Тепловое излучение объектов не возможно увидеть с помощью человеческого глаза, однако уже давно созданы приборы, которые могут видеть данное излучение. По их принципу были созданы тепловизионные камеры видеонаблюдения.

Принцип действия тепловизионных приборов основывается на регистрации данных в обозримой части спектра путем фиксации различий температурных показателей между объектами и окружающей их средой.

Чем больше это различие, тем лучше обнаруживается создаваемое излучение, а значит и изображение с камер становится более ярким и контрастным.

Формирование изображения тепловой камерой осуществляется за счет отражения инфракрасных лучей от объекта в отличие от восприятия непосредственно теплового излучения тела, которое осуществляют тепловизоры.

Матрица тепловой камеры создана по технологии схожей с ПЗС аналоговой черно-белой камеры. Поэтому внешне, получаемое изображение довольно схоже. Однако, восприятие устройства находится в диапазоне излучения 3-14 мкм.

Ее чувствительность определяется количеством инфракрасного излучения, которое приходится на единицу площади.

Для монохромного изображения, которое она продуцирует характерно использование одного типа чувствительного элемента, в отличие от цветных матриц, которые должны использовать три типа элементов (желтый, красный, синий). Это дает возможность получения качественного теплового контура тела на расстоянии в несколько километров.

У тепловых камер есть существенные ограничения в функциональности. Матрица, настроенная на тепловое излучение не в состоянии дать изображение, которое может идентифицировать человека. Такие камеры используются исключительно для первичного обнаружения объекта.

Тепловизионные камеры получают изображение с разрешением 320×240 и 640×480. Этого вполне достаточно для обнаружения объекта величиной с человека на значительном (до нескольких километров) расстоянии.

Тепловизионная видеокамера в обязательном порядке оборудована «атермическим объективом» — это устройство, которое сохраняет определенную фокусировку при изменении температуры окружающей среды. Обычно, фокусное расстояние объектива является фиксированным, он не имеет моторизированных механизмов фокусировки, что делает его надежность в эксплуатации и доступным по стоимости.

Современные тепловые камеры легко интегрируется в другую систему видеонаблюдения так, как имеют внешний интерфейс, позволяющий подключаться к стандартным сетям питания и передачи видеоизображения.

Передача информации осуществляется по протоколу TCP/IP. Настройка параметров камеры может производиться как удалённо через интернет, так и при непосредственном подключение камеры к ПК.

Тепловизионные камеры целесообразно использовать в следующих ситуациях:

  • В качестве одного из элементов системы охраны частных или коммерческих объектов, на периметре контролируемой зоны и на открытых участках большой протяженности;
  • Для контроля местности покрытой густой растительностью;
  • Для контроля водных объектов;
  • Для контроля уровня жидкости в различных емкостях (чаще всего нефтяные цистерны);
  • В качестве детектора для сверхраннего определения возникновения очагов возгорания.

 

Тепловизионные камеры могут работать в более сложных условиях, чем камеры классических систем видеонаблюдения. Матрица таких камер отличается стойкостью к различным погодным факторам, дает возможность фиксировать изображения даже в полной темноте.

Правда данная матрица имеет небольшое разрешение, однако несмотря на это тепловизионные камеры отлично справляются с поставленными перед ними задачами значительно быстрее, чем альтернативные устройства.

При идентификации объектов тепловизионные камеры позволяют оценить параметры человека или габариты транспортного средства. Достаточно ограниченного числа признаков, чтобы идентифицировать объект.

Тепловизионные камеры лишены проблемы ложных срабатываний при изменении внешних условий, они не боятся встречных засветок, создаваемых отраженным светом или солнечными лучами, которые у обычных видеокамер могут резко ухудшить качество изображения или полностью ослепить устройство видеофиксации.

Принцип работы тепловизоров не требует использования осветительных приборов, ночью такие камеры отлично «видят», сами же камеры обнаружить очень сложно.

Тепловизионные камеры отличаются высокой точностью измерения температуры. Это существенно расширяет сферу использования устройств. К примеру во время пандемии короновируса значительно возрастала востребованность в таких камерах. Их устанавливают в общественных местах, на проходных, на входе в магазины и т.д.

Благодаря тепловизионным камерам можно дистанционно выявить повышенную температуру у людей и не допустить больных в места массово посещаемые людьми.

Большое применение нашли такие камеры и на производстве. С помощью тепловизионных устройств можно своевременно диагностировать оборудование, исключить вероятность возникновения поломки.

Термометрические камеры позволяют решить 2 задачи:

  • Измеряют отклонения температуры. Пользователь самостоятельно устанавливает температурный предел, при достижении которого будет отправлено тревожное сообщение. Это исключает вероятность повышенного износа установок, предотвратит возможное возникновение аварии.
  • Осуществляют точную термометрию. Не всегда необходимо отслеживать предельную температуру. В некоторых случаях нужно наблюдение за показателями на различных объектах в режиме реального времени. Имеется возможность определять конкретные точки или области, где будет постоянно регистрироваться температура.

Использование отдельных тепловизионных модулей в стандартном видеонаблюдении или комплексных специализированных систем тепловидения дает системе безопасности объекта существенные преимущества:

  1. Отсутствие дополнительного освещения. На контролируемом участке нет необходимости устанавливать дополнительные осветительные приборы видимого и инфракрасного спектра;
  2. Снижение количества ложных срабатываний. Тепловизионные камеры выдают изображение с большим тепловым контрастом, который значительно превосходит аналогичный параметр обычных видеокамер особенно в темное время суток. Такие изображения полностью пригодны для использования в современных программах видеоанализа, а оператору будет гораздо легче отличить тень от дерева или качающуюся ветку от силуэта нарушителя, который пытается проникнуть на охраняемую территорию.
  3. Аналитическая обработка теплового изображения. Использование программ аналитической обработки изображения значительно повышает эффективность тепловидения.
  4. Уменьшение нагрузки на диспетчера. Часть функции по опознанию нарушителей берёт на себя программно-аппаратный комплекс. При использовании тепловизионных камер нет необходимости в применении большого количества обычных видеокамер.
  5. Минимизация времени и затрат на монтаж кабельных сетей, а также уменьшение количества периферийного оборудования (свитчи), существенно упрощает систему и положительно сказывается на ее отказоустойчивости;
  6. Отсутствие эффекта встречной засветки. Для тепловизионных камер невозможно создать помехи ярким светом, направленным в объектив устройства. Прямой и отраженный солнечный свет, свет фар или сильного фонарика, которые могут сделать изображение, получаемое от обычных камер, мало различимым, на тепловизионные модули абсолютно не влияет;
  7. Устройство дает изображение с четким тепловым контуром, что значительно увеличивает дальность узнавания человеческой фигуры.

Тепловизионные технологии расширяют возможности систем видеонаблюдения и повышают уровень безопасности на объектах. Устройства невозможно обмануть методами, действенными для обычных камер. Единственное условие, которое способно ослепить тепловизор, это температура воздуха со значением, приближенным к температуре человеческого тела.