As câmaras de infravermelhos (IR) para drones são sistemas de imagem aéreos que detetam energia para além do espectro visível, com fins de inspeção, monitorização, mapeamento e conhecimento da situação. As opções disponíveis incluem cargas úteis de imagem de gás por infravermelhos não arrefecidas (LWIR), arrefecidas (MWIR), SWIR, radiométricas, não radiométricas, EO/IR, multiespectrais, hiperespectrais e óticas.
Esta página apresenta fornecedores de câmaras de infravermelhos para drones e fabricantes de câmaras de infravermelhos para UAV que apoiam operações de busca e salvamento, inspeção industrial, agricultura, monitorização ambiental e vigilância de infraestruturas críticas.
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As câmaras de infravermelhos para drones permitem que uma aeronave não tripulada detete energia para além do espectro visível e a converta em imagens para fins de inspeção, monitorização, mapeamento e consciência situacional. Dependendo do detetor e da banda espectral, a câmara pode registar radiação térmica emitida, energia infravermelha refletida ou uma combinação de ambas. Isto proporciona aos operadores de Veículos Aéreos Não Tripulados (UAV) acesso a informações que as câmaras convencionais para luz do dia não conseguem captar de forma fiável, particularmente na escuridão, em cenas de baixo contraste e em aplicações que envolvam diferenças de temperatura.
Uma câmara de infravermelhos para drones pode ser instalada como carga útil fixa, integrada num cardã estabilizado ou combinada com sensores de luz visível e outros sensores. A câmara de infravermelhos mais adequada para um drone depende do alvo, da distância de operação, das condições ambientais, dos dados de temperatura necessários, da capacidade de carga útil, da autonomia de voo e do fluxo de trabalho de processamento de dados. É essencial adequar o sistema de imagem de infravermelhos à missão, uma vez que cada tipo de detetor apresenta diferentes requisitos em termos de sensibilidade, resposta espectral, resolução, alcance e integração.
As câmaras de infravermelhos de onda longa (LWIR) não arrefecidas operam normalmente na gama espectral de 8 a 14 micrómetros e utilizam detetores microbolométricos sem arrefecimento criogénico. O seu tamanho, peso, consumo de energia e requisitos de manutenção relativamente reduzidos tornam-nas adequadas para cargas úteis compactas de UAV utilizadas em inspeções, combate a incêndios, operações de busca, segurança e monitorização da vida selvagem. O seu alcance de deteção e sensibilidade térmica são, em geral, inferiores aos dos sistemas arrefecidos, mas são práticas para muitas missões de curto e médio alcance.
Câmara de infravermelhos para drones WiDy SenS da New Imaging Technologies
As câmaras de infravermelhos de onda média (MWIR) arrefecidas operam normalmente na gama espectral de 3 a 5 micrómetros. O arrefecimento do detetor reduz o ruído interno, proporcionando maior sensibilidade térmica, alcances de deteção mais longos, tempos de exposição mais curtos e taxas de fotogramas mais elevadas. Estas câmaras são frequentemente utilizadas para vigilância, observação marítima, alvos de alta velocidade e alvos industriais de alta temperatura. No entanto, o sistema de arrefecimento aumenta o custo, o consumo de energia, o peso da carga útil, os requisitos de manutenção e o tempo de arranque.
As câmaras de infravermelho de onda curta (SWIR) detetam principalmente a energia infravermelha refletida, em vez do calor emitido por objetos a temperaturas normais. Um sensor de câmara infravermelha SWIR pode revelar diferenças em materiais, humidade, revestimentos, neblina e cenários com pouca luz que podem não ser visíveis com câmaras convencionais. O desempenho através de fumo e neblina depende do tamanho das partículas, da densidade, do comprimento de onda, da iluminação e das condições atmosféricas; por isso, não se deve partir do princípio de que a imagem SWIR proporciona visibilidade ilimitada.
As câmaras térmicas radiométricas atribuem informações de temperatura calibradas a cada pixel da imagem. Suportam aplicações como a inspeção elétrica, a deteção de perdas de calor, a manutenção industrial e os levantamentos fotovoltaicos. A precisão dos resultados depende da emissividade correta, da distância, da transmissão atmosférica, da temperatura aparente refletida, do ângulo de visão, da focagem e das condições ambientais. As leituras radiométricas devem, por conseguinte, ser interpretadas como medições afetadas tanto pela superfície do alvo como pelas condições em que as imagens foram captadas.
As câmaras não radiométricas produzem imagens térmicas sem medições de temperatura calibradas para cada pixel. Estes sistemas são adequados para deteção, navegação, rastreio e consciência situacional, mas não podem substituir o equipamento radiométrico quando são necessários dados quantitativos de temperatura. Podem mostrar claramente o contraste térmico relativo, embora forneçam pouca ou nenhuma informação fiável sobre a temperatura real do alvo.
