Marine PTZ Thermal Imaging: Mga Prinsipyo at Aplikasyon sa Mga Operasyon sa Coast Guard

Ang kapaligiran ng maritime ay malupit at hindi mahuhulaan, posing pambihirang hinihingi sa Paghahanap - at - Pagsagip at Batas - Mga Crew ng Pagpapatupad. Sa kadiliman o hamog na ulap, ang mga tradisyunal na camera ay madalas na nabigo, ngunit ang mga thermal - IR PTZ system hayaan ang mga operator na "makita" ang init. Sa pamamagitan ng pag -alis ng enerhiya ng infrared (init) sa halip na nakikita ng ilaw, ang mga thermal imager ay nagpapakita ng mga bangka, tao, at mga hadlang na hindi hubad ng mata o normal na mga camera. Ang mga thermal PTZ system ay naging mahahalagang tool Para sa mga bantay sa baybayin - ginamit para sa pag -navigate, pag -iwas sa banggaan, pagsubaybay, pagbabanta ng banta, at paghahanap - at - pagsagip. Pinayagan nila ang mga tauhan na "gawing kadiliman ang kadiliman," na nagpapalawak ng mga patrol sa paligid ng orasan.

Figure: Coast Guard Patrol Boat sa hapon. Pinapagana ng mga thermal PTZ camera ang mga vessel na makita ang mga lagda ng init ng iba pang mga bangka, tao, o mga panganib kahit na sa kadiliman o mababang kakayahang makita.

Mga prinsipyo ng thermal imaging

Ang isang thermal imager ay a Hindi - contact sensorNakita nito ang infrared radiation (init) na inilabas ng mga bagay at binago ito sa isang imahe. Hindi tulad ng mga normal na video camera (na nangangailangan ng makikita na nakikitang ilaw), ang mga thermal camera ay nakakaramdam ng mga pagkakaiba sa init. Sa pagsasagawa, ang isang lens ay nakatuon ng enerhiya ng IR sa isang sensor ng microbolometer (madalas na 640 × 480 na mga piksel o mas mataas) na sumusukat sa mga pagkakaiba sa temperatura. Kahit na ang mga maliliit na kaibahan (kasing liit ng 0.01 ° C) ay nakikita at ipinapakita bilang grayscale o maling - kulay na video. Ang mga maiinit na bagay (mga tao, makina, sariwang pintura, atbp.) "Glow" ay maliwanag laban sa mas malamig na tubig sa dagat o kalangitan, na pinalalabas ito. Dahil ang lahat ng mga bagay sa itaas ng ganap na zero emit ir, gumagana ang mga thermal system araw o gabi, sa ulan, hamog, usok o sulyap. Halimbawa, ang mga thermal camera ay madaling makita ang isang tao sa tubig sa gabi o lumulutang na mga labi sa pamamagitan ng lagda ng init nito, na lubos na pinapahusay ang 24/7 na kamalayan sa kalagayan.

Pag -andar ng PAN -TILT -ZOOM (PTZ)

A PTZ camera ay isang motorized surveillance camera na maaari Pan (swing kaliwa/kanan), Ikiling (pataas/pababa), at Mag -zoom (optically magnify) sa utos. Sa isang thermal PTZ system, ang IR camera ay naka -mount sa isang gimbal na maaaring itaguyod ng operator o awtomatikong mga kontrol. Ang buong yunit ay maaaring mag -swivel ng 360 ° at ikiling patayo upang i -scan ang mga malawak na lugar, habang ang isang variable - focus lens zooms sa mga target. Ang mga galaw na ito ay hinihimok ng mga servomotor ng katumpakan, na nagpapahintulot sa remote control ng layunin at larangan ng view ng camera. Halimbawa, ang isang istasyon ng baybayin o console ng shipboard ay maaaring i -pan ang camera sa buong abot -tanaw at pagkatapos ay gumamit ng Zoom upang palakihin ang isang kahina -hinalang contact para sa pagkakakilanlan. Ang kakayahan ng PTZ ay nangangahulugang ang isang solong camera ay maaaring masakop ang mga malalaking lugar at i -lock ang paglipat ng mga target habang lumilitaw, nang hindi nangangailangan ng maraming mga nakapirming camera.

Mga pangunahing tampok ng mga thermal camera ng PTZ Thermal

• Gyro - Stabilization: Ang paggalaw ng barko (pitch at roll) ay sumasabog ng isang naka -zoom na imahe. Ang mga marine PTZ camera samakatuwid ay kasama ang mechanical gyro - nagpapatatag na gimbals. Mataas - Mga Yunit ng Pagtatapos Gumamit ng Dalawang - axis stabilization upang pigilan ang paggalaw ng daluyan. Halimbawa, ang camera ng M364 ng FLIR ay "halos tinanggal ang mga epekto ng pitch, heave, at yaw" gamit ang mga sensor ng gyro at mga motor na naka -mount. Sa pagsasagawa, kapag ang barko ay lumubog, ang gyros ay nakakita ng paggalaw at ang mga servos ay umiikot sa camera sa tapat upang mapanatiling matatag ang imahe. Ang pag -stabilize na ito ay mahalaga sa mahabang hanay, dahil kahit na ang mga maliliit na panginginig ng boses ay lubos na pinalaki kapag naka -zoom. Sa pag -stabilize, ang mga nagbabantay ay nakakakuha ng isang malinaw, bato - matatag na pagtingin sa malalayong mga target kahit na sa magaspang na dagat.
  
