疫情防控期間,為了響應國家“不聚集、少出門”的號召,也為了保護一線防疫人員的安全、全國上至各省下至每個村,都付出了不少的努力。而在這次疫情當中,“無接觸”式的各式裝備無疑是最熱門的防疫“黑科技”,吸引了人們的注意。
從非接觸式紅外測溫裝置、AI 大數(shù)據(jù)采集、到送藥機器人等,既要保障防疫工作細致到位、安全可靠,又要盡量保證防疫人員的安全問題不掉隊。而在這次疫情當中表現(xiàn)也十分亮眼的無人機,可謂是高端又親民。
一位老奶奶出門前未戴口罩,村里人用無人機喊話提醒
同時,無人機在這個特殊的疫情期間,在測溫工作上也起到了十分顯著的作用。那么,無人機測溫主要在哪些場景解決了什么問題?背后運用了哪些技術(shù)?這些技術(shù)有哪些亮點?
為此了解答以上問題,我們采訪了大疆負責測溫技術(shù)的技術(shù)工程師王可見,帶我們深入了解疫情期間,無人機測溫的技術(shù)原理及應用場景。
CSDN:請簡要介紹一下大疆無人機在本次疫情中的應用情況及相關(guān)案例。
王可見:這次疫情發(fā)生后,大疆無人機主要在4 個場景發(fā)揮了作用:
1、巡邏疏導:大范圍巡邏,疏導擁堵道路、全面排查公共區(qū)域,疏散違法聚集人員;
2、防疫宣傳:無人機喊話宣傳防疫知識,機動監(jiān)督人員防疫規(guī)范;
3、物資投遞:無人機投遞包裹,進一步減少人員接觸與流動
4、噴灑消毒:低風險高效率進行消殺防疫工作
最后大疆又推出了針對人體測溫的測溫版方案。無人機在各個場景中都貢獻出自己的一部分能力,幫助這次疫情發(fā)揮自身價值。
CSDN:大疆在這次抗疫行動中,投入的無人機類型、架次及相關(guān)的航行時間,有哪些具體數(shù)據(jù)?
王可見:截至2月8日,從新聞報道來看,疫情防控中無人機廣泛應用于廣播喊話、高空巡視、噴灑消殺等用途,新聞數(shù)據(jù)顯示,已經(jīng)超過18個省、自治區(qū)的50多個縣市正在使用無人機進行防疫宣傳廣播與巡視。此外大疆農(nóng)業(yè)響應各地政府消殺的需求啟動了“疆軍戰(zhàn)疫”活動,鼓勵和支持植保飛手參與政府組織的消殺,大疆農(nóng)業(yè)植保無人機全國累計消殺作業(yè)面積已超6 億平方米,服務超過千座村落。
T20 農(nóng)業(yè)無人機作業(yè)前的參數(shù)設(shè)置
無人機正在消殺作業(yè)
個頭很大的 T20 農(nóng)業(yè) 無人機
CSDN:大疆的無人機測溫使用的是御 Mavic2 雙光版,這個方案的提出過程大概是如何的?
王可見:其實我們很早就得知有用戶用雙光版包括 XT 系列的相機用于人體測溫上,但因為這兩個版本的攝像機最開始研發(fā)主要是針對工業(yè)場景應用,它的測試是用于一些大的物體,實際上不適用于人體測溫這種精細的測溫場景的。所以研發(fā)團隊也開始考慮能否基于我們現(xiàn)在的設(shè)備,最短時間內(nèi)推出一套可用于人體測溫的產(chǎn)品的解決方案。
我們在 2 月 3 日時著手考慮這套方案,到確定方案是 2 月 10 日左右,名稱為「棉簽方案」,主要引入棉花棒作為“熱成像傳感器+黑體”。2 月 13、14 日方案正式進入到實際場景中測試,后續(xù)我們又再打磨了這套方案,將精度達到某一個溫度下的范圍內(nèi),才給到我們的測試用戶進行實際操作使用。
CSDN:傳統(tǒng)黑體是什么樣的?為何要使用棉花棒作為黑體?
