Тепловизионные камеры видеонаблюдения — 7 убойных преимуществ

Вступление

Когда я только приступил к подготовке этого обзора, мне сразу вспомнился один из моих любимых фильмов - Терминатор 2, вернее не фильм целиком, а маленький кусочек в котором Терминатор, Сара Конор и Джон едут в автомобиле в полной темноте с выключенными фарами.  И удивленный Джон с с детской непосредственностью спрашивает Терминатора - видит ли он что-нибудь.  А терминатор с непосредственностью терминатора, отвечает, что он видит всё. И далее на экране мы видим изображение того что видит терминатор, что очень похоже на те изображения которые дает тепловизор.
Еще недавно это казалось фантастикой, а сегодня если ваш охранник вдруг вам ответит, что он видит всё в полной темноте, не думайте что он пересмотрел Терминатор 2, просто видимо на этом объекте уже внедрены тепловизионные камеры видеонаблюдения.

Совсем немного теории

Все объекты с температурой выше абсолютного нуля (-273 ℃) являются источниками теплового излучения. Невидимый для человеческого глаза, данный тип излучения может быть зафиксирован с помощью специальных устройств - тепловизоров.

Именно эти устройства легли в основу тепловизионных камер видеонаблюдения, способных работать как самостоятельная автономная система, так и быть частью классической системы видеонаблюдения.

Тепловизионные камеры фиксируют изображение в видимой части спектра путем определения разницы температуры объекта и окружающей среды.

Чем выше температура объекта тем интенсивнее будет излучение. Чем больше разница температур разных объектов, тем ярче и контрастнее будут изображения.

На рисунке показано как в зависимости от температуры меняются длины волн.

Преимущества тепловизионных камер

1) Работа в полной темноте
Тепловизоры способны эффективно работать в значительно более сложных условиях по сравнению с обычными камерами видеонаблюдения. Матрица устойчива к самым сложным погодным условиям и способно работать в полной темноте.

2) Работа в сложных условиях
Дым, туман, снег, дождь, песчаные бури, буйная растительность - не смотря ни на какие сложности система на базе тепловизионного оборудования является надежным и эффективным решением для круглосуточного видеонаблюдения.

Изображение с обычной камеры и с тепловизионной в условиях тумана

3) Гигантские дистанции обнаружения
Перед классическими системами видеонаблюдения традиционно может ставиться три задачи - Обнаружение, распознавание, идентификация.

В зависимости от модели дистанции могут достигать:

Для человека
Обнаружение - до 1500 метров
Распознавание - до 400 метров
Идентификация - до 190 метров

Для автомобиля
Обнаружение - до 5000 метров
Распознавание - до 1500 метров
Идентификация - до 600 метров
Тепловизоры несмотря на маленькие разрешения их матриц с этими традиционными для систем видеонаблюдения целями исправляются гораздо более эффективно.

Слева обычная IP камера, справа тепловизионная

Применительно к тепловизионным камерам видеонаблюдения первые две задачи определяются ровно также как и в классическом.
Обнаружение — процесс фиксации появления объекта.
Распознавание — это тот случай когда вы уже можете классифицировать объект, например определить человек это или машина.
Под идентификацией в тепловизионных камерах видеонаблюдения подразумевается возможность оценить например рост человека или размер автомобиля. То есть для тепловизоров доступно ограниченное количество идентификационных признаков. 

4) Снижение ложных тревог
Особенностью использования детектора движения в традиционных камерах видеонаблюдения является большое количество ложных срабатываний. Это  и снег дождь ветки деревьев приходящие в движение от ветра, или пластиковый пакет  или листва которые в движение тоже приходит ветер.
Всё это ложное срабатывание отсечь которые в традиционных системах видеонаблюдения практически невозможно.
Тепловизионные камеры видеонаблюдения лишены этого недостатка. Количество ложных тревог сильно сокращается равно как и нагрузка на персонал который так или иначе должен обрабатывать тревожные сообщения.

5) Отсутствие проблем с встречной засветкой
Ахиллесова пята классических систем видеонаблюдения это встречная засветка. Наиболее  распространенный вид встречной засветки это засветка лучами солнца, в зависимости от местоположения солнечные лучи могут как значительно ухудшать качество изображения, так и полностью ослеплять камеру.
И если с незначительной встречной засветкой современные камеры могут достаточно эффективно справляться. То интенсивная засветка это проблема. Кстати говоря, об этом знают в том числе и злоумышленники  активно использует этот прием, для того чтобы временно  вывести из строя  отдельные камеры. Тепловизионные камеры видеонаблюдения полностью лишены этого недостатка.
На видео примере обратите внимание на видимость передвигающихся за автомобилем людей, и то что называется почувствуйте разницу.

