海洋PTZサーマルイメージング：沿岸警備隊(duì)の原則と用途

海上環(huán)境は過(guò)酷で予測(cè)不可能で、ポーズをとっています 並外れた要求 検索-および-救助および法律-執(zhí)行乗組員。暗闇や霧の中では、従來(lái)のカメラはしばしば故障しますが、熱- IR PTZシステムにより、オペレーターが熱を「見(jiàn)る」ことができます。目に見(jiàn)える光の代わりに赤外線（熱）エネルギーを検出することにより、サーマルイメージャーは、肉眼または通常のカメラができないボート、人、障害物を明らかにします。したがって、熱PTZシステムはなりました 必須ツール 海岸の警備員の場(chǎng)合 - ナビゲーション、衝突回避、監(jiān)視、脅威の検出、および検索-および-救助に使用されます。彼らは乗組員に「暗闇を日に変える」ことを許可し、24時(shí)間パトロールを延長(zhǎng)しました。

図：夕暮れの沿岸警備隊(duì)のパトロールボート。熱PTZカメラにより、船舶は、暗闇や視界が低い場(chǎng)合でも、他のボート、人、または危険の熱署名を検出できます。

熱イメージングの原理

熱イメージャーはaです 非-コンタクトセンサーそれは、オブジェクトによって放出される赤外線（熱）を検出し、それを畫(huà)像に変換します。通常のビデオカメラ（反射した可視光が必要）とは異なり、サーマルカメラは熱の違いを感知します。実際には、レンズは、溫度差を測(cè)定するマイクロボロメーターセンサー（多くの場(chǎng)合640×480ピクセル以上）に焦點(diǎn)を合わせます。小さなコントラスト（0.01°Cという小さい）でも検出可能で、グレースケールまたは偽のビデオとして表示されます。暖かいオブジェクト（人、エンジン、新鮮な塗料など）は、冷たい海水や空に対して明るく「輝き」し、目立たせます。絶対ゼロより上のすべてのオブジェクトが排出されるため、サーマルシステムは機(jī)能します 晝夜を問(wèn)わず、雨、霧、煙、またはまぶしさの中で。たとえば、サーマルカメラは、夜間に水中に人を簡(jiǎn)単に見(jiàn)つけたり、熱の署名で浮かんだ破片を見(jiàn)つけ、24時(shí)間年中無(wú)休の狀況認(rèn)識(shí)を大幅に向上させます。

Pan – Tilt – Zoom（PTZ）機(jī)能

A PTZカメラ できる電動(dòng)監(jiān)視カメラです 鍋 （左/右にスイング）、 傾き （上/下）、および ズーム （光學(xué)的に拡大）コマンド。熱PTZシステムでは、IRカメラはジンバルに取り付けられており、オペレーターまたは自動(dòng)コントロールが操縦できます。ユニット全體が360°を回転させ、垂直方向に傾けて幅広い領(lǐng)域をスキャンできますが、可変-フォーカスレンズはターゲットにズームインします。これらの動(dòng)きは、精密サーボモーターによって駆動(dòng)され、カメラの目的と視野のリモートコントロールが可能になります。たとえば、海岸駅または船上コンソールは、地平線上にカメラをパンし、ズームを使用して識(shí)別のために疑わしい連絡(luò)先を拡大できます。 PTZ機(jī)能とは、単一のカメラが複數(shù)の固定カメラを必要とせずに、広い領(lǐng)域をカバーし、ターゲットが表示されるときに移動(dòng)するターゲットにロックすることができることを意味します。

海洋PTZサーマルカメラの主要な機(jī)能

• ジャイロ-安定化： 船の動(dòng)き（ピッチとロール）は、ズームした畫(huà)像を曖昧にします。したがって、海洋PTZカメラには、機(jī)械的なジャイロ-安定化されたジンバルが含まれます。高-エンドユニットは、容器の動(dòng)きに対抗するために2つの-軸安定化を使用します。たとえば、FlirのM364カメラは、ジャイロセンサーと電動(dòng)マウントを使用して、「ピッチ、ヒーブ、ヨーの効果を?qū)g質(zhì)的に排除します」。実際には、船が揺れると、ジャイロは動(dòng)きを検出し、サーボは反対側(cè)のカメラを回転させて畫(huà)像を安定させます。この安定化は、ズームしたときに小さな振動(dòng)でさえ大幅に拡大されるため、長(zhǎng)距離で不可欠です。安定化により、ウォッチスタンダーは、荒れた海でも遠(yuǎn)くのターゲットを明確で巖の安定した視界を獲得します。
  
  

