trung càng sớm càng tốt có vẻ hấp dẫn, nhưng việc đảm bảo các yếu tố như tín hiệu GPS mạnh và cài đặt Chế độ Quay về Nhà (RTH) chính xác lại càng trở nên quan trọng hơn khi bay đêm.
• Hãy nhìn lệch khỏi tâm máy bay không người lái từ 5 đến 10 độ để bù đắp cho các điểm mù ban đêm. Nhưng vì việc duy trì tầm nhìn trực tiếp (VLOS) khó khăn hơn vào ban đêm, bạn cũng có thể nhờ một người quan sát hỗ trợ.
• Nếu bạn chưa quen thuộc với khu vực mình sẽ bay đến, hãy cân nhắc sử dụng chế độ xem vệ tinh của Google Maps để hiểu rõ hơn về địa hình.
• Bạn cũng có thể bay ở độ cao lớn hơn để tránh các chướng ngại vật tiềm tàng như cây cối và đường dây điện.
• Hãy hạ cánh máy bay không người lái ngay lập tức nếu bạn không thể xác định vị trí của nó so với máy bay khác.
• Hãy sử dụng bãi đáp và chiếu sáng khu vực đáp để không bị lạc mất nó.

Hãy lưu ý đến những hạn chế của thiết bị và kiểm tra dự báo thời tiết để đảm bảo thời tiết phù hợp với máy bay không người lái của bạn. 

Máy bay không người lái có thiết bị nhìn đêm được sử dụng để làm gì?

Có khá nhiều trường hợp cần phải điều khiển máy bay không người lái trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc không có ánh sáng nhìn thấy được.

Tìm kiếm và cứu hộ

Tầm quan trọng của máy bay không người lái có camera nhìn đêm trong các hoạt động tìm kiếm và cứu hộ là không thể phủ nhận. Khả năng xác định dấu hiệu nhiệt của người gặp nạn có thể là yếu tố quyết định giữa sự sống và cái chết. Quản lý các nhiệm vụ cứu hộ trong rừng sâu hoặc sau các thảm họa thiên nhiên như tuyết lở là một công việc phức tạp. Máy bay không người lái với camera nhìn đêm có thể giúp theo dõi chính xác vị trí của nạn nhân và nhân viên cứu hộ.

Cơ quan thực thi pháp luật

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

Ứng phó khẩn cấp

Camera nhiệt và cảm biến ánh sáng sao có thể là những công cụ thiết yếu để phát hiện mối đe dọa khi các đội xử lý vật liệu nguy hiểm hoặc cứu hộ khẩn cấp cần di chuyển nhanh chóng và an toàn qua các khu vực tối tăm và khó lường. Từ việc phát hiện các mối đe dọa hóa học nguy hiểm ở những nơi tưởng chừng vô hại đến việc kiểm soát các đám cháy rừng ngay cả sau khi mặt trời lặn và các hoạt động của trực thăng cần phải tạm dừng, máy bay không người lái nhìn đêm đã trở thành một yếu tố nhân lực giúp bảo vệ an toàn cho các đội cứu hộ đồng thời cho phép họ hoàn thành nhiều nhiệm vụ hơn.

Kiểm tra an ninh và tình huống khẩn cấp

Các khu công nghiệp lớn và các khu vực chiến lược quan trọng khác có thể tăng cường thêm một lớp bảo mật cho khu vực xung quanh bằng cách giám sát ban đêm bằng máy bay không người lái. Và trong trường hợp khẩn cấp, chẳng hạn như mất điện, các đội kỹ thuật có thể nhanh chóng kiểm tra sự thay đổi về dấu hiệu nhiệt của các bộ phận khác nhau và tìm ra vị trí của thiết bị bị lỗi. Nhiều loại kiểm tra công nghiệp và xây dựng cũng có thể được thực hiện vào ban đêm với sự hỗ trợ của máy bay không người lái có tầm nhìn ban đêm.

Giám sát và quản lý động vật hoang dã

Cảm biến ảnh nhiệt là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để định vị động vật – dù là để thống kê số lượng động vật hoang dã, lập bản đồ môi trường sống, quan sát hành vi, hay cung cấp hỗ trợ y tế sau cháy rừng. Hơn nữa, với máy bay không người lái có tầm nhìn ban đêm, những kẻ săn trộm có thể bị phát hiện cả ban ngày lẫn ban đêm. Ví dụ, ở Kenya, máy bay không người lái đã giúp giảm đáng kể số lượng voi bị giết hại trái phép , bắt giữ hơn 300 kẻ săn trộm và thu giữ hơn 1.000 kg ngà voi.

Phần kết luận

Mặc dù không thể tránh khỏi các tình huống khẩn cấp, máy bay không người lái có khả năng nhìn đêm có thể trang bị cho lực lượng cứu hộ, cơ quan thực thi pháp luật, đội kiểm tra và các đội bảo tồn động vật hoang dã khả năng quan sát rõ nét hơn để thực hiện nhiệm vụ 24/7. Ngay cả trong đêm tối nhất, máy bay không người lái có khả năng nhìn đêm vẫn có thể tìm kiếm dấu hiệu sự sống, cải thiện nhận thức tình huống tổng thể và giúp các nhân viên đưa ra quyết định quan trọng nhanh hơn.

Máy bay không người lái DJI được chế tạo chuyên dụng cho các hoạt động ban đêm đòi hỏi khắt khe. Khám phá ngay chiếc máy bay không người lái phù hợp với nhiệm vụ của bạn .