Tutto quello che c’è da sapere sui droni con visione notturna
Le agenzie di pubblica sicurezza e le squadre di ispezione e di emergenza utilizzano quotidianamente i droni per le loro missioni. Queste telecamere aeree altamente mobili possono essere dispiegate in pochi minuti per coprire terreni vasti e difficili in modo più rapido ed efficace rispetto agli strumenti convenzionali a terra. Questa capacità si sta rivelando un enorme vantaggio per i primi soccorritori, che hanno bisogno di ogni informazione possibile per prendere le decisioni giuste. Ma la realtà è che spesso il dovere chiama quando il sole è già tramontato. La maggior parte delle operazioni di ricerca e salvataggio di emergenza (SAR) si svolge di notte, quando la visibilità è minima. Per offrire ai primi soccorritori un ulteriore margine di sicurezza e un immediato riconoscimento della scena al buio, DJI ha sviluppato droni con capacità di visione notturna.
Che cos’è la tecnologia di visione notturna?
Cominciamo con un piccolo background. La visione umana è limitata a una piccola sezione dello spettro elettromagnetico nota come luce visibile. Le altre porzioni dello spettro – radio, infrarossi, ultravioletti, raggi X, raggi gamma – non possono essere percepite a occhio nudo. Una fotocamera, invece, è in grado di rilevare diverse lunghezze d’onda della luce se dotata dei giusti sensori.
Per visione notturna si intende la capacità di vedere in ambienti bui e con scarsa illuminazione. La visione notturna è resa possibile da diverse tecnologie, le più comuni delle quali sono le immagini termiche e i sensori di luce stellare/bassa.
Immagini termiche
La termografia funziona rilevando l’energia termica, o firma termica, emessa naturalmente da oggetti animati e inanimati. Le termocamere sono dotate di un sistema di lenti e sensori altamente sofisticati che consentono il passaggio di frequenze infrarosse invisibili per misurare la temperatura superficiale di un oggetto. I dati ottenuti vengono utilizzati dal processore di immagini per creare il cosiddetto termogramma o una mappa a colori che mostra i diversi valori di temperatura.
Di notte, dopo il tramonto, le temperature del suolo e dell’ambiente si raffreddano, mentre i corpi delle persone scomparse sono più caldi. Questa differenza termica è rilevabile e rende i droni termici un’importante soluzione per la visione notturna.
Sebbene siano altamente sensibili, le termocamere possono essere influenzate da numerosi fattori, come l’ora del giorno, le condizioni della superficie e la riflettività di un oggetto. In questi scenari, i sensori di luce stellare/bassa possono completare il puzzle per i primi soccorritori.
Sensori starlight
I sensori a bassa luminosità funzionano secondo il principio di raccogliere le piccole quantità di luce disponibili da fonti come la luce delle stelle o della luna e di amplificarle per ottenere una visione migliore.
In passato, le telecamere per la visione notturna con sensori starlight utilizzavano una tecnologia chiamata miglioramento optoelettronico dell’immagine. In questo caso, la luce passava attraverso una serie di lenti e un tubo intensificatore di immagini che convertiva i fotoni in entrata in elettroni. Questi elettroni colpiscono poi uno schermo rivestito di fosforo, creando le caratteristiche immagini verdi incandescenti che si possono vedere nei film di spionaggio o nei giochi come “Call of Duty”.
I moderni sensori starlight sfruttano una tecnica chiamata miglioramento digitale dell’immagine, che è una versione più recente della tradizionale tecnologia di amplificazione della luce. Nel miglioramento digitale dell’immagine, un sensore CMOS viene utilizzato per convertire la luce in segnali digitali. Questi segnali vengono poi migliorati elettronicamente e ingranditi più volte per renderli più chiari prima di essere proiettati su uno schermo come immagini a luce visibile.
I sensori Starlight hanno un’apertura più ampia e una velocità dell’otturatore ridotta, in modo che una maggiore quantità di luce possa raggiungere la fotocamera. I sensori lavorano insieme ad algoritmi che sopprimono il rumore dell’immagine e ne migliorano la qualità. I droni per la visione notturna utilizzano il miglioramento digitale delle immagini perché consente di realizzare carichi utili più compatti, leggeri e versatili.
Quali droni DJI hanno la visione notturna?
Anche se la scienza che sta dietro alla visione notturna può sembrare piuttosto complessa, la realtà è che i droni con telecamere per la visione notturna sono estremamente facili da usare. Diversi droni DJI offrono funzionalità di visione notturna.