Видео — сравнение влияния завсетки фарами автомобиля на IP камеру и Тепловизионную камеру

6) Высокая точность детекции
Встроенные смарт функции такие как фиксация вторжения в заданную зону и пересечение линии позволяют автоматически отправлять тревожные сигналы, а также автоматически настраивать поворот и зум, для получения более детальной информации на необходимом участке, данные решения наиболее эффективно использовать для охраны периметра.

Видео — работа детектора при пересечении линии и при входе и выходе их виртуальной зоны

7) Скрытое расположение
Обычные камеры видеонаблюдения работающие в условиях темноты всегда дополняются мощными источниками света — инфракрасными или обычными. Естественно такие источники света явно указывают на место расположение камеры.

Тепловизоры не используют никаких источников света, а соответственно их месторасположение в полной темноте абсолютно невозможно обнаружить.

Сферы применения

Преимущества тепловизионных камер видеонаблюдения заключаются в том что они могут работать в одном программном обеспечение с обычными IP камерами видеонаблюдения.

Охрана периметра
Предотвращение проникновения на стратегически важные участки
Быстрый видео захват цели и срабатывание сигнализации даже в полной темноте и неблагоприятных условиях таких как дождь снег пыль задымление

Предотвращение пожаров
Обычно с оповещением о возгорании прекрасно справляется пожарная сигнализация но только тогда когда речь идет о помещениях.
Как вы понимаете современные крупные промышленные предприятия это в том числе и очень приличные площади находящиеся под открытым небом.  В том числе такие площади очень часто могут использоваться для хранения товарно-материальных ценностей.
Или это могут быть строительные объекты ещё не введенные в эксплуатацию, а значит на них тоже как правило не может применяться классическая пожарная сигнализация.
Ну и конечно природные пожары лесные или торфяные достаточно распространенное явление в том числе и в наших широтах.

Тепловизионные камеры видеонаблюдения при возгорании автоматически фиксирует отклонение температурного диапазона и автоматически отправляется тревожный сигнал на монитор охранника или мобильный телефон ответственного лица.

Измерение температуры оборудования

Высокая точность измерения температуры которую в состоянии обеспечить тепловизионные камеры видеонаблюдения Позволяет очень широкого их использовать на производстве для фиксации изменения температуры оборудования.  Изменение температуры оборудования как правило явно сигнализирует о неисправности.  С помощью тепловизионных камер видеонаблюдения это можно вовремя диагностировать и не допустить поломки.

Для использования тепловизионных камер видеонаблюдения в промышленности производители выделяют отдельные класс термометрического оборудования.

Термометрическое оборудование позволяет решать две большие задачи температурные отклонения, и так называемая точная термометрия

Температурные отклонения
Позволяет задать точную температуру при превышении которой вам будет выдана тревожное сообщение Программное обеспечение позволяет задавать критическое значение температуры при превышении которого система отправляют тревожный сигнал. Своевременное реагирование на который позволяет избежать повышенного износа оборудования и предотвращает аварии. 

Точная термометрия
Далеко не всегда требуется отслеживать критическую температуру и выдавать при этом тревожное сообщение во многих случаях необходимо наблюдать температуру разных объектов в режиме онлайн. Именно для этого используется точная термометрия.

Позволяет на кадрах получаемым с тепловизора задавать точки или области где будет отражаться точная температура которая будет фиксироваться тепловизором в этих точках или в этой области.

Матрица

На данный момент на рынке систем видеонаблюдения наибольшую востребованность получили матрицы  поддерживающих разрешения

Тепловизионные камеры видеонаблюдения с разрешением 160 х 128 — цена от 176 884 рублей
Тепловизионные камеры видеонаблюдения с разрешением 336 х 256 — цена от 445 379 рублей
Тепловизионные камеры видеонаблюдения с разрешением 352 х 288 — цена от 293 063 рублей
Тепловизионные камеры видеонаблюдения с разрешением 720 х 576 — цена от 239 780 рублей

Сравнение IP-камеры с ИК подсветкой и тепловизионной камеры видеонаблюдения

В обсуждении преимуществ тепловизора достаточно часто всплывает вопрос сравнения возможностей IP-камеры с ИК подсветкой и тепловизионных. Что в общем то неудивительно учитывая колоссальную разницу в цене.

IP-камеры с ИК подсветкой — цена от 1 300 рублей
Тепловизионные камеры — цена от 239 780 рублей

Но разница в возможностях не менее колоссальная.

Недостатки IP-камеры с ИК подсветкой
Первый и самый колоссальный недостаток это дальность обнаружения, у тепловизионных камер дистанция обнаружение человека - до 1500 метров.

У большинства IP-камер с ИК подсветкой дальность ИК подсветки в среднем 20-50 метров.

Но и такой дальности в большинстве случаев удается достигнуть за счет применения коллиматорной линзы. Поэтому для ИК подсветки, важнейшим показателем является угол освещения, чем больше угол тем меньше дальность.

