Global-Ohrana

Системы безопасности: необходимая и полезная информация, статьи, ссылки

Видеть сквозь препятствия Что могут технические системы охраны?

                        Видеть сквозь препятствия

Что могут технические системы охраны?

Тепловизор Thermal imager in the security

Современные тепловизоры обладают широкими возможностями. В темное время суток и в сложных атмосферных условиях они показывают самую высокую эффек­тивность в охранном видеонаблюдении. Там, где требуется действительно ночное видение, тепловизор зачастую оказывается лучшим решением с технической точки зрения. А совмещение его с видеокамерой делает ТВМ практически незаменимым средством системы охраны.

Новые достижения науки и техники приве­ли к появлению в составе технических средств охраны (ТСО) камер, способных рабо­тать в режиме прибора ночного видения (ПНВ). Все ПНВ (кроме тепловизионных) используют один и тот же принцип — фокуси­ровку и усиление света до уровня, различимо­го человеческим глазом. Основным недостат­ком таких систем является то, что они не спо­собны эффективно работать в условиях пол­ной темноты.

В этом случае ПНВ использует дополнительный источник освещения — инфракрасный или лазерный прожектор(ИК-подсветка). ИК-подсветка позволяет рас­ширить диапазон применения камер видеона­блюдения в ночном режиме. Но любые клас­сические приборы ночного видения будут практически бесполезными в туман, сильный дождь, при снегопаде. К тому же они не помо­гут рассмотреть объект, скажем человека, который скрыт за препятствием, например в кустах. Опять же, в классических камерах с возможностью ПНВ максимальная дальность наблюдения составляет не более нескольких сотен метров. Для случаев, когда охраняемая зона имеет большую дальность, разработаны тепловизионные камеры наблюдения, назы­ваемые тепловизионными модулями (ТВМ).

Важнейшие элементы тепловизоров

Современные модели ТВМ обладают высокой точностью и замечают изменения в поле зрения в пределах сотых долей °С. Они могут осуществ­лять эффективное видеонаблюдение в условиях тумана и дождя, а также способны засечь объ­ект, двигающийся в густых зарослях или кустах. Общая схема любого тепловизора выглядит достаточно просто (рис. 1).

системы охраны схема работы тепловизора

Для фокусировки ИК-излучения используют линзы из оптическо­го германия (рис. 2), прозрачного в области 2-15 мкм.

Linza

                                 Детектор

Вторым важнейшим элементом тепловизора является детектор, который может быть охлаждаемым и неохлаждаемым. Системы на детекторах первого типа обычно применяются в составе специализированных систем наблю­дения, например на боевых кораблях и верто­летах, в аэропортах и т.д. Неохлаждаемые детекторы используются гораздо чаще, в этой роли, как правило, выступает микроболометр (болометрический сенсор). Основным его эле­ментом является высокочувствительная полу­проводниковая пластинка, изменяющая свои характеристики электрического сопротивле­ния при колебаниях собственной температу­ры, которая, в свою очередь, зависит от коли­чества ИК-излучения, по падающего на поверхность сенсора.

Teplo_modul

Максимальное разрешение современных серийных ИК-камер, как правило, не превыша­ет 640х512 пкс. Далее сигналы микроболомет­ра необходимо преобразовывать в понятный человеку вид. Этим занимается электронно-­вычислительный блок (рис. 3).

Затем результа­ты обработки сигналов детектора подаются на видеовыход и могут отображаться на мониторе в цветном или монохромном виде. Для охран­ного видеонаблюдения в большинстве случаев используется второй вариант, поскольку он более контрастный и несет меньшую нагрузку на оператора (наблюдателя).
Известно, что в ряде случаев эффективность тепловизоров снижается. Они, например, не помогут увидеть что бы то ни было расположен­ное за стеклом, которое поглощает значитель­ную часть ИК-излучения. Решение нашлось в создании мультиспектральных систем наблю­дения. Благодаря наличию двух каналов суще­ственно увеличилась обнаружительная способ­ность в дневное и ночное время. Отдельный анализ видеоизображения дополняет тепловизионный.

Основные производители тепловизоров

FLIR Systems

Одним из лидеров данного сегмента является американская компания FLIR Systems. Теплови­зоры для различных применений — ее основная специализация. Что же касается охранного видеонаблюдения, то в этом направлении у компании имеется более двадцати различных моделей. Есть тепловые камеры с разрешением 640×480 пкс, а наиболее дорогие системы представляют собой роботизированную PTZ- систему с двумя камерами — тепловизионной и оптической. Это позволяет вести эффективное наблюдение круглые сутки. Примером такого решения являются устройства серии PT. Отдель­ная серия устройств FC-3xx T предназначена для контроля транспортных потоков. Это камеры внешней установки для всепогодного наблюде­ния с разрешением 320×240 пкс и фокусным расстоянием 9, 13 или 19 мм, для контроля дорожной обстановки в условиях нулевой осве­щенности.