Mavic 2 Enterprise Advanced
Per una rapida identificazione degli oggetti sul posto, questo drone estremamente versatile e compatto è dotato di due sensori: una telecamera termica HD da 640 × 512 px e una telecamera visiva da 48MP con sensore CMOS da 1/2″. È possibile passare dalla visuale, alla termica o alla split-view per soddisfare le diverse esigenze di missione, come la ricerca di persone scomparse, l’identificazione di bracconieri illegali dopo il tramonto e il pattugliamento notturno di miniere, cantieri e altre aree sensibili. È inoltre disponibile un misuratore di punti per controllare i singoli punti di calore e uno strumento di misurazione dell’area per ottenere il gradiente di temperatura di un’area selezionata.
Matrice 300 RTK con Zenmuse H20T
Con 55 minuti di volo e una telecamera FPV grandangolare, l’M300 RTK garantisce una sorveglianza efficace, indipendentemente dalla distanza della missione. Abbinandolo alla soluzione quad-sensoristica H20T, è possibile vedere ciò che è invisibile all’occhio umano, sia che si tratti di una missione di ricerca e salvataggio, sia che si tratti di mettere in sicurezza un luogo dopo il tramonto. L’H20T è dotato di una telecamera zoom da 20 MP, una telecamera wide da 12 MP, un telemetro laser che copre distanze da 3 m a 1200 m e una telecamera termica radiometrica da 640 x 512 px.
Matrice 300 RTK con Zenmuse H20N
Progettato specificamente per le operazioni notturne, l’H20N è l’ultimo carico utile di DJI da utilizzare con il drone M300 RTK. Il sensore combina due fotocamere a luce stellare con funzionalità di grandangolo e zoom, due sensori termici da 640 x 512 px con zoom ottico 2x8x e un telemetro laser con un raggio di rilevamento da 3 a 1200 metri. Questi carichi utili ibridi sono più potenti se usati insieme. In condizioni di scarsa illuminazione e di difficoltà, è possibile migliorare notevolmente la visibilità grazie allo zoom simultaneo su uno schermo diviso con i sensori termici e visivi.
Matrice 30T con telecamera FPV Low-Light
Il nuovo drone di punta di DJI, robusto e adatto a essere trasportato in uno zaino, integra una telecamera zoom con sensore CMOS da 48MP e 1/2″ con zoom ottico 16x e digitale 200x, una telecamera grandangolare da 12MP, un telemetro laser con raggio di rilevamento da 3 a 1200m e una telecamera termica radiometrica da 640 x 512 px per la visione notturna. Oltre al sensore termico, la telecamera FPV dell’M30T è stata ottimizzata per le condizioni di scarsa illuminazione, una capacità che rende più facile volare in sicurezza di notte senza doversi preoccupare di schiantarsi contro una collina durante una missione di ricerca e salvataggio. Vedi sotto
Cosa c’è da sapere sul volo dei droni con visione notturna
Regole FAA per il volo notturno
Secondo la norma Operations Over People della Federal Aviation Administration (FAA), entrata in vigore l’anno scorso, i piloti di droni che operano in base alla Parte 107 possono volare di notte senza una deroga, purché soddisfino i seguenti requisiti:
- Il pilota deve completare un test di conoscenza iniziale aggiornato o una formazione ricorrente online sul sito web della FAA Safety.
- Il drone deve essere dotato di illuminazione anticollisione visibile per almeno tre miglia statutarie e con una frequenza di lampeggio sufficiente a evitare una collisione.
Illuminazione anticollisione per i droni DJI con visione notturna
Mavic 2 Enterprise Advanced: L’accessorio M2EA Beacon indica la posizione del velivolo di notte per rispettare le normative sulle operazioni notturne.
Matrice 300 RTK: i fari di sicurezza preinstallati sulla parte superiore e inferiore del drone consentono di identificare il velivolo di notte o in condizioni di scarsa illuminazione.
Matrice 30T: i segnalatori di sicurezza integrati aiutano a identificare il drone durante il volo e le luci ausiliarie consentono al sistema di posizionamento della visione di raggiungere una precisione ancora maggiore durante le operazioni notturne.
Volare in uno spazio aereo limitato
Sebbene sia del tutto legale far volare un drone di notte, per le operazioni notturne in spazi aerei controllati al di sotto dei 400 piedi sono necessarie le autorizzazioni dello spazio aereo. Queste possono essere ottenute quasi in tempo reale attraverso i fornitori di servizi LAANC (Low Altitude Authorization and Notification Capability) approvati dalla FAA.
Consigli di sicurezza per le operazioni notturne con i droni
Indipendentemente dal numero di ore di volo, è sempre bene seguire i consigli per la sicurezza dei droni per evitare incidenti.