Есть еще один специфический момент в который вы должны понимать используя камеры со встроенной ИК подсветкой, вы всего скорее превратитесь в заправского арахнолога.


ИК подсветка это свет и тепло, и то и другое как известно привлекает разнообразных насекомых, а где насекомые там и пауки, проблема борьбы с паутиной одна достаточно часто обсуждается на форумах “опытных” монтажников.

И единственный правильный способ борьбы, это применение камеры без встроенной ИК подсветки и отдельно стоящего ИК прожектора. Но даже у самых мощных ИК прожекторов дальность ограничена.

Всех подобных недостатков, лишены тепловизионные камеры, все что видит такая камера будет равномерно освещено, и никакой паутины конечно тоже не будет.


Ну и вишенкой на торт недостатков IP-камер с ИК подсветкой по сравнению с тепловизионными камерами видеонаблюдения - будет невозможность обнаружить что бы то ни было в условиях - снега, дождя, дыма, тумана, встречной засветки, как естественной солнцем, так и искусственной например с помощью фонаря). Для тепловизоров все эти не проблема вообще.

Маскировка от тепловизионных камер

Распространенное заблуждение, берущее свое начала со ставшего классическим фильмом Хищник, с Арнольдом Шварценеггером в главной роли. Герой Арнольда становится невидимым для тепловизионного зрения Хищника обмазавшись грязью.

На практике грязь моментально прогреется и будет прекрасно видна в тепловизоре. Но даже если предположить, что человек будет в скафандре из теплоизоляционного материала, предположить, потому что на данный момент таких не существует, такой скафандр все равно будет пропускать некоторое количество тепла, на данный момент почти не существует материалов не пропускающих тепловое излучение. А значит будет обнаружен.

Есть только два материала которые не пропускают тепловое излучение - это стекло и вода. И оба не подойдут для создания скафандра.

Любая другая маскировка лишь снизит контрастность изображения, но не приведет к отсутствию видимости объекта тепловизором.

Стать невидимым для тепловизора
Есть единственная возможность стать невидимым для тепловизора и то, с некоторыми оговорками, как известно температура тела человека 36,6 градусов цельсия, также известно, что температура окружающей среды вполне может достигнуть такого же значения. В теории это означало бы невидимость, т.е. неотличимость температуры объекта и окружающей среды.

На практике, температура тела человека отличается в зависимости от части тела, равно как и неоднородна температура объектов окружающей среды. Именно за счет такой неоднородности температуры тела человека, и зрительно оператором, и с помощью детектора движения, человек будет обнаружен. Однако, дистанция обнаружения уменьшится, за счет уменьшения контрастности изображения человека.

Вывод - все таки для особо важных объектов рекомендуется использовать одновременно с тепловизионной обыкновенную IP-камеру.

Могут ли тепловизоры видеть сквозь стены?
Нет не могут, если за стеной находится источник тепла то он, будет нагревать стену и вы сможете фиксировать изменение температуры стены.

Могут ли тепловизоры видеть через одежду?
Тоже нет, тепловизоры, как и в предыдущем ответе, будут видеть именно одежду нагретую телом и излучающей собственное тепловое излучение.

Можно ли как то ослепить тепловизор?
Выше я уже писал, что и показывал видео пример того что тепловизоры не чувствительны, к ослеплению светом фар автомобиля, равно как и любым другим источником света в видимом спектре.

В теории, ослепить тепловизор может мощный источник тепла, но с учетом того что открытый огонь имеет температуру около 1000 градусов цельсия, и именно для обнаружения огня часто применяют тепловизоры, и даже намека на ослепление нет. Значит источник тепла должен обладать кратно большей температурой для ослепления тепловизора, из известных мне источников, таким могла бы выступить термоядерная бомба. В общем, вы поняли, на практике ослепить тепловизор нельзя.

Монтаж тепловизионных камер видеонаблюдения

Тепловизионные камеры обладают несколько большими размерами по сравнению с классическими поэтому сборка и монтаж  несколько усложненные, но в общем-то опытных монтажников не вызывают никаких проблем.

Видео — сборка тепловизионных камер

Для всех тех кто хочет изучить тему в самых мелких деталях - двух часовой видео вебинар от инженеров компании HikVision

А для тех кто хочет изучить тему в самых мелких деталях, но не обладает двумя часами свободного времени, наш раздел контакты, позвоните или напишите нам, у всех наших инженеров черный пояс по проектированию тепловизионных систем видеонаблюдения.

Ну, и самое важное — ваше мнение

Ничто так сильно не мотивирует меня писать новые статьи как ваша оценка, если оценка хорошая я пилю статьи дальше, если отрицательная думаю, как улучшить эту статью. Но, без вашей оценки, у меня нет самого ценного для меня - обратной связи от вас. Не сочтите за труд, выберете от 1 до 5 звезд, я старался.