Thiết bị bay không người lái phát hiện sớm các đám cháy rừng

Một nghiên cứu của Hệ thống thông tin cháy rừng châu Âu ( EFFIS) cho thấy, các đám cháy rừng gây ra khoảng 20% lượng khí thải CO2 toàn cầu. Chỉ riêng trong năm 2022, vụ cháy rừng ở Đức đã thiêu rụi gần 4.300 ha rừng, giải phóng khoảng 739.000 tấn CO2. Những đám cháy này gây ra thiệt hại lớn cho môi trường và nền kinh tế.

Một nhóm nghiên cứu từ FAU - một trong những trường đại học lớn và danh tiếng tại Đức – tìm cách giải quyết thách thức này bằng công nghệ drone, nhằm mục đích giảm thiểu tác động của cháy rừng. “Càng phát hiện sớm cháy rừng, đám cháy càng được kiểm soát nhanh hơn và do đó giảm thiểu thiệt hại xuống mức tối thiểu", Leon Seidel, thành viên của dự án nghiên cứu Evolonic – một công ty tham gia dự án, chia sẻ.

Phát triển thiết bị bay không người lái

Công ty Evolinic đã phát triển drone và hệ thống cảm biến để phát hiện cháy rừng từ năm 2018. Nhóm nghiên cứu đã chế tạo và thử nghiệm 4 mẫu drone (UAV) ở các giai đoạn phát triển khác nhau.

Một trong số drone này được trang bị đầy đủ hệ thống phát hiện và đã được sử dụng từ mùa hè năm 2023. “Drone này có tầm hoạt động khoảng 100 km và có thể ở trên không trong khoảng 60 phút” – Seidel thành viên của dự án nghiên cứu, nói. “Trong thời gian này, drone bay theo các lộ trình đã được định trước, được tối ưu hóa để bao phủ diện tích rừng lớn nhất có thể.” 

Drone được trang bị camera công nghiệp và ống kính do SVS-Vistek cung cấp, cùng với phần mềm AI do Evolonic phát triển. Máy ảnh chụp ảnh với tốc độ 15 khung hình mỗi giây, hệ thống AI phân tích để tìm dấu hiệu của khói hoặc lửa. “Để đạt yêu cầu thời gian phản ứng ngắn nhất cho các hoạt động chữa cháy và cứu hộ, một ứng dụng web có sẵn phải được thiết lập cho các trung tâm kiểm soát và dịch vụ khẩn cấp của cơ quan cứu hỏa, ứng dụng này hiển thị vị trí chính xác của đám cháy nghi ngờ cũng như các thông tin và hình ảnh có liên quan khác” - Seidel giải thích. 

Hệ thống giám sát tiên tiến được cập nhật

Khả năng phát hiện của drone có tính năng chính là hệ thống tầm nhìn chất lượng cao, được thực hiện bởi camera màu exo267CU3 USB3 Vision của SVS-Vistek. Máy ảnh này được trang bị độ phân giải 8,8 megapixel và cảm biến CMOS màn trập toàn cầu của Sony. Chỉ với 138 gr, nó đáp ứng các yêu cầu về trọng lượng nhẹ của drone mà không làm giảm hiệu suất. Tốc độ khung hình của máy ảnh cho phép nó chụp lên đến 32 khung hình mỗi giây.

Các mẫu trước đó phải đối mặt với những thử thách để đạt được chất lượng hình ảnh cao trong điều kiện ánh sáng khách nhau. Vấn đề này đã được giải quyết sau khi nhóm của Evolonic hợp tác với SVS-Vistek. “Sự kết hợp giữa máy ảnh và ống kính này là sự lựa chọn tối ưu cho cảm biến lớn và trọng lượng nhẹ, cũng như hỗ trợ phần mềm tốt bao gồm cả ARM64, kết nối dễ dàng với Nvidia Jetson” - Seidel cho biết.

Với hệ thống này, drone đã cho thấy tỉ lệ phát hiện sớm các nguồn lửa cao hơn so với các phiên bản trước đó. Chất lượng camera được nâng cao cũng giúp drone hoạt động hiệu quả trong các điều kiện ngoài trời khác nhau, chẳng hạn như ánh sáng và sự thay đổi nhiệt độ. 

Ưu điểm lớn của việc phát hiện cháy rừng dựa trên UAV so với các công nghệ này là độ chính xác bản địa hóa cao và phạm vi bao phủ các khu vực tương đối lớn với chi phí thấp.

Khí hậu biến đổi liên tục làm tăng nguy cơ cháy rừng, công nghệ máy bay không người lái hiện đại có thể trở thành một công cụ thiết yếu cho phòng cháy chữa cháy.