- Tenete una lista di controllo pre-volo e seguitela scrupolosamente. Sebbene si possa essere tentati di far decollare il velivolo il prima possibile, assicurarsi che il segnale GPS sia forte e che le impostazioni di ritorno a casa (RTH) siano corrette diventa ancora più importante quando si vola di notte.
- Guardate da 5 a 10 gradi fuori dal centro del drone per compensare eventuali punti ciechi notturni. Poiché il mantenimento della linea di vista (VLOS) è più difficile durante le ore notturne, è possibile farsi assistere da un osservatore visivo.
- Se non conoscete bene l’area in cui state per volare, prendete in considerazione l’idea di fare una scansione del luogo con la vista satellitare di Google Maps per capire meglio la topografia.
- Potete anche volare a un’altitudine maggiore per evitare potenziali ostacoli come alberi e linee elettriche.
- Fate atterrare immediatamente il drone se non riuscite a determinare la sua posizione rispetto a un altro velivolo.
- Utilizzate una piattaforma di atterraggio e illuminate il punto di atterraggio per non perderne le tracce.
- Siate consapevoli dei limiti della vostra attrezzatura e controllate le previsioni per assicurarvi che il tempo sia compatibile con il vostro drone.
A cosa servono i droni per la visione notturna?
Ci sono diverse situazioni in cui è necessario far volare i droni in condizioni di scarsa o nulla luce visibile.
Ricerca e soccorso
L’utilità dei droni per la visione notturna nelle operazioni di ricerca e soccorso non può essere sopravvalutata. Riuscire a individuare la traccia termica di un essere umano in difficoltà può fare la differenza tra la vita e la morte. Gestire le missioni di soccorso nelle foreste profonde o dopo disastri naturali come una valanga è un’impresa complessa. I droni con telecamere per la visione notturna possono aiutare a tenere sotto controllo le vittime e il personale di soccorso.
Applicazione della legge
Gli agenti di polizia sono chiamati ad affrontare diversi tipi di incidenti durante la notte. Questi possono andare dall’assistenza a persone vulnerabili alla gestione di crimini gravi e organizzati. Quando è fondamentale ridurre al minimo il rischio per il pubblico e per il soggetto, massimizzando al contempo la sicurezza degli agenti, i droni per la visione notturna possono essere impiegati per raccogliere informazioni sulla situazione e seguire i movimenti di un sospetto anche nel buio più totale.
Risposta alle emergenze
Le telecamere termiche e i sensori a luce stellare possono essere strumenti essenziali per il rilevamento delle minacce quando le squadre di emergenza o di hazmat devono navigare rapidamente e in sicurezza in aree buie e imprevedibili. Dalla scoperta di violente minacce chimiche in luoghi apparentemente innocui all’avere la meglio sugli incendi selvaggi anche dopo il tramonto e l’interruzione delle operazioni degli elicotteri, i droni per la visione notturna sono diventati un moltiplicatore di forze che mantiene gli equipaggi al sicuro e consente loro di ottenere maggiori risultati in ogni missione.
Sorveglianza della sicurezza e ispezioni di emergenza
I grandi siti industriali e altre aree di importanza strategica possono aggiungere un ulteriore livello di sicurezza al loro perimetro effettuando una sorveglianza notturna con i droni. E nel caso di un’emergenza, come un’interruzione di corrente, gli equipaggi possono ispezionare rapidamente i cambiamenti nelle firme di calore dei diversi componenti e scoprire dove si trova l’unità malfunzionante. Molti tipi di ispezioni industriali ed edilizie possono essere effettuate anche di notte con l’aiuto dei droni per la visione notturna.
Monitoraggio e gestione della fauna selvatica
I sensori termici sono uno dei modi più efficaci per localizzare gli animali, sia per il conteggio della fauna selvatica, sia per la mappatura dell’habitat, sia per l’osservazione del comportamento, sia per fornire assistenza medica dopo un incendio boschivo. Inoltre, con i droni per la visione notturna, i bracconieri possono essere localizzati sia di giorno che di notte. In Kenya, ad esempio, i droni hanno contribuito a ridurre drasticamente il numero di elefanti uccisi illegalmente, facendo arrestare oltre 300 bracconieri e contribuendo a sequestrare più di 1.000 kg di avorio.
Conclusione
Anche se le emergenze non possono essere evitate, i droni per la visione notturna possono fornire ai primi soccorritori, alle forze dell’ordine, alle squadre di ispezione e di conservazione della fauna selvatica una nuova chiarezza per intraprendere missioni 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Anche nelle notti più buie, i droni con capacità di visione notturna possono cercare segni di vita, migliorare la consapevolezza generale della situazione e consentire agli agenti di prendere decisioni critiche più rapidamente.