Морски PTZ Термични изображения: Принципи и приложения в операциите на бреговата охрана

Морската среда е сурова и непредсказуема, позираща изключителни искания при търсене - и - Спасителни и закон - Изпълнителни екипажи. В тъмнината или мъглата традиционните камери често се провалят, но термичните - IR PTZ системи позволяват на операторите да ?виждат“ топлина. Чрез откриване на инфрачервена (топлинна) енергия вместо видима светлина, термичните изображения разкриват лодки, хора и препятствия, които простото око или нормалните камери не могат. По този начин термичните PTZ системи са станали Основни инструменти За бреговата охрана - използвана за навигация, избягване на сблъсък, наблюдение, откриване на заплахи и търсене - и - спасяване. Те оставят екипажите да ?превръщат тъмнината в ден“, разширявайки патрулите денонощно.

Фигура: Патрулна лодка на бреговата охрана привечер. Термичните PTZ камери дават възможност на съдовете да откриват топлинни подписи на други лодки, хора или опасности дори в тъмнина или ниска видимост.

Принципи на термично изображение

Термичен образ е a не - сензор за контактТова открива инфрачервено лъчение (топлина), излъчвана от обекти, и го превръща в изображение. За разлика от нормалните видеокамери (които изискват отразена видима светлина), термичните камери усещат топлинните разлики. На практика лещата фокусира IR енергия върху сензор за микроболометър (често 640 × 480 пиксела или по -висока), която измерва температурните разлики. Дори мънички контрасти (малки от 0,01 ° C) се откриват и се показват като сиви или фалшиви - цветно видео. Топли предмети (хора, двигатели, свежа боя и т.н.) ?светят“ ярко срещу по -хладна морска вода или небе, което ги изпъква. Тъй ден или нощ, в дъжд, мъгла, дим или отблясъци. Например, термичните камери лесно забелязват човек във водата през нощта или плаващи отломки чрез своя топлинен подпис, значително повишавайки 24/7 ситуационна информираност.

Функционалност на пан -толт - Zoom (PTZ)

A PTZ камера е моторизирана камера за наблюдение, която може Пан (люлеене наляво/отдясно), Накланяне (нагоре/надолу) и Zoom (оптично увеличен) на команда. В термична PTZ система IR камерата е монтирана на Gimbal, който може да се управлява от оператора или автоматизирани контроли. Цялото устройство може да върти 360 ° и да се наклони вертикално, за да сканира широки зони, докато променлива - Фокус лещата увеличава целите. Тези движения се ръководят от прецизни сервомотори, което позволява дистанционно управление на целта и зрителното поле на камерата. Например, бреговата станция или конзолата на кораба може да прокара камерата през хоризонта и след това да използва увеличение, за да увеличи подозрителен контакт за идентификация. PTZ способността означава, че една камера може да покрие големи зони и да се заключи върху движещи се цели, както се появяват, без да се нуждаят от множество фиксирани камери.

Основни характеристики на морската PTZ термични камери

• Жироскоп - стабилизация: Движението на кораба (стъпка и ролка) размива увеличено изображение. Следователно морските PTZ камери включват механични жироскоп - стабилизирани гимбали. Високи - Крайни единици използват две - стабилизация на ос, за да противодействат на движението на съда. Например, камерата на M364 на FLIR ?на практика елиминира ефектите на терена, издигане и прозяване“, използвайки сензори на жиролюбия и моторизирани монтажи. На практика, когато корабът се люлее, Gyros открива движение и серволите въртят камерата срещу, за да поддържат изображението стабилно. Тази стабилизация е от съществено значение при дълги разстояния, тъй като дори малките вибрации значително се увеличават, когато се увеличат. Със стабилизиране, наблюдателите на наблюдателите получават ясен, рок - постоянен изглед на далечни цели дори в груби морета.
  
  

• Мулти - сензорни изображения: Много морски PTZ единици съчетават термични и видими - леки канали за гъвкавост. Типичната мулти - сензорна камера може да сдвои 640 × 480 IR камера с HD цветна камера (например 1080p) и дори да включва инфрачервена или LED прожектор. Например, FLIR M400 интегрира цветна камера 30 × - Zoom HD и стегната - LED прожектор на лъча, заедно с топлинния си сензор. През нощта термичният канал разкрива топлинни подписи, докато видимият канал (с увеличение и светлина) осигурява ясно разпознаване (например цветове на съда, номера на идентификационни номера). Този фюжън позволява на операторите да потвърждават и класифицират контактите: термичен изглед маркира източник на топлина, а HD камерата го идентифицира като приятелски кораб или заподозрян съд.

