Payload และข้อมูลภารกิจ

ตัวอย่างที่ 1 กล้องความร้อนมองเห็นคนได้ไกลเท่าไร

import math

PITCH, FOCAL = 12e-6, 13.5e-3                   # m ขนาดพิกเซลและความยาวโฟกัส
IFOV = PITCH / FOCAL                            # rad
JOHNSON = {"detection": 1.0, "recognition": 4.0, "identification": 6.4}   # คู่เส้น
TARGETS = {"person": math.sqrt(1.8 * 0.5), "vehicle": 2.3}               # m ขนาดวิกฤต

print(f"IFOV {IFOV * 1000:.3f} mrad, GSD at 90 m {90 * IFOV * 100:.1f} cm")
for name, dc in TARGETS.items():
    ranges = {k: dc / (2 * n * IFOV) for k, n in JOHNSON.items()}
    print(f"{name:<8} (Dc {dc:.2f} m): " + ", ".join(f"{k} {r:,.0f} m" for k, r in ranges.items()))

IFOV 0.889 mrad, GSD at 90 m 8.0 cm
person   (Dc 0.95 m): detection 534 m, recognition 133 m, identification 83 m
vehicle  (Dc 2.30 m): detection 1,294 m, recognition 323 m, identification 202 m

ระยะที่คำนวณเป็นขีดจำกัดทางเรขาคณิตเท่านั้น ยังไม่รวมความต่างอุณหภูมิระหว่างคนกับพื้นหลัง ความชื้นในอากาศ ฝน และความไวของกล้อง Perić และคณะ (2019) เปรียบเทียบการคาดการณ์กับการวัดจริง และพบว่าระยะจริงขึ้นกับสภาพเหล่านี้มาก ในงานน้ำท่วมกลางคืน ผิวน้ำและคนที่เปียกอาจมีอุณหภูมิใกล้กัน ระยะจริงจึงสั้นกว่าตัวเลขนี้ได้ ทีมต้องทดสอบภาคสนามกับเป้าหมายจริงก่อนกำหนดความสูงบินค้นหา

ตัวอย่างที่ 2 ความเบลอจาก gimbal และการบิน

import math

IFOV = 12e-6 / 13.5e-3                          # rad
IFOV_DEG = math.degrees(IFOV)
print(f"gimbal vibration 0.01 deg = {0.01 / IFOV_DEG:.2f} pixel")
for rate in (0.5, 2.0):                         # องศาต่อวินาที อัตราหมุนที่เหลือหลัง gimbal
    for ms in (10, 20, 40):
        print(f"rate {rate} deg/s, exposure {ms} ms: {rate * ms / 1000 / IFOV_DEG:.2f} px")
    print(f"  longest exposure for 1 px at {rate} deg/s: {IFOV_DEG / rate * 1000:.0f} ms")

H, V = 90, 16                                   # ความสูง m ความเร็ว m/s
gsd = H * IFOV
for ms in (5, 10):
    print(f"forward motion at {V} m/s, {H} m, {ms} ms: {V * ms / 1000 / gsd:.1f} px")

gimbal vibration 0.01 deg = 0.20 pixel
rate 0.5 deg/s, exposure 10 ms: 0.10 px
rate 0.5 deg/s, exposure 20 ms: 0.20 px
rate 0.5 deg/s, exposure 40 ms: 0.39 px
  longest exposure for 1 px at 0.5 deg/s: 102 ms
rate 2.0 deg/s, exposure 10 ms: 0.39 px
rate 2.0 deg/s, exposure 20 ms: 0.79 px
rate 2.0 deg/s, exposure 40 ms: 1.57 px
  longest exposure for 1 px at 2.0 deg/s: 25 ms
forward motion at 16 m/s, 90 m, 5 ms: 1.0 px
forward motion at 16 m/s, 90 m, 10 ms: 2.0 px

การสั่นที่ gimbal ยอมให้เพียง 0.2 พิกเซล จึงไม่ใช่ปัญหา แต่ถ้าอากาศยานเลี้ยวหรือถูกลมกระโชกจนกล้องหมุน 2°/s ความเบลอจะเกิน 1 พิกเซลเมื่อเปิดรับแสงนานกว่าราว 25 ms ส่วนการบินไปข้างหน้าเร็ว 16 m/s ที่ความสูง 90 m ทำให้ภาพเบลอ 1–2 พิกเซลเมื่อเปิดรับแสง 5–10 ms ภารกิจค้นหาจึงควรบินช้าลงหรือบินสูงขึ้นในพื้นที่ที่ต้องการรายละเอียด