Výhledově infračervené - Forward-looking infrared
Progresivní infračervené kamery ( FLIR ), obvykle používané ve vojenských a civilních letadlech, používají termografickou kameru, která snímá infračervené záření .
Senzory instalované v infračervených kamerách směřujících dopředu, stejně jako v jiných termovizních kamerách, používají detekci infračerveného záření, obvykle vysílaného ze zdroje tepla ( tepelné záření ), k vytvoření obrazu sestaveného pro video výstup.
Lze je použít k pomoci pilotům a řidičům řídit jejich vozidla v noci a v mlze nebo k detekci teplých předmětů na chladnějším pozadí. Vlnové délky infračerveného že termovizní kamery detekovat je 3 až 12 um a se liší podstatně od toho noční vidění , která působí v oblasti viditelného světla a blízké infračervené rozmezí (0,4 až 1,0 um).
Design
Infračervené světlo spadá do dvou základních rozsahů: dlouhovlnných a středovlnných . Dlouhovlnné infračervené (LWIR) kamery, někdy nazývané také „vzdálené infračervené“, pracují na 8 až 12 μm a mohou vidět zdroje tepla, jako jsou horké části motoru nebo teplo lidského těla , vzdálené několik kilometrů. Sledování na delší vzdálenosti je s LWIR obtížnější, protože infračervené světlo je absorbováno , rozptylováno a lámáno vzduchem a vodní párou.
Některé dlouhovlnné kamery vyžadují, aby byl jejich detektor kryogenicky chlazen, obvykle několik minut před použitím, ačkoli některé středně citlivé infračervené kamery to nevyžadují. Mnoho termokamer, včetně některých infračervených kamer směřujících dopředu (například některé systémy LWIR Enhanced Vision Systems (EVS)), je také nechlazených.
Kamery se středními vlnami (MWIR) pracují v rozsahu 3–5 μm. Ty mohou vidět téměř stejně dobře, protože tyto frekvence jsou méně ovlivněny absorpcí vodní páry, ale obecně vyžadují dražší pole senzorů spolu s kryogenním chlazením.
Mnoho kamerových systémů používá ke zlepšení kvality obrazu digitální zpracování obrazu. Pole senzorů infračerveného zobrazování mají často velmi nekonzistentní citlivost od pixelu k pixelu kvůli omezením ve výrobním procesu. Aby se to napravilo, je odezva každého pixelu měřena ve výrobě a transformace, nejčastěji lineární, mapuje měřený vstupní signál na výstupní úroveň.
Některé společnosti nabízejí pokročilé „fúzní“ technologie, které spojují obraz viditelného spektra s obrazem v infračerveném spektru a vytvářejí lepší výsledky než samotný obraz s jedním spektrem.
Vlastnosti
Termovizní kamery, jako je Raytheon AN/AAQ-26 , se používají v celé řadě aplikací, včetně námořních plavidel , letadel s pevnými křídly , helikoptér a obrněných bojových vozidel .
Ve válce mají oproti jiným zobrazovacím technologiím tři výrazné výhody:
- Samotný zobrazovač je pro nepřítele téměř nemožné detekovat, protože detekuje energii vyzařovanou z cíle, nikoli vysílá energii, která se od cíle odráží, jako u radaru nebo sonaru .
- Vidí záření v infračerveném spektru, které je obtížné maskovat .
- Tyto kamerové systémy dokážou vidět skrz kouř, mlhu, opar a další atmosférické temnoty lépe než kamera s viditelným světlem .
Etymologie
Pojem „dopředu hledící“ se používá k rozlišení pevných dopředu hledících termovizních systémů od infračervených systémů s bočním sledováním, známých také jako „ tlačné koště “, a dalších termovizních systémů, jako jsou kardanové zobrazovací systémy, ruční zobrazovací systémy a podobně. Na letadlech a satelitech se obvykle používaly systémy Pushbroom.
Boční sledovací zobrazovače obvykle zahrnují jednorozměrné (1D) pole pixelů, které využívá pohyb letadla nebo satelitu k posunutí pohledu na 1D pole po zemi k vytvoření 2D obrazu v průběhu času. Takové systémy nelze použít pro zobrazování v reálném čase a musí vypadat kolmo na směr jízdy.
Dějiny
V roce 1956 zahájila společnost Texas Instruments výzkum infračervené technologie, který vedl k několika zakázkám na řádkové skenery a s přidáním druhého skenovacího zrcadla v roce 1963 vynalezl první infračervenou kameru s výhledem do budoucnosti a výroba začala v roce 1966. V roce 1972 TI vynalezl koncept společného modulu, což výrazně snižuje náklady a umožňuje opětovné použití běžných komponent.
