Блог: Как с помощью коптеров DJI поддерживать безопасность объектов информационной деятельности

Стремительное развитие беспилотных летательных аппаратов и каждый раз большая доступность тепловизионных камер привели к идее использования их для охраны дата-центров или других объектов информационной деятельности.

Были протестированы возможности тепловизионных камер коптера DJI Mavic 2 Enterprise Dual и полезной нагрузки DJI Zenmuse H20T на коптере DJI Matrice 300 RTK. Научный журнал "Кибербезопасность: образование, наука, техника" опубликовал результаты в статье.

Критерий Джонсона

Эта работа — первое задокументированное применение критерия Джонсона для беспилотной техники. Для определения разрешения камер Mavic 2 Enterprise Dual (тепловизионная камера 160х120 пикселей и визуальный модуль на 12 Мп) и более мощного варианта на подвесе DJI Zenmuse H20T (тепловизор 640×512 пикселей и 20-Мп визуальная камера с 23-кратным зумом) использовали критерий Джона Джонсона. Он был описан в 1958 году для систематизации принципов распознавания изображений с целью определения военных целей. 

Позже критерий Джонсона стал широко применяться в коммерческой сфере для обозначения характеристик тепловизионных систем. Главная задача критерия — провести границу между ступенями "видимости" объекта. Единицей измерения является количество "пар линий", которые помещаются на критическом (малейшем для идентификации) размере объекта. Количество таких пар линий позволяет с определенной вероятностью выполнить одно из четырех действий:

• Выявление (есть возможность обнаружить объект на фоне).
• Ориентирование (степень симметрии объекта и его ориентация).
• Распознавание (классификация объекта: дом, человек, автомобиль ...).
• Идентификация (определение типа объекта в классе: мужчина или женщина, грузовой или легковой автомобиль...).

В зависимости от требуемой точности, используем таблицу необходимого числа пар линий для идентификации объекта.

Критерии Джонсона (необходимое количество пар на критический размер)

Применение коптерных решений DJI для идентификации объектов

Разницу возможностей инфракрасных камер DJI Mavic 2 Enterprise Dual и DJI Zenmuse H20T идеально иллюстрирует фото, сделанное с высоты 15 метров под углом 45°. Пусть с разной детализацией, но на обоих фото можно легко идентифицировать автомобиль, человека и точку взлета (круг темного цвета).

Сложнее распознавать предметы под прямым углом (-90° относительно земной поверхности), что является главной задачей миссий мониторинга и поиска нарушителей на определенной территории. Ниже показаны снимки с высоты 15, 50 и 100 метров. Для полного набора данных также проводились съемки с высоты 30 и 70 метров.

Следующие вычисления показали количество пар линий, что разместились на критическом размере автомобиля и человека. Каждое значение пары линий рассчитано как половина соотношения ширины объекта на фото к отношению ширины к высоте самого изображения.

Результаты вычислений (пар линий для объекта с критическим размером)

Эффективность Mavic 2 Enterprise Dual и Zenmuse H20T

На выходе получили два массива информации, касающиеся автомобиля и человека. Возможности встроенного тепловизора DJI Mavic 2 Enterprise Dual позволяют с 95% вероятностью идентифицировать авто с высоты 15 метров, а с высоты 100 метров есть возможность только выявить автомобиль, как пятно на фоне, однако со 100% вероятностью. Камера M2ED способна обнаружить человека с высоты 15 м.

Zenmuse H20T предлагает значительно большие возможности. Даже со 100-метровой высоты обеспечивается 95% вероятность идентификации, или 100% с высоты 70 метров. Для человека диапазон возможностей таков: с 15 метров можно идентифицировать человека с 95% точностью или же просто определить его с отметки 100 метров над землей.

Исследование показало неисчерпаемый потенциал беспилотных решений DJI для охраны и мониторинга как небольших предприятий (с помощью M2ED), так и огромных территорий, с применением Matrice 300 RTK. Коптеры могут проверять крыши и другие сложные для доступа места.