Imatge tèrmica marina PTZ: Principis i aplicacions en les operacions de la Guàrdia Costera

L’entorn marítim és dur i imprevisible, posant exigències extraordinàries A la cerca - i - Rescue i Llei - Equips d’execució. En la foscor o la boira, les càmeres tradicionals sovint fracassen, però els sistemes tèrmics - IR PTZ permeten als operadors "veure" escalfar. En detectar l’energia de calor (calor) en lloc de la llum visible, les imatges tèrmiques revelen vaixells, persones i obstacles que l’ull nu o les càmeres normals no poden. Els sistemes PTZ tèrmics s’han convertit així Eines essencials Per als guàrdies costaneres: usats per a la navegació, evitació de col·lisions, vigilància, detecció d’amenaces i cerca - i - rescat. Deixen que les tripulacions “converteixin la foscor en el dia”, que s’estenen patrulles durant tot el dia.

Figura: barca patrulla de la guàrdia costanera al capvespre. Les càmeres tèrmiques PTZ permeten als vaixells detectar signatures de calor d’altres vaixells, persones o perills fins i tot en foscor o poca visibilitat.

Principis de la imatge tèrmica

Una imatge tèrmica és un Sensor de contacte no -Això detecta radiació infraroja (calor) emesa per objectes i la converteix en una imatge. A diferència de les càmeres de vídeo normals (que requereixen llum visible reflectida), les càmeres tèrmiques senten les diferències de calor. A la pràctica, una lent centra l’energia de l’IR en un sensor de microbolòmetre (sovint 640 × 480 píxels o superior) que mesura les diferències de temperatura. Fins i tot els petits contrastos (tan petits com 0,01 ° C) són detectables i es mostren com a en escala de grisos o fals - en color. Els objectes càlids (persones, motors, pintura fresca, etc.) “brillen” de manera brillant contra l’aigua de mar o el cel més fred, fent -los destacar. Com que tots els objectes per sobre absolut zero emeten IR, els sistemes tèrmics funcionen Dia o de nit, amb pluja, boira, fum o enlluernament. Per exemple, les càmeres tèrmiques detecten fàcilment una persona a l’aigua a la nit o flotant restes per la seva signatura de calor, millorant molt la consciència situacional les 24 hores del dia.

Funcionalitat Pan - Hilt -Zoom (PTZ)

A Càmera PTZ és una càmera de vigilància motoritzada que pot Cassola (Swing a l'esquerra/a la dreta), Inclinació (amunt/avall) i Zoom (magnificar òpticament) a la comanda. En un sistema PTZ tèrmic, la càmera IR està muntada sobre un gimbal que pot ser dirigit per l'operador o els controls automatitzats. Tota la unitat pot girar a 360 ° i inclinar -se verticalment per escanejar zones àmplies, mentre que una lent variable - Focus s’enfonsa en els objectius. Aquests moviments són impulsats per servomotors de precisió, permetent el control remot de l'objectiu i el camp de la càmera. Per exemple, una estació de costa o una consola de tauler de vaixells pot recopilar la càmera a través de l’horitzó i després utilitzar el zoom per ampliar un contacte sospitós per a la seva identificació. La capacitat de PTZ significa que una sola càmera pot cobrir grans àrees i bloquejar -se en els objectius mòbils a mesura que apareixen, sense necessitat de càmeres fixes múltiples.

Característiques principals de les càmeres tèrmiques marines PTZ

• Gyro - Estabilització: El moviment del vaixell (Pitch and Roll) desdibuixa una imatge en zoom. Per tant, les càmeres PTZ marines inclouen gimnasos mecànics - Les unitats finals - End Utilitzen dos eixos estabilització per contrarestar el moviment del vaixell. Per exemple, la càmera M364 de FLIR "pràcticament elimina els efectes del to, el munt i el blat" mitjan?ant sensors de gyro i muntatges motoritzats. A la pràctica, quan la nau es mou, els giros detecten el moviment i els servos giren la càmera oposada per mantenir la imatge constant. Aquesta estabilització és essencial a llarg abast, perquè fins i tot les petites vibracions es magnifiquen molt quan es fan zoom. Amb l'estabilització, els vigilants tenen una visió clara i constant dels objectius llunyans fins i tot en mars rugosos.
  
  

• Imatge de sensors multi - Moltes unitats de PTZ marines combinen canals tèrmics i visibles - llum per a la versatilitat. Una càmera típica de sensors multi - pot combinar una càmera IR de 640 × 480 amb una càmera de colors HD (per exemple, 1080p) i fins i tot incloure un focus d’infrarojos o LED. Per exemple, el FLIR M400 integra una càmera de color HD de 30 × - zoom i un punt de mira de LED ajustat al costat del seu sensor tèrmic. A la nit, el canal tèrmic revela signatures de calor, mentre que el canal visible (amb zoom i llum) proporciona un reconeixement clar (per exemple, colors del vaixell, números d’identificació). Aquesta fusió permet als operadors confirmar i classificar els contactes: una vista tèrmica marca una font de calor i la càmera HD la identifica com a vaixell amable o un vaixell sospitós.