Využití
- Detekce a sledování dopravního videa
-
Dohled a/nebo odchyt savců
- např. Detekce nelegálních přistěhovalců ukrytých v nákladních automobilech/kamionech
- Varování řidičů před náhlými překážkami na silnici způsobenými jeleny
- Umístění pomocí kouře a/nebo mlhy
- Pátrací a záchranné operace po pohřešovaných osobách, zejména v lesnatých oblastech nebo ve vodě
- Získávání a sledování cílů vojenskými nebo civilními letadly
- Monitorování teploty povodí a monitorování stanovišť divoké zvěře
- Detekce ztráty nebo spotřeby energie nebo vad
izolace
- např. mapování úrovně izolace (potrubí, stěny, spoje atd.) za účelem snížení spotřeby energie HVAC
- Kontrola kvality zejména elektrických instalací (obrázek může odhalit, zda je zatížení vyšší, než se očekávalo, nebo ukázat špatné a potenciálně vadné spoje)
- Hledejte drogové laboratoře a/nebo výrobce vnitřního konopí (zejména v noci)
- Řízení letadel za podmínek nízké viditelnosti ( IMC )
- Identifikujte zdroje vznícení v průběhu boje proti požárům operací
- Monitorování aktivních sopek
- Detekce vadných nebo přehřívajících se elektrických spojů, spojů a součástí
- Noční jízda
- Identifikace nebo vizuální získání nepřátelského brnění v tancích
Náklady
Náklady na termovizní zařízení obecně dramaticky klesly poté, co byly pro komerční, průmyslové a vojenské aplikace navrženy a vyrobeny levné přenosné a pevné infračervené detektory a systémy založené na mikroelektromechanické technologii . Také starší designy kamer používaly pro skenování obrazu na malý senzor rotující zrcátka. Modernější fotoaparáty již tuto metodu nepoužívají; zjednodušení pomáhá snižovat náklady. Nechlazená technologie dostupná v mnoha produktech EDS snížila náklady na zlomky ceny starších chlazených technologií s podobným výkonem. EVS se rychle stává hlavním proudem u mnoha operátorů s pevnými křídly a rotačními křídly od letadel Cirrus a Cessna až po velká obchodní letadla.
Policejní akce
V roce 2001 rozhodl Nejvyšší soud Spojených států ve věci Kyllo v. Spojené státy, že sledování soukromého majetku (zdánlivě k detekci světel s vysokou produkcí emisí používaných v tajném chovu konopí) pomocí termovizních kamer bez povolení k prohlídce ze strany orgánů činných v trestním řízení porušuje ustanovení čtvrtého dodatku. ochrana před bezdůvodným hledáním a zabavováním.
V rozsudku R. v. Tessling z roku 2004 Nejvyšší soud Kanady určil, že použití vzdušného FLIR při sledování policií bylo povoleno, aniž by byl vyžadován příkaz k domovní prohlídce. Soud rozhodl, že obecná povaha údajů shromážděných společností FLIR neodhalila osobní údaje cestujících, a proto neporušovala práva podle článku 8 Tesslingu, která jí přiznává Listina práv a svobod (1982). Ian Binnie odlišil kanadské právo, pokud jde o rozsudek Kyllo, tím, že souhlasil s menšinou Kyllo, že veřejní činitelé by neměli odvracet své smysly nebo své zařízení od detekce emisí ve veřejném vlastnictví, jako je nadměrné teplo, stopy kouře, podezřelé pachy plyny bez zápachu, částice ve vzduchu nebo radioaktivní emise, z nichž kterékoli by mohly identifikovat nebezpečí pro komunitu.
V červnu 2014 se kanadský národní program pro letecký dohled DHC-8M-100 s infračervenými senzory podílel na pátrání po Justinovi Bourqueovi , uprchlíkovi, který v Monctonu zabil tři členy Královské kanadské jízdní policie . Posádka letadla použila svou pokročilou kameru snímající teplo, aby o půlnoci objevila Bourqueův tepelný podpis v hlubokých křovinách.
V průběhu roku 2015 Baltimore protestů se FBI provedla 10 vzdušných kontrolní mise v období od 29. dubna do 3. května, který zahrnoval „infračervené a denní barvy, full-motion FLIR videa důkazy“ kolekci, podle mluvčí FBI Christopher Allen. Ke sběru dat v noci byl použit vícesenzorový kamerový systém FLIR Talon vybavený infračerveným laserovým ukazovátkem (které je pro běžné pozorovatele neviditelné). American Civil Liberties Union vyjádřil obavy nad tím, že nová technologie dohled je realizován bez soudního vedení a veřejné diskuse. Podle Nathana Wesslera, zmocněnce ACLU, „je to dynamika, kterou vidíme znovu a znovu, pokud jde o pokroky v dohledu. V době, kdy uniknou detaily, jsou programy pevně zakořeněny a je téměř nemožné je vrátit zpět - a velmi těžké zavést omezení a dohled. “