  

• Multi - Sensor Imaging: Maraming mga yunit ng Marine PTZ ang pinagsama ang thermal at nakikita - light channel para sa kakayahang umangkop. Ang isang tipikal na multi - sensor camera ay maaaring ipares ang isang 640 × 480 IR camera na may isang HD color camera (hal. 1080p) at kasama rin ang isang infrared o LED spotlight. Halimbawa, ang FLIR M400 ay nagsasama ng isang 30 × - Zoom HD Kulay ng Kulay at isang masikip - beam LED spotlight sa tabi ng thermal sensor nito. Sa gabi, ang thermal channel ay nagpapakita ng mga lagda ng init, habang ang nakikitang channel (na may zoom at ilaw) ay nagbibigay ng malinaw na pagkilala (hal. Mga kulay ng daluyan, mga numero ng ID). Ang pagsasanib na ito ay nagbibigay -daan sa mga operator na kumpirmahin at pag -uuri ng mga contact: isang thermal view ang nag -flag ng isang mapagkukunan ng init, at ang HD camera pagkatapos ay kinikilala ito bilang isang friendly na barko o isang suspek na sisidlan.

• Optical Zoom at Detection Range: Ang mga thermal PTZ camera ay gumagamit ng patuloy na optical zoom lens upang makita ang malalayong mga bagay. Ang mga kadahilanan ng Zoom ay nag -iiba ayon sa modelo (karaniwang 4 ×, 14 ×, atbp sa IR channel). Ang pag -zoom ay makitid sa larangan ng view at pinalalaki ang eksena, na nagpapagana ng pagtuklas ng mga maliliit na contact sa mahabang hanay. Halimbawa, ang FLIR M400 ay nag -aalok ng hanggang sa 4 × tuluy -tuloy na thermal zoom (at 30 × visible zoom) upang ang mga vessel o mga tao ay mananatiling "malinaw, presko" kahit na sa maximum na pagpapalaki. Ang mataas na optical zoom ay nagpapalawak ng saklaw ng pagtuklas sa pamamagitan ng maraming mga kilometro, na ginagawang posible ang mahabang pagsubaybay sa saklaw.

• Pagsasama ng Radar/AIS (napatay - hanggang - cue): Ang mga advanced na PTZ system ay maaaring maiugnay sa radar o AIS (Awtomatikong sistema ng pagkakakilanlan). Sa wastong pagsasama, ang pagpili ng isang radar o AIS contact sa tsart ay awtomatikong pumatay (lumiko) ang camera patungo sa target na iyon. Tinatawag ito ng FLIR Camera "Patay - To - cue." Sa pagsasagawa, ang isang kapitan ay nag -tap ng isang napansin na target sa multi - function display (MFD), at ang PTZ ay agad na umiikot sa tindig na iyon at nagsisimula sa pagsubaybay sa target. Ang camera ay maaaring mag -lock sa napiling contact at sundin ang paggalaw nito. Ito ay lubos na binabawasan ang workload ng operator, dahil ang thermal camera ay nakadirekta ng mga pangunahing sensor ng pagsubaybay sa sisidlan. Maraming mga system ang gumagamit ng mga protocol ng NMEA upang ang camera ay tumugon sa posisyon ng radar cursor o awtomatikong nakasentro sa ARPA (awtomatikong radar plotting aid).

• Awtomatikong Pagsubaybay: Higit pa sa mga radar cues, ang ilang mga PTZ camera ay nag -aalok ng digital auto - pagsubaybay. Kapag ang isang target ay itinalaga sa view, ang processor ng camera ay maaaring patuloy na sundin ito nang walang karagdagang pag -input. Halimbawa, ang mga modelo ng M400XR at M500 ng FLIR ay may kasamang a VIDEO - TRACKER Mode: Kapag ang isang gumagalaw na bagay ay naka -lock sa view, pinapanatili ito ng system habang gumagalaw ito. Ang pagsubaybay na ito ay gumagana nang walang putol kung sa thermal o nakikitang mode, na pinapayagan ang isang operator na lumipat ng mga sensor nang hindi nawawala ang target. Ang Auto - Pagsubaybay ay napakahalaga para sa pagsubaybay sa mga bangka, tao, o paghahanap ng mga grids nang hindi patuloy na inaayos ang camera.

• Pinahusay na mga mode ng display: Ang mga thermal camera ay madalas na nagbibigay ng mga espesyal na palette at overlay. Halimbawa, "Instalert"Itinampok ang pinakamainit na lugar sa eksena (pangkulay ito pula/orange) at"Icealert"Mga marka ng hindi pangkaraniwang malamig na mga bagay (asul/berde). Ang mga mode na ito ay ginagawang mas madali upang piliin ang mga tao o sunog nang isang sulyap. Ang ilang mga sistema ay sumusuporta din sa mga target na katotohanan: e.g. Raymarine's Clearcruise ? overlay ais target, tsart waypoints, at mga navigational aid nang direkta sa live na thermal na imahe. intuitive pinagsama view ng thermal video at tsart data.

