Las cámaras de infrarrojos (IR) para drones son sistemas de imagen aerotransportados que detectan energía más allá del espectro visible con fines de inspección, vigilancia, cartografía y conocimiento de la situación. Entre las opciones disponibles se incluyen cargas útiles de imagen por infrarrojos LWIR no refrigeradas, MWIR refrigeradas, SWIR, radiométricas, no radiométricas, EO/IR, multiespectrales, hiperespectrales y ópticas para la detección de gases.
En esta página se presentan proveedores de cámaras infrarrojas para drones y fabricantes de cámaras IR para UAV que prestan apoyo en operaciones de búsqueda y rescate, inspección industrial, agricultura, seguimiento medioambiental y vigilancia de infraestructuras críticas.
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Las cámaras infrarrojas para drones permiten a una aeronave no tripulada detectar energía más allá del espectro visible y convertirla en imágenes para la inspección, la vigilancia, la cartografía y el conocimiento de la situación. En función del detector y de la banda espectral, la cámara puede registrar la radiación térmica emitida, la energía infrarroja reflejada o una combinación de ambas. Esto proporciona a los operadores de vehículos aéreos no tripulados (UAV) acceso a información que las cámaras convencionales de luz diurna no pueden captar de forma fiable, especialmente en la oscuridad, en escenas de bajo contraste y en aplicaciones que implican diferencias de temperatura.
Una cámara infrarroja para drones puede instalarse como carga útil fija, integrarse en un cardán estabilizado o combinarse con sensores de luz visible y de otro tipo. La cámara infrarroja más adecuada para un dron depende del objetivo, la distancia de funcionamiento, las condiciones ambientales, los datos de temperatura requeridos, la capacidad de carga útil, la autonomía de vuelo y el flujo de trabajo de procesamiento de datos. Es fundamental adaptar el sistema de imágenes infrarrojas a la misión, ya que cada tipo de detector ofrece diferentes requisitos en cuanto a sensibilidad, respuesta espectral, resolución, alcance e integración.
Las cámaras de infrarrojos de onda larga (LWIR) no refrigeradas suelen funcionar en el rango espectral de 8 a 14 micrómetros y utilizan detectores microbolométricos sin refrigeración criogénica. Su tamaño, peso, consumo energético y requisitos de mantenimiento relativamente reducidos las hacen adecuadas para cargas útiles compactas de UAV utilizadas en inspección, extinción de incendios, operaciones de búsqueda, seguridad y seguimiento de la fauna silvestre. Su alcance de detección y su sensibilidad térmica suelen ser inferiores a los de los sistemas refrigerados, pero resultan prácticas para numerosas misiones de corto y medio alcance.
Cámara infrarroja para drones WiDy SenS de New Imaging Technologies
Las cámaras infrarrojas de onda media (MWIR) refrigeradas suelen funcionar en el rango espectral de 3 a 5 micrómetros. La refrigeración del detector reduce el ruido interno, lo que proporciona una mayor sensibilidad térmica, mayores alcances de detección, tiempos de exposición más cortos y mayores frecuencias de fotogramas. Estas cámaras se utilizan a menudo para vigilancia, observación marítima, objetivos de alta velocidad y objetivos industriales a alta temperatura. Sin embargo, el sistema de refrigeración aumenta el coste, el consumo energético, el peso de la carga útil, los requisitos de mantenimiento y el tiempo de arranque.
Las cámaras de infrarrojos de onda corta (SWIR) detectan principalmente la energía infrarroja reflejada, en lugar del calor emitido por los objetos a temperaturas normales. El sensor de una cámara infrarroja SWIR puede revelar diferencias en materiales, humedad, recubrimientos, neblina y escenas con poca luz que podrían no ser visibles con cámaras convencionales. El rendimiento a través del humo y la neblina depende del tamaño de las partículas, la densidad, la longitud de onda, la iluminación y las condiciones atmosféricas, por lo que no debe darse por sentado que las imágenes SWIR proporcionan una visibilidad sin restricciones.
Las cámaras térmicas radiométricas asignan información de temperatura calibrada a cada píxel de la imagen. Son adecuadas para aplicaciones como la inspección eléctrica, la detección de pérdidas de calor, el mantenimiento industrial y los estudios fotovoltaicos. La precisión de los resultados depende de la emisividad correcta, la distancia, la transmisión atmosférica, la temperatura aparente reflejada, el ángulo de visión, el enfoque y las condiciones ambientales. Por lo tanto, las lecturas radiométricas deben interpretarse como mediciones afectadas tanto por la superficie del objetivo como por las condiciones en las que se captaron las imágenes.
Las cámaras no radiométricas producen imágenes térmicas sin mediciones de temperatura calibradas para cada píxel. Estos sistemas son adecuados para la detección, la navegación, el seguimiento y el conocimiento de la situación, pero no pueden sustituir a los equipos radiométricos cuando se requieren datos cuantitativos de temperatura. Pueden mostrar claramente el contraste térmico relativo, aunque proporcionan poca o ninguna información fiable sobre la temperatura real del objetivo.
