Тепловизоры в охранном видеонаблюдении

Тепловидение – это новая область в охранном наблюдении, которая обеспечивает эффективное и точное обнаружение, высокую дальность действия и функционирование практически в любых погодных условиях. Основными элементами обнаружения в системах тепловидения являются тепловизионные камеры.
Тепловизионные камеры наблюдения применяются для обнаружения злоумышленников на подступах к объекту и мониторинга охраняемой территории, поэтому камеры данного типа изначально разработаны для применения в условиях наружной установки. Распространённое применение камеры тепловизионного типа получили на военных объектах, аэродромах, пограничных территориях сухопутного и морского типа, крупных производственных комплексах и др. Цены тепловизионных камер значительно превышают стоимость даже систем видеонаблюдения в целом, однако эти устройства обладают высокой степенью эффективности и в отличие от CCTV систем, которые позволяют лишь наблюдать за объектом, тепловизионные охранные системы используются для точного определения нарушителей. 

Принцип работы
Принцип действия тепловизионных камер основывается на отображении невидимого человеческому глазу и камерам видеонаблюдения инфракрасного спектра, излучение которого характерно всем теплопроводящим и теплоудерживающим объектам. Принципиальный метод работы камер тепловидения во многом схож с работой телевизионных видеокамер.
Основным элементом тепловизионной камеры является матрица, как и в ТВ-камерах, которая состоит из определённого количества микро термочувствительных элементов – пикселей. Если в обычных видеокамерах каждый пиксель матрицы был необходим для передачи информации об яркости и цвете определённого участка съёмки, то в тепловизионной камере, каждый пиксель передаёт температурную информацию о точке наблюдаемого объекта. Таким образом, общее объединение всех пикселей позволяет получать через камеру-тепловизор изображение с распределением температурных показателей объекта съёмки - термография. При этом пиксели изображения с разными температурными показателями отображаются разными цветами, как правило, самые холодные точки – синим цветом, а самые горячие – красным. Промежуточные точки отображаются дополнительными промежуточными цветами – светло-синий, голубой, лиловый, оранжевый и т.д.


 
Таким образом, по термографии можно легко обнаружить отчётливый контур человека, животного, автомобиля или прочего объекта, излучающего тепло и в зависимости от возможностей устройства можно даже рассмотреть предметы в руках человека, одежду, места к которым прикасался или шаги передвижения.
 
Что учитывать при выборе тепловизора?
 
Тип матрицы
Для производства тепловизоров используют полупроводниковые матрицы – микроболометры из  теллурида ртути и кадмия HgCdTe и антимонида индия InSb. Физическая сущность использования HgCdTe и подобных металл соединений требует использования охлаждения, в отличие от антимонида индия, поэтому тепловизоры разделяются по принципу действия детекторов на: 
охлаждаемые микроболометры,
неохлаждаемые микроболометры.
Сразу следует отметить различия, а также преимущества и недостатки каждого из типов термодетектора.
Охлаждаемые детекторы работают в коротковолновом спектральном диапазоне – 3-5,5 мкм, обладают высокой дальностью действия (10 км и более) большей контрастной чувствительностью, однако существенно дороже неохлаждаемых теплокамер, обладают высокой потребляемой мощностью, длительностью включения и слишком восприимчивы к погодным условиям (дождь, снег).
Тепловизионные камеры с неохлаждаемыми детекторами со спектральной характеристикой в диапазоне 8-14 микрон получили наибольшее распространение, поскольку значительно дешевле, отлично работают в любые погодные условия, быстро включаются и имеют больший срок на износ.

 
Разрешение ИК-матрицы
Как и в обычных камерах видеонаблюдения, матрицы тепловизоров имеют свой размер – разрешение, которое определяет количество используемых пикселей. Чем больше количество пикселей в матрице, тем детальнее и четче будет термография, соответственно при возможности лучше выбирать теплокамеры с высоким разрешением. Распространены устройства с разрешающей способностью – 320*240, 384*288, 640*480. В тепловизионных камерах с охлаждаемым детектором возможно оснащение более прогрессивными матрицами.
 
Термочувствительность и диапазон температур
Термочувствительность и диапазон измеряемых температур являются одними из самых важных параметров теплокамер, что даёт возможность определить возможности устройства.
Термочувствительность указывает минимальный разброс температур между двумя соседними ячейками термографии, другими словами термочувствительность - это шаг градиента измеряемых температурных показателей.
Диапазон измеряемых температур характеризует область применения тепловизионнных камер и минимальную и максимальную температуру, которую сможет распознать устройство.
 
Дальность действия
Данный параметр указывает максимальный радиус определения температурных показателей. Как правило, в тепловизионных камерах указывается максимальная дальность определения автомобиля и человека, которая может составлять до нескольких километров.
 
Дополнительные опции
Тепловизионные камеры современного типа могут оснащаться рядом дополнительных функций, что в значительной степени увеличивают их эффективность, однако следует помнить, что цена тепловизионной камеры с наличием дополнительных опций, которые не всегда необходимы, будет на порядок выше.
Определение влажности – кроме температурных показателей на термографии можно отслеживать показатели влажности.
Цифровой или оптический зум – позволяет увеличить область обзора и приблизить фокусировку на определённых частях объекта для детального изучения термографии в заданном секторе объекта.
Режим светочувствительной съёмки – оснащение дополнительной видеокамерой для смежного просмотра как термографического, так и  фотографического изображения.
OSD меню – независимое экранное меню камеры, которое применяется для детализированной настройки всех параметров устройства.
 
Эксплуатация тепловизора
Тепловизионные камеры полностью адаптированы для использования в комплексе со стандартными системами видеонаблюдения и могут подключаться к традиционным мониторам и видеорегистраторам. Таким образом, имеется возможность построить высокоэффективную охранную систему с мониторингом обычного видеоизображения и термографической картинки, что позволит гарантированно определить и опознать любой объект.



Кроме того, тепловизионные камеры имеют конструктивные и принципиальные особенности аналогичные камерам систем видеонаблюдения, поэтому значительных отличий в их использовании не имеется. Необходимо только научиться распознавать показатели термографии по цветовым индикаторам, однако в этом нет ничего сложного.
Камеры тепловидения можно также устанавливать на поворотные PTZ устройства для захвата и контроля обширной территории. Для передачи изображения на монитор, камера подключается через обычный композитный выход. Некоторые тепловизионные камеры могут быть оснащены сетевым контроллером, поддержкой http и прочих сетевых протоколов, что позволяет подключать и использовать их в ip системах.