• Оптично увеличение и диапазон на откриване: Термичните PTZ камери използват непрекъснати оптични лещи за увеличаване, за да забележат отдалечени предмети. Коефициентите на увеличение варират в зависимост от модела (обикновено 4 ×, 14 × и др. В IR канала). Увеличаването стеснява зрителното поле и увеличава сцената, което позволява откриване на малки контакти на дълги разстояния. Например, FLIR M400 предлага до 4 × непрекъснато термично увеличение (и 30 × видимо увеличение), така че съдовете или хората да останат ?ясни, хрупкави“ дори при максимално увеличение. Високото оптично увеличение удължава обхвата на откриване с много километри, което прави възможно най -дълго - обхват.

• Интеграция на радар/AIS (Slew - to - Cue): Разширените PTZ системи могат да се свържат с радара на кораба или AIS (автоматична идентификационна система). При правилна интеграция избирането на радар или AIS контакт на диаграмата автоматично ще забие (обърне) камерата към тази цел. FLIR нарича това Камера ?Завърши - до - Cue.“ На практика капитанът докосва открита цел на мулти - функционалния дисплей (MFD), а PTZ незабавно се върти към този лагер и започва да проследява целта. След това камерата може да се заключи върху избрания контакт и да следва неговото движение. Това значително намалява работното натоварване на оператора, тъй като термичната камера е насочена от основните сензори за наблюдение на кораба. Много системи използват NMEA протоколи, така че камерата да реагира на позицията на радарния курсор или автоматично се фокусира върху ARPA (автоматично радарно разположение на позицията).

• Автоматично проследяване: Отвъд радарните сигнали, някои PTZ камери предлагат цифрово автоматично - проследяване. След като целта е определена с оглед, процесорът на камерата може непрекъснато да я следва без допълнителен вход. Например, моделите M400XR и M500 на FLIR включват a Видео - Tracker Режим: След като движещият се обект е заключен в оглед, системата го поддържа центрирана, докато се движи. Това проследяване работи безпроблемно дали в термичен или видим режим, оставяйки сензори за превключване на оператора, без да губи целта. Auto - Проследяването е безценно за наблюдение на лодки, хора или решетки за търсене, без постоянно да регулира камерата.

• Подобрени режими на показване: Термичните камери често осигуряват специални палитри и наслагвания. Например, “Instalert”Подчертава най -горещото място в сцената (оцветяването му в червено/оранжево) и“Icealert” marks unusually cold objects (blue/green). These modes make it easier to pick out people or fires at a glance. Some systems also support augmented reality: e.g. Raymarine’s ClearCruise? overlays AIS targets, chart waypoints, and navigational aids directly on the live thermal image. In other words, buoys, other ships, or land features from the chart can be drawn on the camera feed, giving crews an Интуитивен комбиниран изглед на термични видео и данни на диаграмата.

• Здрав дизайн: Морските PTZ камери са изградени за всички - метеорологични операции. Те използват водоустойчиви, корозионни - устойчиви заграждения и могат да работят при екстремни температури. Например, Flir Gimbals включват автоматично - Активиране на нагреватели на прозорци, за да се предотврати кондензацията или обледеняването на прозореца на сензора. Това гарантира ясно изображение, дори когато морският спрей, дъжд или студ може иначе да замъгли обектива. Накратко, тези единици са проектирани да оцелеят в открито море и продължителна употреба в морето.

Заявления в бреговата охрана и морското правоприлагане

Търсене и спасяване: Термичните PTZ камери са безценни за SAR. Тъй като виждат човешка топлина, те помагат на екипажите да намерят жилища или извън бордовите хора през нощта или в лоша светлина. Например хеликоптер на бреговата охрана на САЩ разгърна флир напред (Въпреки че не всяко търсене завършва в спасяване, екипът на FLIR в този случай конкретно ?използва термични изображения, за да вземе всякакви подписи на тялото“.) По -широко, агенциите съобщават, че термичните изображения им позволяват Удължете часовете за търсенеАми миналото залез. Термичният образ може да открие хора, спасителни жилетки или дори спасителни пламъци само с топлина, давайки на спасителите критичен ?начален старт“. Екипажите на бреговата охрана и партньорите рутинно разчитат на тези камери, за да помитат брегови линии, ледени полета или открита вода 24/7, като значително увеличават шансовете за намиране на оцелели.