王可見:平常的黑體大概是一個大音箱的大小,需要放在桌子上,并且是大功率的供電,不能夠移動,更不可能跟隨無人機一起移動。而黑體的重量,使得將黑體放在無人機上的想法也不現(xiàn)實,如果使用傳統(tǒng)黑體,那實現(xiàn)無人機測溫就很難了。
CSDN:在引入棉花棒作為“熱成像傳感器+黑體”解決方案的時候,除了飛行中的測量偏差、棉花棒溫度變化問題、交互操作流程等問題,還遇到哪些技術(shù)上的挑戰(zhàn),最終是如何解決的?
王可見:在疫情初期,我們在抖音上看到了一個應用案例,有人用御 Mavic2 行業(yè)雙光版測體溫,結(jié)論是:相當不靠譜。當時我們就一直在想可行的方案,隨即我們接到了武漢市硚口區(qū)的一個需求,希望無人機能夠在高空中測溫。因為大家都被要求在樓里隔離,希望通過測溫篩查出提問異常的居民。我們飛機紅外測溫在當時的情況下滿足不了精準度。于是研發(fā)緊急部署,開始研究相機測溫高精準度的解決方案。
傳統(tǒng)室內(nèi)固定紅外設(shè)備人體測溫,方案有幾個關(guān)鍵點:
a.因為人體測溫精度要求高,而紅外傳感器非常不穩(wěn)定,必須要有已知溫度點(通常是黑體),做實時標定修正才能達到人體測溫要求;
b.黑體通常比較笨重,而且要大功率供電,不可能帶上無人機;
c.黑體在畫面中的必須固定才行,而且最好是室內(nèi)無風環(huán)境。
這時,團隊已經(jīng)確定了黑體進視場的討論方向,之前我們的無人機測溫精度是±5℃, 距離人體測溫的最低要求±0.5℃,差了一個數(shù)量級,除此之外,無人機不僅沒有黑體,而且場景也不固定,大家在討論群里各種支招、各種想法,仔細一想都不太可行,然后跟大家解釋為什么不可行, 同時也在想其他辦法,是這樣的一個過程。
然后想到,既然不能有理想黑體,還不能搞個簡易黑體?簡易黑體可以是墻面,可以是桌子,可都不能在畫面固定位置,更不可能裝到無人機上。后來決定這個黑體不僅要耐熱,且要跟飛機一起飛上天、一起啟動。最后就想到小泡棉之類的材料,不僅輕便而且溫度也穩(wěn)定,材料也好找。
大疆負責結(jié)構(gòu)的同學很快就搞定了載具。自此開啟了一系列問題的快速迭代和驗證方案,如
a. 簡易黑體還有一個難點:無人機起飛后槳葉帶來的氣流,這個簡易黑體的溫度穩(wěn)定的穩(wěn)定性如何?
b.簡易黑體裝在無人機上還不能占據(jù)紅外相機的太多視場,疫情期間,物流停運,簡易黑體要好找,驗證后發(fā)現(xiàn)棉簽最合適;
c.結(jié)構(gòu)件不能太復雜,工廠和物流都停工,3D打印機到處都有,可以發(fā)圖紙給用戶自己搞定;
大疆測溫無人機圖紙效果圖
CSDN:在這個過程中,無人機本身要對棉簽的溫度做一些什么運算或者說基于什么方式做判斷?
王可見:這個棉簽有兩個重點:1、要隨著機器移動;2、它在支架上是一定不可動的。棉簽綁在機器上,畫面能拍攝到這個棉簽,而這個棉簽的版本是有一個側(cè)面鏡的步驟,在側(cè)面經(jīng)的過程中選到了棉簽的點,系統(tǒng)會實時反饋那個點的溫度,它會不斷去反饋那個點的溫度,基于這點溫度作為修正的參考值。如果是普通的黑體,飛機無法飛起來、即使起飛后也會晃動,那黑體就發(fā)生了變化,就無法識別了。
當初處理黑體問題時,我們首先解決了結(jié)構(gòu)件的問題,也就是說解決「有什么結(jié)構(gòu)件能放在云臺上可固定」的問題。因為疫情期間,物流不是很方便,所以當時我們緊急讓負責結(jié)構(gòu)的同事做了結(jié)構(gòu)圖出來,并且是通過 3D 打印馬上可以打印出來,直接將圖紙發(fā)給用戶,讓他們自己打印出來使用,效率會高很多。
無人機配合棉花棒成品圖(側(cè)面)
無人機配合棉花棒成品圖(正面)
CSDN:棉簽分為木頭棒、塑料棒材質(zhì),還有棉花頭,這些會影響測溫的準確度嗎?