Axis Communication

Компания Axis Communication имеет около десятка разновидностей тепловизионных камер — это модели серий Q1941-E/1942-E, Q2901-E, роботизированные Q8631-E/8632-E и Q8721- E/8722-E (последние совмещены в одном кор­пусе с оптической камерой). Особенностью Q2901-E является функция температурной сиг­нализации с возможностью точного дистан­ционного измерения в диапазоне от -40 °C до 550°C. В качестве сенсора здесь используется неохлаждаемый микроболометр с разрешаю­щей способностью 336×256 пкс.

Bosch Security Systems

Несколько интересных тепловизионных камер есть у компании Bosch Security Systems. Так, модель Dinion IP thermal 8000 обладает разре­шением 640×480 пкс и способна обнаруживать автомобили на расстоянии до 6 км. Она защи­щена в соответствии с IP66 и оснащена фирменным программным обеспечением (ПО) для видеоаналитики (Intelligent Video Analytics), может выдавать тревожные сообщения по событию (обнаружение объекта в кадре, пере­сечение им условной линии, вход в запретную зону и т.д.). Для обеспечения локальной записи поддерживаются карты памяти microSDHC емкостью до 32 Гбайт или microSDXC — до 2 Тбайт.

Mobotix

Имеются тепловизионные камеры и в предло­жениях немецкой компании Mobotix — это модели M15/M16 Thermal и S15 Thermal. Пер­вая совмещает в одном фиксированном корпу­се оптическую и тепловую камеру.

Dahua

Несколько десятков моделей тепловизоров для охранного видеонаблюдения предлагает китайская компания Dahua. Все изделия разделены на две группы — Pro (фиксированные и поворотные тепловизоры) и Ultra (системы, оснащенные двумя камерами — оптической и тепловой). Модель TPC-BF5300-T представляет собой типичную фиксированную камеру уличной уста­новки. Камера оснащена сенсором с разреше­нием 336×256 пкс, может работать в трех режи­мах и передавать видео по IP, в формате HDCVI или аналоговом виде, питается по PoE. Корпус камеры отвечает степени защиты IP66. Здесь также имеется слот для SD-карты объемом до 128 Мбайт. Модель может оснащаться объекти­вами с фокусным расстоянием 7,5, 13 или 19 мм. Камера роботизированная, оснащена функцией патрулирования и слежения за объ­ектами, попадающими в кадр. Тепловизор может оснащаться различными объективами, самый «дальнобойный»
(с фокусным расстояни­ем 150 мм), по данным производителя, способен заметить движение крупного объекта (2,3×2,3 м) в полной темноте на расстоянии 12 км.

Hikvision

Еще один китайский бренд на рынке систем видеонаблюдения (СВН) — компания Hikvision — предлагает около двадцати различных моделей тепловизоров, также разделенных на две группы по принципу разрешения теплового сенсора -640×512 и 384×288 пкс. Оба семейства вклю­чают в себя как фиксированные, так и роботизи­рованные камеры. Фиксированная модель DS-2TD2136-25, благодаря своему чувствитель­ному сенсору с разрешением 384×288 пкс, может обнаружить неподвижный или движу­щийся транспорт (с габаритами 4×1,4 м) на рас­стоянии свыше 2 км при угле обзора 11×15 град. Камера питается по PoE, имеет слот для установ­ки SD-карты (1 28 МБайт) и оснащена встроен­ным ПО для видеоаналитики, которое позволяет ей определять возгорание, нахождение посто­ронних на объекте, пересечение условных «крас­ных линий» и т.д. Кроме того, встроенная система безопасности подаст звуковой сигнал.

ОКБ «АСТРОН»

Среди российских производителей необходимо упомянуть компанию ОКБ «АСТРОН», которая с 2007 г. занимается разработкой и производ­ством ТВМ в системах ТСО. Мультиспектраль­ный модуль АСТРОН-3А работает в двух диапа­зонах излучения: видимом и дальнем ИК (7-14 мкм). В модуле, кроме тепловизионного, предусмотрен видеоканал с возможной дальностью видения и распознавания до 1000 м (в зависимости от применяемых объективов). Углы обзора видео- и тепловизионного канала идентичны, применение в камерах видимого диапазона низкоуровневых сенсоров позволяет использовать оптический канал при низком освещении (до 0,001 Лкс). Разрешение видео­канала составляет 1280×960, 720×576, разре­шение ИК-сенсора (болометр FPA) — 384×288, фокусное расстояние — 120, 100, 75, 60, 40 мм. Размер точки ИК-матрицы — 25 мкм.