• Zoom òptic i rang de detecció: Les càmeres PTZ tèrmiques utilitzen lents de zoom òptiques contínues per detectar objectes llunyans. Els factors de zoom varien segons el model (comunament 4 ×, 14 ×, etc. al canal IR). El zoom restringeix el camp de vista i augmenta l'escena, permetent la detecció de petits contactes a llarg abast. Per exemple, el Flir M400 ofereix fins a 4 × zoom tèrmic continu (i 30 × zoom visible) de manera que els vaixells o persones es mantenen “clares, nítides” fins i tot a la màxima ampliació. El zoom òptic elevat estén l’interval de detecció de molts quilòmetres, fent possible la vigilància de llarg abast.

• Integració de radar/AIS (Slew - to - Cue): Els sistemes avan?ats PTZ poden enlla?ar amb el radar o AIS del vaixell (sistema d’identificació automàtica). Amb una integració adequada, seleccionar un contacte amb un radar o AIS al gràfic esborrarà automàticament (girar) la càmera cap a aquest objectiu. Flir crida això Càmera "Slew - a - Cue." A la pràctica, un capità toca un objectiu detectat a la pantalla de funcions multi - La càmera pot bloquejar -se al contacte escollit i seguir el seu moviment. Això redueix considerablement la càrrega de treball dels operadors, ja que la càmera tèrmica està dirigida pels sensors de vigilància primària del vaixell. Molts sistemes utilitzen protocols NMEA de manera que la càmera respon a la posició del cursor del radar o es centra automàticament en pistes ARPA (Automatic Radar Ajut).

• Seguiment automàtic: Més enllà de les pistes de radar, algunes càmeres PTZ ofereixen un seguiment automàtic digital. Un cop designat un objectiu a la vista, el processador de la càmera pot seguir -lo contínuament sense cap altra entrada. Per exemple, els models M400XR i M500 de Flir inclouen un Vídeo - Tracker Mode: un cop bloquejat un objecte en moviment, el sistema el manté centrat a mesura que es mou. Aquest seguiment funciona perfectament, ja sigui en mode tèrmic o visible, permetent que un operador canvi? de sensors sense perdre l'objectiu. El seguiment automàtic és inestimable per controlar els vaixells, persones o quadrícules de cerca sense ajustar constantment la càmera.

• Modes de visualització millorats: Les càmeres tèrmiques sovint ofereixen paletes i superposicions especials. Per exemple, “Instalert"Destaca el lloc més calent de l'escena (pintant -lo vermell/taronja) i"Icealert"Marques objectes inusualment freds (blau/verd). Aquests modes faciliten la selecció de persones o incendis a una ullada. Alguns sistemes també admeten la realitat augmentada: per exemple Les tripulacions són una vista combinada intu?tiva de dades de vídeo i gràfics tèrmics.

• Disseny robust: Les càmeres marines PTZ estan constru?des per a tota l'operació meteorològica. Utilitzen tancaments impermeables, corrosió - resistents i poden funcionar a temperatures extremes. Per exemple, els gimbals FLIR inclouen els escalfadors de finestres automàtics per evitar la condensació o la guinda a la finestra del sensor. Això garanteix una imatge clara, fins i tot quan el polvoritzador, la pluja o el fred podrien obrir la lent. En definitiva, aquestes unitats estan dissenyades per sobreviure a alta mar i un ús prolongat al mar.

Aplicacions a la Guàrdia Costanera i a la llei marítima

Cerca i rescat: Les càmeres PTZ tèrmiques són inestimables per a SAR. Com que veuen la calor humana, ajuden les tripulacions a trobar persones encallades o a la borda a la nit o a la mala llum. Per exemple, un helicòpter de la Guàrdia Costera dels Estats Units va desplegar una càmera d’infrarojos de Flir Forward - amb una cerca nocturna a la recerca d’un excursionista que falta, amb l’esperan?a de recollir la calor del cos contra el terreny fosc. (Tot i que no totes les cerques finalitzen en rescat, l'equip de FLIR en aquest cas específicament "va utilitzar la imatge tèrmica per recollir qualsevol signatura de calor del cos".) De manera més àmplia, les agències denuncien que la imatge tèrmica els permet Amplieu les hores de cercaPassat el capvespre. Una imatge tèrmica pot detectar persones, armilles salvavides o, fins i tot, rescatar les bengales només per la calor, donant als socorristes un "cap?al de cap" crític. Les tripulacions de la Guàrdia Costera i els socis confien habitualment en aquestes càmeres per arrasar les costes, els camps de gel o l’aigua oberta les 24 hores del dia, augmentant significativament les possibilitats de trobar supervivents.