王可見:材質(zhì)溫差這方面倒還好。我們也有推薦的一套材質(zhì),因為測試時發(fā)現(xiàn) 10cm~15cm 這個長度距離的棉簽在畫面中所占據(jù)的區(qū)域會比較合適,棉簽粗細程度正好跟我們的結(jié)構(gòu)件比較吻合。對于材料方面,過去正常出產(chǎn)品我們不僅要實用還要好看,這次我們主要考慮便攜、快速、實用。
還有一個重點,測溫必須要有一個「收斂取值」的過程,在我們進行方案測試時發(fā)現(xiàn),校準的時候需要棉簽接觸額頭來進行測溫校正,如果當時環(huán)境風較大,或距離較遠時,可能會出現(xiàn)一些晃動,棉簽接觸額頭時就會有所偏差,會導致測溫誤差偏大。所以我們在這種場景中又增加了一個變焦功能,在接觸額頭時可以將畫面放大,可以更精準地接觸到人的額頭的區(qū)域,以此作為測溫校準的一個基礎(chǔ)值。
基于用戶的角度,為了避免用戶拿到無人機后再升級附件等繁瑣的工作,我們設(shè)計了一個特殊版本的 App,這個變焦功能在 App 里,用戶只需要安裝App 就不需要做針對性的升級了,節(jié)省用戶的時間。
工作人員操作測溫無人機遙控器
CSDN:棉簽大概占畫幅當中的多少位置?
王可見:很小,大概占畫幅幾十分之一。相當于在屏幕當中占了一小點,能保證每次能點上去,同時又不會遮擋太多畫幅。
CSDN:目前這套方案在哪里應用得較多?
王可見:因為這套方案有一定的學習成本,以代理測試、推動為主,所以具體數(shù)據(jù)目前還沒有回收,目前可見的信息顯示是上海使用得較多,包括在小區(qū)里測溫、高速路口應用等。
新聞報道上海某小區(qū)利用改裝后的御2行業(yè)雙光版無人機進行區(qū)民體溫監(jiān)測
御2行業(yè)雙光版無人機對返深大巴乘客開展測溫工作
無人機測溫
CSDN:目前除了個人消費者使用,無人機更多是什么單位或機構(gòu)使用較多?
王可見:其實除了御 Mavic2 行業(yè)版,還有一些大無人機也被公共安全機構(gòu)廣泛使用。M200系列大無人機是可以裝喊話器的,像大喇叭一樣。舉個例子,目前深圳交警就是直接用這款機器掛在喊話器,在高速路、收費點上,向要進入深圳的小車喊話,告訴他們要掃碼登記才能進入深圳。不同于收費點固定的喊話器,它可以一路飛到很遠的隊伍后面,告訴后面的車主提前掃碼,縮減他們進入深圳的時間和排隊的時間,這對于交通方面也是有非常大的幫助。
深圳交警無人機飛控手正在操作 經(jīng)緯M210RTK
帶著申報二維碼的無人機一路飛向隊伍后排,用搭載的喊話器通知司機提前申報
CSDN: 除了Mavic2行業(yè)雙光版之外,還有哪些機型應用到了本次的抗疫行動中?
王可見:悟系列、農(nóng)機T20、M200系列、M600、精靈系列等
CSDN:這次疫情是否催生出了新的無人機應用場景?你印象最深的有哪些?
王可見:出于應急考慮,針對已經(jīng)有我們御 2 行業(yè)雙光版無人機的用戶,大疆在測溫工作方法上做改進,讓無人機測溫更靠譜點。當然無人機測溫時,務必在無人機與被測者之間保持安全距離。雖然使用無人機測溫能在一定范圍內(nèi)做到疫情的防控,但最好采用專業(yè)醫(yī)療設(shè)備檢測以減小結(jié)果誤差,并作為主要判定依據(jù)。
總結(jié)
疫情就是命令,防控就是責任。除了保障安全與疫情防控外,還有交通、農(nóng)業(yè)、物流等等各個領(lǐng)域的問題需要解決。無人機無疑成為了打破地域空間束縛的一把鑰匙,如今還加入到了疫情防控測溫的行列當中,為安全防疫添磚加瓦。也幫助各行業(yè)從業(yè)者創(chuàng)新作業(yè)流程、部署安全生產(chǎn)帶來了新的可能。
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