Моду­ли различных моделей позволяют обнаружи­вать человека на разных расстояниях. Так, для модели АСТРОН-3А30/08 с фокусным расстоя­нием 30 мм и апертурой 0,8 это расстояние составляет 500 м, а для модели АСТРОН- 3А100/14 с фокусным расстоянием 100 мм и апертурой 1,4 — 2,5 км. Интеллектуальная ана­литика видео- и термоизображения способна распознавать тип объекта (человек, собака, предмет, поезд и т.д.) и определяет его размеры и скорость движения. Алгоритмы, при­меняемые в оптико-электронных системах охраны и наблюдения «АСТРОН», позволяют строить объемную 3D-модель тепловизионной сцены с учетом горизонта и проекции и осу­ществлять классификацию и селекцию наблю­даемых событий по широкому набору различ­ных факторов.

Сегодня существует большое число различных серийных ТВМ — они есть у многих мировых производителей. Характеристики всех упомяну­тых видов ТВМ сведены в сравнительную таб­лицу.

Таблица. Характеристики тепловизионных модулей

Произво­дительМодель*Детектор
движе­ния
Разреше­ние,
пикс
Детекция чело­века (О/Р/И)**, м max (в идеаль­ных условиях)Детекция авто­мобиля (О/Р/ И)*, м max (в идеальных условиях)Наличие
видео­
канала
Наличие
интеллек­туальной встроен­ной анали­тики
FLIRLC -X336×256О: 570O:1550
PT-602 CZ640×4809200/2900/120015000/6000/3300+
DahuaTPCBF5300-T (f объектива 19 мм)336×256600/150/701500/400/200
TPC-PT8620C
(f объектива 150 мм)
640×5124000/1100/50012000/3300/1700+
BoschDinion IP thermal 8000+640×480О:3900О: 5850
VOT-320 320×240н/дн/д
HikvisionDS-2TD2136-25+384×288735/184/922255/564/282
 DS-2TD6160-75/KM+640×5122200/750/2756765/1700/850+
AxisQ1942-E
(f объектива 60 мм)
640×4802000/500/2506200/1500/770
MobotixS15 Dual Thermal336×252н/дн/д
АСТРОНАСТРОН-3А+640×4803000/1000/
400 ***
9000/2000/
1000 ***
++
АСТРОН-Ю640
(f объектива 50 мм)
+640×4801470/500/350***5000/1300/600 ***+

Явление внешнего фотоэффекта — основа первой ТСО

В основе первой ТСО лежало явление внешнего фотоэффекта. Открыл это явление Генрих Герц
Первое упоминание о создании устройства технических средств охраны (ТСО) относится к 1928 г., когда для разви­тия звукового кино концерны Siemens & Halske и AEG орга­низовали компанию Klangfilm GmbH. Тогда же, в 1928 г., старейший банк Германии — Berenberg Bank (Joh. Beren- berg, Gossler & Co. KG) — обратился в компанию Siemens с просьбой оборудовать все его филиалы охранной сигна­лизацией.

В основе первой ТСО лежало явление внешнего фото­эффекта, открытое Г. Герцем и описанное А. Столетовым. В своих опытах Столетов использовал наполненный газом стеклянный баллон с расположенными в нем двумя элек­тродами, который позже стал называться газонаполненным фотоэлементом. Электроны, вылетающие из катода, стал­киваясь с атомами газа, могут ионизировать их. В резуль­тате таких столкновений возрастает число электронов, попадающих на анод, и сила тока увеличивается. Когда на катод фотоэлемента падают световые лучи, через прибор идет ток. Фотоэлемент может приводить в действие реле — автоматический выключатель тока.

Из истории

Данный газонаполнен­ный фотоэлемент с внешним фотоэффектом нашел доста­точно широкое применение и производился с начала 20-х гг. прошлого века фирмой Radiovisor и компаниями Westing- house Electric Company и General Electric.В середине 20-х гг. британская компания Radiovisor и германская Siemens & Halske практически одновремен­но предложили серийный образец охранной сигнали­зации на основе инфракрасных лучевых систем, пред­назначенной для контроля помещений. Принципиаль­ная схема работы данной сигнализации базировалась на размещении в охраняемом помещении лампы с фильтром, испускающей инфракрасные (940 мкм) лучи. На противоположном конце пучка света устанавливал­ся фотоэлектрический приемник — цезиевый элемент.

При прерывании луча нарушителем, зашедшим в поме­щение, прекращается подача тока на фотоэлемент, в результате чего срабатывает звуковая сигнализация. Данная система охранной сигнализации нашла широкое применение в Западной Европе, Великобритании и США с начала 30-х гг. прошлого века — например, компания из ЮАР De Beers уже в 1932 г. начала применять на своих складах оптические лучевые инфракрасные сиг­нализаторы британской компании Radiovisor. Примеча­тельно, что аналогичная система ТСО была впослед­ствии установлена в здании личной резиденции Гитлера «Бергхоф».

Первые оптические лучевые инфракрасные сигнализаторы, кроме очевидных преимуществ, имели и большие недостат­ки: например, давали ложные срабатывания при сильном снегопаде, тумане, дожде и ветре.

Источник:  www.secuteck.ru

Автор

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Global-Ohrana © 2018