• マルチ-センサーイメージング： 多くの海洋PTZユニットは、汎用性のためにサーマルと可視-光チャネルを組み合わせています。典型的なマルチ-センサーカメラは、640×480 IRカメラとHDカラーカメラ（1080pなど）を組み合わせて、赤外線またはLEDスポットライトを含めることもできます。たとえば、FLIR M400は、30×- Zoom HDカラーカメラと、その熱センサーに加えて、タイトな-ビームLEDスポットライトを統(tǒng)合します。夜間には、熱チャネルが熱の署名を明らかにし、可視チャネル（ズームと光のある）は明確な認(rèn)識(shí)（容器色、ID番號(hào)など）を提供します。この融合により、オペレーターは連絡(luò)先を確認(rèn)および分類(lèi)できます。サーマルビューは熱源にフラグを立て、HDカメラはそれを友好的な船または容疑者の容器として識(shí)別します。

• 光學(xué)ズームと検出範(fàn)囲： サーマルPTZカメラは、連続した光ズームレンズを使用して、遠(yuǎn)くのオブジェクトを見(jiàn)つけます。ズーム因子はモデルによって異なります（通常、IRチャネルでは4x、14xなど）。ズームズームは視野を狹め、シーンを拡大し、長(zhǎng)距離で小さな接點(diǎn)を検出できるようにします。たとえば、FLIR M400は最大4倍連続熱ズーム（および30倍の可視ズーム）を提供しているため、容器や人々は最大倍率でも「明確で鮮明」のままです。高い光學(xué)ズームは、検出範(fàn)囲を數(shù)キロ延長(zhǎng)し、長(zhǎng)い範(fàn)囲の監(jiān)視を可能にします。

• レーダー/AIS統(tǒng)合（SLEW - to - cue）： 高度なPTZシステムは、船のレーダーまたはAIS（自動(dòng)識(shí)別システム）とリンクできます。適切な統(tǒng)合により、チャートでレーダーまたはAISの連絡(luò)先を選択すると、カメラがそのターゲットに向かって自動(dòng)的にスリー（回転）されます。 Flirはこれを呼びます カメラ「スルー-からキュー?！?/strong> 実際には、キャプテンはMulti - Function Display（MFD）で検出されたターゲットをタップし、PTZは即座にそのベアリングに回転し、ターゲットの追跡を開(kāi)始します。その後、カメラは選択した連絡(luò)先にロックして、その動(dòng)きに従うことができます。これにより、サーマルカメラは船舶の主要な監(jiān)視センサーが指示されるため、オペレーターのワークロードを大幅に削減します。多くのシステムはNMEAプロトコルを使用して、カメラがレーダーカーソル位置に応答するか、ARPA（自動(dòng)レーダープロットエイド）トラックに自動(dòng)的に中心にします。

• 自動(dòng)追跡： レーダーキューを超えて、一部のPTZカメラはデジタルオート-追跡を提供します。ターゲットが視界に指定されると、カメラのプロセッサは、それ以上の入力なしで継続的に従うことができます。たとえば、FLIRのM400XRおよびM500モデルにはaが含まれます ビデオ-トラッカー モード：移動(dòng)するオブジェクトがビューにロックされると、システムは動(dòng)きながら中心に保ちます。この追跡は、サーマルモードであれ可視モードであろうとシームレスに機(jī)能し、ターゲットを失うことなくオペレーターがセンサーを切り替えるようにします。自動(dòng)-追跡は、カメラを常に調(diào)整することなく、ボート、人、または検索グリッドを監(jiān)視するために非常に貴重です。

• 拡張されたディスプレイモード： 多くの場(chǎng)合、サーマルカメラは特別なパレットとオーバーレイを提供します。例えば、 "Instalert」シーンで最もホットなスポット（赤/オレンジ色）と「icealert「異常にコールドオブジェクト（青/緑）をマークします。これらのモードにより、人を選んだり、一目で発火しやすくなります。いくつかのシステムも拡張現(xiàn)実をサポートしています。例えば、Raymarine’s Clearcruise?AISターゲット、チャートウェイポイント、ナビゲーション補(bǔ)助具は、ライブサーマルイメージの直接的な援助です。サーマルビデオとチャートデータの組み合わせビュー。

• 頑丈なデザイン： マリンPTZカメラは、すべての気象操作のために構(gòu)築されています。彼らは防水、腐食-耐性エンクロージャーを使用し、極端な溫度で動(dòng)作する可能性があります。たとえば、Flir Gimbalsには、センサーウィンドウの凝縮やアイシングを防ぐために、自動(dòng)-ウィンドウヒーターのアクティブ化が含まれます。これにより、海のスプレー、雨、または寒さがレンズに霧を浸すことができる場(chǎng)合でも、明確な畫(huà)像が保証されます。要するに、これらのユニットは、公海に耐えられ、海での長(zhǎng)時(shí)間の使用を?qū)g現(xiàn)するように設(shè)計(jì)されています。