Patrulla marítima i aplicació de la llei:Els guàrdies de la costa i la policia del port utilitzen unitats de PTZ tèrmiques per a patrulles rutinàries de grans vies navegables. Les càmeres permeten una detecció ràpida d’activitats il·legals a la nit, per exemple, detectant vaixells de pesca no adequats, contrabandistes o vaixells no autoritzats lluny de la costa. Flir assenyala que sistemes com la seva sèrie Seeflir són “essencials” en el dia - a les missions de dia com ara patrulles a alta mar i prevenir la pesca il·legal. Existeixen sistemes especialitzats per a la interdicció: SPI Corp. descriu una càmera PTZ de llarga gamma de gamma (la sèrie M11) explícitament “optimitzada per a aplicacions marítimes” i efica? per controlar les vies navegables per al contraban de medicaments. A la pràctica, una càmera de patrulla tèrmica podria escanejar una costa o un port fosca i revelar immediatament motors càlids o persones que serien invisibles contra l’aigua negra. Interdicte els contrabandistes o els ca?adors furtius es fa més pràctic: els oficials els poden fer un seguiment i perseguir -los abans que s’apropin a la costa.

Navegació i evitació de perill: Fins i tot els rols d’execució externs, les càmeres tèrmiques PTZ milloren la seguretat de la navegació rutinària. Ajuden les tripulacions a evitar col·lisions amb perills difícils de veure a la nit. Per exemple, les deixalles flotants, les petites boies de pesca o fins i tot els icebergs de colors foscos poden destacar com a contrastos tèrmics. Tal com va dir un oficial, les càmeres tèrmiques poden detectar "objectes flotants, inclòs el gel, en qualsevol condició d'il·luminació". De la mateixa manera, en aigües congestionades o enlluernes - Integrant -se amb les pantalles de navegació, les càmeres tèrmiques també poden detectar riscos de col·lisió identificats per Radar, alertant la tripulació per emprendre accions evasives. En resum, aquestes càmeres actuen com un potent sistema de visió nocturna/baixa - per al pont del vaixell, millorant molt la seguretat quan la visibilitat és limitada.

Beneficis per a la seguretat i la seguretat marítima

Les càmeres PTZ tèrmiques proporcionen Round - La - Visió del Rellotge i ampliar significativament l'efectivitat operativa. “Donen l’aplicació de la llei el poder de completar les missions 24 × 7”, perquè funcionen igualment bé en la foscor, el crepuscle i el dia. Les tripulacions assenyalen que la imatge tèrmica afegeix un veritable "sisè sentit" a les operacions marines. Per exemple, fins i tot petites diferències de temperatura que l’ull humà perdria, de manera que els vigilants poden detectar de manera proactiva les persones a l’aigua o els vaixells ocults molt més enllà del rang de llum normal. Les càmeres tèrmiques també funcionen de manera fiable en temps adversos, veient la boira lleugera, el fum, la pluja o l’enlluernament, de manera que les patrulles no es veuen obligades a resistir -se quan les condicions empitjoren.

La integració de les unitats PTZ tèrmiques amb electrònica de vaixells imatge de situació completa. Les càmeres poden superposar el vídeo tèrmic amb el gràfic i les dades del radar. Per exemple, la funció Clearcruise AR fusiona el vídeo tèrmic en directe amb els objectius AIS i els marcadors de navegació, de manera que un patró reconeix immediatament si un blip càlid és un vaixell de càrrega amable o un vaixell desconegut. Els sistemes de treball tèrmics, de radar i gràfics funcionen en concert, reduint la càrrega de treball de l'operador. En efecte, la càmera es converteix en un multiplicador de for?a: un operador que monitoritza el PTZ pot cobrir una àrea que, d’altra manera, necessitaria molts vaixells o miradors de patrulla.

Potser el més important, els sistemes de PTZ tèrmics ho són vida - estalvi i cost - efica?. Les agències denuncien que una única cerca - i - rescat l’èxit sovint justifica el cost dels equips en el temps estalviat. Tal com va assenyalar un crític, "una única missió de cerca i rescat podria pagar una imatge tèrmica només en un estalvi d'hora, sense oblidar -nos de la capacitat de salvar la vida d'una persona". En casos reals, les víctimes que es veuen ràpidament per la calor són rescatades hores més ràpidament que per cerca aleatòria. Donant als equips de la llei marítim i dels equips de rescat aquesta visió millorada, de fet, "veure la no vista", les càmeres tèrmiques de PTZ milloren notablement la seguretat tant per als que responen com per al públic que protegeixen.