Yêu cầu kỹ thuật đối với camera UAV

Yêu cầu độ phân giải cao: Để đáp ứng các nhiệm vụ đa dạng của nhiếp ảnh trên không, khảo sát và giám sát, camera UAV cần có độ phân giải cao. Trong lĩnh vực nhiếp ảnh trên không, độ phân giải cao có thể chụp được các chi tiết cảnh quan tinh tế hơn, chẳng hạn như khi chụp cảnh đô thị, thể hiện rõ đường viền của các tòa nhà, giao thông trên đường phố, v.v.; trong công việc khảo sát, nó có thể khôi phục chính xác các đặc điểm của địa hình và địa mạo, cung cấp nền tảng dữ liệu chính xác cho mô hình ba chiều và phân tích dữ liệu tiếp theo. Nói chung, pixel của camera UAV được sử dụng cho mục đích chuyên nghiệp phải đạt hơn 12mp và một số sản phẩm cao cấp thậm chí đạt tới 20 triệu pixel trở lên, tương ứng với độ phân giải có thể đáp ứng các tiêu chuẩn như 4000×000dpi trở lên.

Mật độ điểm ảnh và chất lượng hình ảnh: Ngoài số lượng điểm ảnh, mật độ điểm ảnh cũng rất quan trọng. Mật độ điểm ảnh hợp lý có thể đảm bảo mỗi điểm ảnh có thể cảm nhận đầy đủ ánh sáng trên diện tích hạn chế của phần tử nhạy sáng, giảm nhiễu giữa các điểm ảnh và do đó cải thiện độ rõ nét và thể hiện chi tiết của. Khi chụp các mục tiêu ở xa, máy ảnh có mật độ điểm ảnh cao có thể chụp rõ hơn các đặc điểm của mục tiêu, tránh tình trạng mờ hoặc méo. Ví dụ, khi theo dõi động vật hoang dã, nó có thể chụp rõ kết cấu lông và hành vi của động vật.

Độ nhạy cao để thích ứng với ánh sáng phức tạp: Môi trường bay của UAV rất phức tạp và điều kiện ánh sáng thay đổi, từ ánh sáng mạnh vào ban ngày đến ánh sáng mờ của hoàng hôn và ban đêm, hoặc trong khu vực bóng tối, trong nhà, v.v. Do đó, máy ảnh cần có độ nhạy cao (ISO) để chụp ảnh rõ nét và ít nhiễu trong điều kiện ánh sáng yếu. Thông thường, giá trị ISO UAV tốt phải có thể điều chỉnh linh hoạt trong phạm vi từ 100 - 6400 hoặc thậm chí cao hơn. Khi chụp cảnh đêm đèn thành phố, giá trị ISO cao hơn có thể đảm bảo độ sáng của ảnh ở mức vừa phải và đồng thời, nhiễu được kiểm soát thông qua công nghệ giảm nhiễu để đảm bảo chất lượng ảnh.

Dải động rộng để giữ lại chi tiết: Dải động rộng (WDR) cho phép máy ảnh giữ lại chi tiết ở cả vùng sáng và vùng tối trong ảnh. Khi chụp ảnh trên không, máy ảnh có thể chụp cả bầu trời sáng và các vật thể trên mặt đất tối hơn cùng một lúc. Máy ảnh có dải động rộng có thể ngăn bầu trời bị phơi sáng quá mức và các vật thể trên mặt đất không bị nhìn thấy rõ mà không bị mất chi tiết. Ví dụ, khi chụp cảnh bình minh trên biển, máy ảnh có thể hiển thị rõ mặt trời và cho thấy kết cấu của bãi biển và sóng biển.

Tự động lấy nét nhanh: Trong quá trình bay của UAV, mục tiêu bắn có thể thay đổi bất cứ lúc nào và vị trí và khoảng cách cũng không ổn định, điều này đòi hỏi máy ảnh phải có chức năng tự động lấy nét nhanh. Nó có thể hoàn thành việc lấy nét trong thời gian ngắn (thường là trong vòng 0,5 giây), khóa mục tiêu nhanh chóng và đảm bảo hình ảnh chụp rõ ràng và sắc nét. Khi chụp các sự kiện thể thao, UAV có thể nhanh chóng lấy nét vào các vận động viên chuyển động và ghi lại những khoảnh khắc thú vị.

Hỗ trợ lấy nét thủ công: Mặc dù lấy nét tự động rất tiện lợi và nhanh chóng, nhưng trong một số cảnh đặc biệt, chức năng lấy nét thủ công có thể cung cấp cho người dùng khả năng kiểm soát chính xác hơn. Ví dụ, khi chụp cận cảnh hoặc cần hiệu ứng độ sâu trường ảnh cụ thể, người dùng có thể điều chỉnh khoảng cách lấy nét thủ công để đạt được nhu cầu chụp ảnh cá nhân hóa hơn. Khi chụp cận cảnh hoa, lấy nét thủ công có thể kiểm soát chính xác tiêu điểm để làm nổi bật các chi tiết của hoa.

Chống rung quang học ổn định hình ảnh: Do ảnh hưởng của rung động luồng không khí trong quá trình bay, hiệu suất chống rung của máy ảnh là rất quan trọng. Công nghệ chống rung quang học bù đắp cho sự dịch chuyển hình ảnh do rung động theo thời gian thực bằng cách kết hợp nhóm ống kính di động bên trong ống kính, giúp giảm hiệu quả hình ảnh bị mờ. Khi chụp ảnh trên không trong thời tiết có gió, chống rung quang học có thể giữ cho hình ảnh được chụp ổn định, như thể trong môi trường ổn định.