Câmara IR para drones ULTRIS XMR da Cubert
Os sistemas eletro-ópticos/infravermelhos (EO/IR) com sensor duplo combinam câmaras de luz visível e infravermelhas numa carga útil partilhada, frequentemente com estabilização por cardã. O canal de infravermelhos permite a deteção térmica, enquanto a câmara de luz visível fornece detalhes adicionais para o reconhecimento, a inspeção e a interpretação da cena. Alguns sistemas incluem também telémetros a laser, ferramentas de geolocalização ou gravação sincronizada para melhorar o posicionamento do alvo e a análise pós-voo.
As câmaras multiespectrais e as cargas úteis hiperespectrais recolhem dados em várias bandas de comprimento de onda, que podem incluir as regiões do visível, do infravermelho próximo (NIR), do SWIR ou do infravermelho térmico. Estes sistemas de imagem por infravermelhos podem ajudar a identificar o stress da vegetação, variações de humidade, minerais, revestimentos e poluentes. Ao contrário das câmaras térmicas convencionais, muitas destas cargas úteis são concebidas para a classificação espectral, em vez da medição da temperatura. Requerem uma calibração cuidadosa, iluminação consistente, alvos de referência adequados e um processamento de dados especializado.
As câmaras de imagem ótica de gás (OGI) visualizam gases selecionados que absorvem energia infravermelha dentro de bandas espectrais específicas. Montadas num drone, podem inspecionar condutas, tanques, instalações de processamento e equipamento industrial, reduzindo simultaneamente a necessidade de o pessoal entrar em áreas perigosas. Uma câmara só consegue detetar gases dentro da gama espectral para a qual foi concebida. O desempenho da deteção é influenciado pelo tipo de gás, pela concentração, pela taxa de fuga, pelo alcance, pelo vento, pela diferença de temperatura, pelo ângulo de visão e pelas condições do fundo.
Câmaras LWIR não arrefecidas da DAT-CON
As câmaras infravermelhas para drones podem ajudar a localizar pessoas através da deteção do contraste térmico entre um alvo e o ambiente circundante. As equipas de bombeiros e de emergência também podem utilizar uma câmara infravermelha para UAV para identificar pontos quentes, monitorizar a propagação do fogo, avaliar as condições estruturais e observar áreas perigosas. A vegetação, os edifícios, o vidro, as condições meteorológicas, a distância e o cruzamento térmico podem reduzir o desempenho. O cruzamento térmico ocorre quando o alvo e o fundo atingem temperaturas aparentes semelhantes, tornando o alvo mais difícil de distinguir.
Uma câmara de infravermelhos para drones permite inspecionar redes elétricas, painéis solares, telhados, condutas, instalações de armazenamento e equipamento industrial sem colocar pessoal em locais perigosos ou de difícil acesso. As anomalias térmicas podem indicar sobreaquecimento, falhas nas ligações elétricas, defeitos de isolamento, infiltração de humidade, componentes obstruídos ou condições de funcionamento anormais. Estas constatações indicam normalmente áreas que requerem uma investigação mais aprofundada, em vez de fornecerem, por si só, um diagnóstico completo.
As câmaras de infravermelhos para UAV podem revelar padrões de temperatura e espectrais em culturas, solo, água, vegetação e habitats da vida selvagem. Estes sistemas apoiam a avaliação da irrigação, o levantamento do stress das culturas, a deteção de animais, a monitorização de incêndios florestais e estudos sobre descargas de água, quando as imagens são recolhidas em condições ambientais adequadas. A hora do dia, a luz solar, o vento, a precipitação recente, a densidade da copa das árvores e as alterações sazonais podem influenciar os resultados e devem ser controlados sempre que possível.
Os sistemas de vigilância por infravermelhos permitem a observação noturna de fronteiras, portos, instalações energéticas, corredores de transporte e locais protegidos. Uma câmara de infravermelhos estabilizada para drones pode detetar e acompanhar movimentos na escuridão, enquanto uma câmara de luz visível emparelhada pode fornecer informações adicionais para reconhecimento e avaliação. Os alcances de deteção, reconhecimento e identificação variam, e o alcance máximo de deteção anunciado não deve ser considerado como a distância à qual uma pessoa, um veículo ou um objeto pode ser identificado com certeza.
Vários desenvolvimentos estão a melhorar a capacidade e a praticabilidade da imagiologia infravermelha aérea:
Estes desenvolvimentos estão a impulsionar a fusão de sensores, a análise a bordo, a geolocalização e a operação autónoma numa gama cada vez mais vasta de aplicações de câmaras de infravermelhos em drones.
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