Морски патрул и правоприлагане:Крайбрежната охрана и полицията в пристанището използват термични PTZ единици за рутинни патрули на големи водни пътища. Камерите позволяват бързо откриване на незаконни дейности през нощта - например, забелязвайки нелитни риболовни лодки, контрабандисти или неоторизирани кораби далеч в брега. FLIR отбелязва, че системи като техните серии Seaflir са ?съществени“ през деня - до - Дневни мисии като офшорни патрули и предотвратяване на незаконния риболов. Специализирани системи съществуват за Interdiction: SPI Corp. описва дълга - морска PTZ камера (серията M11) изрично ?оптимизирана за морски приложения“ и ефективна при наблюдение на водните пътища за контрабанда на наркотици. На практика термичната патрулна камера може да сканира тъмно крайбрежие или пристанище и незабавно да разкрие топли двигатели или хора, които биха били невидими срещу черната вода. По този начин интердуктирането на контрабандисти или бракониери става по -практично - служителите могат да ги проследяват и преследват, преди да се приближат до брега.

Навигация и избягване на опасност: Дори и извън ролите за прилагане, термичните PTZ камери подобряват рутинната безопасност на навигацията. Те помагат на екипажите да избягват сблъсъци с опасности, които е трудно да се видят през нощта. Например, плаващи отломки, малки риболовни шамандури или дори тъмни - цветни айсберги могат да се открояват като термични контрасти. Както каза един офицер, термичните камери могат да открият ?плаващи предмети, включително лед, във всяко състояние на осветление“. По същия начин, при претоварени или отблясъци - запълнени води (например изгрев/залез), термичен изглед може да прорязва оптични отблясъци, за да разкрие топлинните подписи на други кораби. Чрез интегриране с навигационни дисплеи, термичните камери също могат да забележат рискове за сблъсък, идентифицирани от радар, предупреждавайки екипажа да предприеме уклончиви действия. Накратко, тези камери действат като мощна нощ/ниска - светлинна зрителна система за моста на кораба, като значително повишава безопасността, когато видимостта е ограничена.

Предимства за морската безопасност и сигурност

Термичните PTZ камери осигуряват кръг - ВИДИЯТА - КЛЮЧА и значително разширяване на оперативната ефективност. Те ?дават правоприлагане на силата да изпълняват мисии 24 × 7“, защото работят еднакво добре в тъмнината, здрача и деня. Екипажите отбелязват, че термичните изображения добавят истинско ?шесто чувство“ към морските операции. Например, дори малки температурни разлики, които човешкото око щеше да пропусне, стават очевидни, така че наблюдателите на наблюдателите могат активно да забелязват хората във водата или скритите съдове далеч извън нормалния обхват на светлината. Термичните камери също се представят надеждно при неблагоприятно време - виждайки се чрез лека мъгла, дим, дъжд или отблясъци - така че патрулите не са принудени да се отнасят, когато условията се влошат.

Интеграцията на термични PTZ единици с електроника на кораба дава Пълна ситуационна картина. Камерите могат да наслагват термично видео с данни за диаграми и радари. Например, функцията ClearCruise AR обединява термично видео на живо с AIS цели и маркери за навигация, така че патрул мигновено разпознава дали топълът е приятелски товарен кораб или неизвестна лодка. SLEW - до - Интеграцията на репликата означава термични, радарни и диаграми системи работят съвместно, намалявайки работното натоварване на оператора. В действителност, камерата се превръща в силови умножител: един оператор, който наблюдава PTZ, може да покрие зона, която иначе ще се нуждае от много патрулни лодки или наблюдения.

Може би най -важното е, че термичните PTZ системи са Живот - Спестяване и разходи - Ефективно. Агенциите съобщават, че еднократно търсене - и - спасителен успех често оправдава разходите за оборудване в спестено време. Както един рецензент отбеляза, ?една мисия за търсене и спасяване може да плати за термичен образ в човека - часови спестявания сам, да не говорим за способността да спаси живота на човек“. В реални случаи жертвите, забелязани бързо от топлина, се спасяват по -бързо, отколкото чрез случайно търсене. Като предоставяте на морските органи за правоприлагане и спасяването на морското правоприлагане, тази подобрена визия - в действителност ?виждането на невижданите“ - PTZ термични камери значително подобряват безопасността както за респондентите, така и за обществеността, която защитават.