Bổ sung chống rung điện tử: Ngoài chống rung quang học, công nghệ chống rung điện tử cũng có thể đóng một vai trò nhất định trong việc ổn định hình ảnh. Nó phân tích và xử lý dữ liệu được thu thập bởi cảm biến hình ảnh và sử dụng thuật toán để hiệu chỉnh độ dịch chuyển hình ảnh do rung lắc. Chống rung điện tử và chống rung quang học hoạt động cùng nhau để cải thiện hơn nữa hiệu ứng chống rung của máy ảnh trong điều kiện bay phức tạp, đảm bảo chất lượng của video và ảnh chụp.

Tốc độ khung hình cao cho video mượt mà: Đối với máy quay video bằng máy bay không người lái, tốc độ khung hình cao là chìa khóa để đảm bảo độ mượt mà của video. Nhìn chung, tốc độ khung hình 30fps (khung hình trên giây) trở lên là cần thiết để đáp ứng nhu cầu quay hàng ngày; đối với một số cảnh cần ghi lại chuyển động nhanh, chẳng hạn như ô tô lái xe tốc độ cao, chim bay, v.v., tốc độ khung hình phải đạt 60fps hoặc thậm chí 120fps trở lên, có thể giảm hiệu quả hiện tượng rơi và làm cho video mượt mà và tự nhiên hơn.

Chụp liên tục nhanh để bắt trọn khoảnh khắc: Khi chụp một số cảnh thoáng qua, chức năng chụp liên tục nhanh của máy ảnh rất. Nó có thể chụp liên tục nhiều ảnh trong một khoảng thời gian ngắn, mang đến cho người dùng nhiều lựa chọn hơn để đảm bảo rằng họ không bỏ lỡ những khoảnh khắc thú vị. Khi chụp các cảnh như hoa nở và động vật săn mồi, chụp liên tục nhanh có thể chụp được những hình ảnh thú vị ở các giai đoạn khác nhau.

Trường nhìn phù hợp để đáp ứng nhu cầu: trường nhìn xác định phạm vi hình ảnh mà camera có thể chụp. Các tình huống ứng dụng khác nhau có các yêu cầu khác nhau đối với trường nhìn. Ví dụ, khi chụp ảnh, cần có trường nhìn lớn hơn và ống kính góc siêu rộng có góc 120° - 180° phù hợp hơn trong khi để theo dõi mục tiêu ở khoảng cách xa, có thể cần trường nhìn nhỏ hơn để phóng to mục tiêu và làm nổi bật các chi tiết, chẳng hạn như tiêu cự trung bình đến dài có góc 30° - 60°.

Độ méo thấp đảm bảo độ chính xác của hình ảnh: Độ méo của ống kính có thể khiến hình ảnh chụp bị biến dạng, ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ chính xác của hình ảnh. Máy ảnh không người lái nên sử dụng thiết kế ống kính có độ méo thấp để giữ tỷ lệ méo ở mức thấp, thường yêu cầu tỷ lệ méo dưới 1 Khi thực hiện các nhiệm vụ khảo sát và giám sát, ống kính có độ méo thấp có thể đảm bảo độ chính xác của dữ liệu đo lường và tránh các lỗi do biến dạng hình ảnh gây ra.

Truyền dữ liệu tốc độ cao: Hình ảnh và video được máy bay không người lái ghi lại máy ảnh cần được truyền trở lại trạm điều khiển mặt đất hoặc thiết bị lưu trữ theo thời gian thực, đòi hỏi khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao. Các công nghệ truyền không dây như Wi-Fi, Bluetooth hoặc các mô-đun truyền hình ảnh chuyên dụng thường được áp dụng, với tốc độ truyền đạt trên mức Mbps, đảm bảo truyền hình ảnh và video mượt mà và giảm độ trễ. Trong nhiếp ảnh trên không phát trực tiếp, truyền dữ liệu tốc độ cao đảm bảo rằng khán giả có thể xem hình ảnh rõ nét một cách kịp thời.

Hỗ trợ lưu trữ dung lượng lớn: Để lưu trữ một lượng lớn dữ liệu chụp, camera bay không người lái cần hỗ trợ các thiết bị lưu trữ dung lượng, chẳng hạn như thẻ SD, ổ đĩa thể rắn, v.v. Dung lượng lưu trữ nên được xác định theo nhu cầu chụp thực tế và thường được khuyến nghị là ít nhất 16 GB. Đối với các tác vụ chụp dài hạn, độ phân giải cao, bạn có thể chọn các thiết bị lưu trữ dung lượng lớn 64 GB hoặc thậm chí 18 GB để đáp ứng nhu cầu chụp liên tục.

Thích ứng với tải trọng của máy bay không người lái: Khả năng chịu tải của máy bay không người lái bị hạn chế, để tránh ảnh hưởng đến hiệu suất bay và độ bền của máy bay không người lái, camera cần đạt được thiết kế thu nhỏ và nhẹ. Dưới tiền đề đảm bảo hiệu suất, camera và trọng lượng nên được giảm càng nhiều càng tốt. Trọng lượng của một camera máy bay không người lái thông thường là từ vài chục gram đến vài trăm gram và camera máy bay không người lái hạng A cũng kiểm soát chặt chẽ trọng lượng để đảm bảo phù hợp với tải trọng tổng thể của máy bay không người lái.

Cấu trúc nhỏ gọn và dễ lắp đặt: Ngoài trọng lượng và thể tích, thiết kế cấu trúc của nó cũng phải nhỏ gọn và dễ lắp đặt ở các vị trí khác nhau của máy bay không người lái mà không ảnh hưởng đến hiệu suất khí động học của máy bay không người lái. Phương pháp lắp đặt camera phải đáng tin cậy và phải ổn định trong suốt quá trình bay của máy bay không người lái, tránh bị lỏng hoặc hư hỏng camera do rung hoặc va chạm.