Cámara IR para drones ULTRIS XMR de Cubert
Los sistemas electroópticos/infrarrojos (EO/IR) de doble sensor combinan cámaras de luz visible e infrarrojas en una carga útil compartida, a menudo con estabilización mediante cardán. El canal de infrarrojos permite la detección térmica, mientras que la cámara de luz visible proporciona detalles adicionales para el reconocimiento, la inspección y la interpretación de la escena. Algunos sistemas también incluyen telémetros láser, herramientas de geolocalización o grabación sincronizada para mejorar el posicionamiento del objetivo y el análisis posterior al vuelo.
Las cámaras multiespectrales y las cargas útiles hiperespectrales recopilan datos en múltiples bandas de longitud de onda, que pueden incluir las regiones de luz visible, infrarrojo cercano (NIR), infrarrojo de onda corta (SWIR) o infrarrojo térmico. Estos sistemas de imágenes infrarrojas pueden ayudar a identificar el estrés de la vegetación, las variaciones de humedad, los minerales, los recubrimientos y los contaminantes. A diferencia de las cámaras térmicas convencionales, muchas de estas cargas útiles están diseñadas para la clasificación espectral más que para la medición de la temperatura. Requieren una calibración cuidadosa, una iluminación constante, objetivos de referencia adecuados y un procesamiento de datos especializado.
Las cámaras de imagen óptica de gases (OGI) permiten visualizar determinados gases que absorben energía infrarroja dentro de bandas espectrales específicas. Montadas en un dron, pueden inspeccionar tuberías, depósitos, instalaciones de procesamiento y equipos industriales, al tiempo que reducen la necesidad de que el personal acceda a zonas peligrosas. Una cámara solo puede detectar gases dentro del rango espectral para el que ha sido diseñada. El rendimiento de la detección se ve influido por el tipo de gas, la concentración, la tasa de fuga, la distancia, el viento, la diferencia de temperatura, el ángulo de visión y las condiciones del fondo.
Cámaras LWIR no refrigeradas de DAT-CON
Las cámaras infrarrojas para drones pueden ayudar a localizar personas mediante la detección del contraste térmico entre un sujeto y el entorno que lo rodea. Los equipos de bomberos y de emergencias también pueden utilizar una cámara IR para UAV con el fin de identificar puntos calientes, supervisar la propagación del fuego, evaluar el estado de las estructuras y observar zonas peligrosas. La vegetación, los edificios, el cristal, las condiciones meteorológicas, la distancia y el «crossover térmico» pueden reducir el rendimiento. El «crossover térmico» se produce cuando el objetivo y el fondo alcanzan temperaturas aparentes similares, lo que dificulta la distinción del objetivo.
Una cámara infrarroja para drones permite inspeccionar redes eléctricas, paneles solares, tejados, tuberías, instalaciones de almacenamiento y equipos industriales sin necesidad de enviar personal a lugares peligrosos o de difícil acceso. Las anomalías térmicas pueden indicar sobrecalentamiento, conexiones eléctricas defectuosas, defectos de aislamiento, entrada de humedad, componentes obstruidos o condiciones de funcionamiento anómalas. Estos hallazgos suelen indicar áreas que requieren una investigación más exhaustiva, en lugar de proporcionar por sí solos un diagnóstico completo.
Las cámaras infrarrojas para UAV pueden revelar patrones de temperatura y espectrales en cultivos, suelo, agua, vegetación y hábitats de fauna silvestre. Estos sistemas facilitan la evaluación del riego, los estudios sobre el estrés de los cultivos, la detección de animales, la vigilancia de incendios forestales y los estudios sobre descargas de agua, siempre que las imágenes se recopilen en condiciones ambientales adecuadas. La hora del día, la luz solar, el viento, las precipitaciones recientes, la densidad del dosel y los cambios estacionales pueden influir en los resultados y deben controlarse en la medida de lo posible.
Los sistemas de vigilancia por infrarrojos permiten la observación nocturna de fronteras, puertos, instalaciones energéticas, corredores de transporte y emplazamientos protegidos. Una cámara de infrarrojos estabilizada para drones puede detectar y seguir movimientos en la oscuridad, mientras que una cámara de luz visible emparejada puede proporcionar información adicional para el reconocimiento y la evaluación. Los alcances de detección, reconocimiento e identificación varían, y el alcance máximo de detección anunciado no debe considerarse como la distancia a la que se puede identificar con certeza a una persona, un vehículo o un objeto.
Varios avances están mejorando la capacidad y la practicidad de la imagen infrarroja aérea:
Estos avances están impulsando la fusión de sensores, el análisis a bordo, la geolocalización y el funcionamiento autónomo en una gama cada vez más amplia de aplicaciones de cámaras infrarrojas para drones.
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