В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Получение видимого изображения объектов по их собственному тепловому (инфракрасному) излучению обеспечивают тепловизоры, которые сейчас активно внедряются в системы наблюдения для безопасности. Это обусловлено прежде всего существенным (более чем в 10 раз) снижением стоимости подобного оборудования в последние годы.
Естественно, расширение применимости практически спецтехники сопровождается обилием мифов и беспочвенных рекламных обещаний. К тому же многие годы в теленаблюдении применяются камеры с некоторой чувствительностью в ближнем ИК-диапазоне (длина волны до 1000 нм или 1 мкм). Сейчас они снабжаются ИК-осветителями на светодиодах и обычно называются ИК-камерами. Уже встречаются публикации и заявления, что такие камеры используют собственное излучение объектов и работают в полной темноте на любой дальности. Или они, как и тепловизоры, успешно работают при дымке, тумане и даже дожде, вместе с тем эти факторы незначительно ослабевают только для тепловизоров длинноволнового диапазона 8–14 мкм.
До последнего времени тепловизоры в основном применялись как научный и технологический инструмент для выявления локального нагрева деталей оборудования, утечек тепла на строительных объектах, в медицинских, геологических, биологических исследованиях и т.п. На фото 1 и 2 приведены примеры выявления нагретого неисправного электрического автомата и контроль потерь тепла в жилом доме.
Разумеется, подобное мощное средство не осталось без внимания военных. Это прежде всего обнаружение замаскированных людей и нагретой техники. На фото 3 приведены два кадра одного и того же объекта, полученные с помощью видеокамеры и тепловизора.
В случае обнаружения важно само изображение, без регистрации распределения реальных температур. Многие тепловизоры, особенно измерительного типа, обеспечивают "цветное" изображение или скорее раскрашенное. В данном случае это изображение в условных цветах, где каждому цвету соответствует конкретная температура.
Для тепловидения используются два спектральных диапазона: 3,5–5,5 и 7,5–12 мкм. Это вызвано наличием в атмосфере "окон прозрачности", где минимально селективное поглощение инфракрасного излучения углекислым газом и парами воды, а в первом (среднем) диапазоне еще и метана, всегда присутствующих в составе атмосферы.
Длинные волны
Тепловизоры, работающие с длинноволновым излучением LWIR (8–14 мкм), наиболее оптимальны для наблюдения объектов, имеющих "нормальную" температуру, близкую к температуре окружающей среды. Их высокая чувствительность и более адекватное отображение реальной температуры обусловлены нахождением в этом диапазоне максимумов излучательной способности объектов, имеющих температуру от 0 до 100 °C (10,6–7,8 мкм).
Средние волны
Тепловизоры среднего диапазона MWIR (3–5 мкм) ориентированы на излучение объектов с температурой от 300 до 960 °C (например, раскаленный слиток металла или разогретая деталь электрощита). Но поскольку спектр излучения широкий, с помощью таких тепловизоров плоховато, но видно и человека с его 36,6 °C. Именно поэтому у данных устройств ниже чувствительность, они работают не на максимумах спектральной плотности. По объектам с нормальной температурой тепловизоры MWIR работают несколько хуже – такие объекты имеют значительно меньшую излучательную способность в спектральном диапазоне 3–5 мкм, и приборам не хватает чувствительности.
Не все рекламируемые достоинства тепловидения, такие как "экстремальная дальность видения даже через препятствия" и с какой-то стати "более высокий, чем у телекамеры контраст", являются реальностью. Но такое достоинство, как уверенное обнаружение более нагретого, чем фон, объекта в полной темноте, является безусловным.
Вместе с тем тепловидение в системах наблюдения для безопасности можно рассматривать только как эффективное средство обнаружения, но весьма специальное и дополнительное для целей контроля общей обстановки, распознавания и тем более идентификации объектов. Примерно такое же, как радиолокация, рентгеноскопия или террагерцовое видение. Это объясняется единственной причиной. Получаемые изображения не идентичны визуальным впечатлениям и требуют интерпретации, обучения и тренировки наблюдателя. Видеоизображение же предполагает максимальную идентичность визуальному опыту. Причем для распознавания и идентификации можно не быть специалистом. Как говорит один из наших коллег, "уже двухлетний карапуз однозначно отличает кошку от собаки, а среди других кошек – свою".
Ограничения ИК-камер Есть опасность, что под давлением рекламы впереди большой коммерческий успех тепловизионного наблюдения. Причем в чисто сублимированном виде – без телекамер, которые замечательно дополнил бы тепловизор. Это так же парадоксально, как убежденность некоторых пользователей о большей эффективности наблюдения с ИК-подсветкой. И это несмотря на то, что:
Короче говоря, ИК-камеры, кроме скрытности и отсутствия ослепления, имеют на поверку не так много достоинств. А тепловизор может такое, чего не может камера, но узнать автомобиль по изображению двигателя, трансмиссии и выхлопной трубы обычному наблюдателю будет нелегко.
Функциональные возможности и особенности тепловизоров и ИК-камер определяют их применение. Для каждого случая следует рассматривать отдельно – где и когда использование тех или иных устройств оправдано и необходимо.
Тепловизоры
1. Обнаружение аномально нагретых объектов и деталей оборудования. Например, перегрев электронных элементов на платах, детали энергооборудования, перегрев подшипников, потери тепла в зданиях и сооружениях и т.п.
2. Обнаружение людей и нагретой техники в полной темноте или при малоконтрастном видеоизображении от использования маскировки и камуфляжа.
ИК-камеры
Скрытое видеонаблюдение в ночных условиях и при невозможности применения искусственного освещения. Изображение черно-белое с несколько искаженным контрастом.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #4, 2013
Посещений: 10482
Автор
| |||
В рубрику "Видеонаблюдение (CCTV)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