• Rugged Design: Ang mga camera ng PTZ ng Marine ay itinayo para sa lahat - operasyon ng panahon. Gumagamit sila ng hindi tinatagusan ng tubig, kaagnasan - lumalaban na enclosure at maaaring gumana sa matinding temperatura. Halimbawa, ang FLIR GIMBALS ay may kasamang auto - pag -activate ng mga heaters ng window upang maiwasan ang paghalay o icing sa window ng sensor. Tinitiyak nito ang isang malinaw na imahe kahit na ang spray ng dagat, ulan, o malamig ay maaaring kung hindi man ay hamog ang lens. Sa madaling sabi, ang mga yunit na ito ay inhinyero upang mabuhay ang mataas na dagat at matagal na paggamit sa dagat.

Mga aplikasyon sa Coast Guard at Maritime Law Enforcement

Paghahanap at Pagsagip: Ang mga thermal PTZ camera ay napakahalaga para sa SAR. Dahil nakikita nila ang init ng tao, tinutulungan nila ang mga tauhan na makahanap ng mga stranded o overboard na mga tao sa gabi o sa hindi magandang ilaw. Halimbawa, ang isang helikopter ng US Coast Guard ay nag -deploy ng isang flir pasulong - Naghahanap ng infrared camera sa isang paghahanap sa gabi para sa isang nawawalang hiker, na umaasang kunin ang init ng kanyang katawan laban sa madilim na lupain. (Habang hindi lahat ng paghahanap ay nagtatapos sa pagsagip, ang koponan ng FLIR sa kasong ito ay partikular na "ginamit na thermal imaging upang kunin ang anumang mga lagda ng init ng katawan".) Mas malawak, iniulat ng mga ahensya na hinahayaan sila ng thermal imaging Palawakin ang mga oras ng paghahanapWell nakaraang paglubog ng araw. Ang isang thermal imager ay maaaring makakita ng mga tao, life jackets, o kahit na iligtas ang mga apoy sa pamamagitan ng init lamang, na nagbibigay ng mga tagapagligtas ng isang kritikal na "pagsisimula ng ulo." Ang mga crew ng Coast Guard at kasosyo ay regular na umaasa sa mga camera na ito upang walisin ang mga baybayin, mga patlang ng yelo, o bukas na tubig 24/7, na makabuluhang pagtaas ng mga pagkakataon na makahanap ng mga nakaligtas.

Maritime Patrol at pagpapatupad ng batas:Ang mga guwardya ng baybayin at pulisya ng daungan ay gumagamit ng mga yunit ng thermal PTZ para sa mga nakagawiang patrol ng malalaking daanan ng tubig. Pinapayagan ng mga camera ang mabilis na pagtuklas ng mga iligal na aktibidad sa gabi - halimbawa, ang pag -spotting ng mga unlit na bangka sa pangingisda, smuggler, o hindi awtorisadong mga sasakyang -dagat na malayo sa baybayin. Ang tala ng FLIR na ang mga sistema tulad ng kanilang serye ng seaflir ay "mahalaga" sa araw - hanggang - mga misyon sa araw tulad ng mga patrol sa malayo sa pampang at maiwasan ang iligal na pangingisda. Ang mga dalubhasang sistema ay umiiral para sa interdiction: Ang SPI Corp. ay naglalarawan ng isang mahabang - saklaw ng maritime PTZ camera (ang serye ng M11) na malinaw na "na -optimize para sa mga aplikasyon ng maritime" at epektibo sa pagsubaybay sa mga daanan ng tubig para sa smuggling ng droga. Sa pagsasagawa, ang isang thermal patrol camera ay maaaring mag -scan ng isang madilim na baybayin o daungan at agad na ibunyag ang mga mainit na makina o mga tao na hindi nakikita laban sa itim na tubig. Ang pag -interdict ng mga smuggler o poachers sa gayon ay nagiging mas praktikal - ang mga opisyal ay maaaring subaybayan at ituloy ang mga ito bago sila lumapit sa baybayin.

Pag -iwas sa Navigation at Hazard: Kahit na sa labas ng mga tungkulin ng pagpapatupad, ang mga thermal PTZ camera ay nagpapabuti sa nakagawiang kaligtasan sa pag -navigate. Tumutulong sila sa mga tauhan na maiwasan ang mga pagbangga sa mga panganib na mahirap makita sa gabi. Halimbawa, ang mga lumulutang na labi, maliit na buoy ng pangingisda, o kahit madilim - Ang mga kulay na iceberg ay maaaring tumayo bilang mga kaibahan ng thermal. Habang inilalagay ito ng isang opisyal, ang mga thermal camera ay maaaring makakita ng "mga lumulutang na bagay, kabilang ang yelo, sa anumang kondisyon ng pag -iilaw". Gayundin, sa congested o glare - napuno na tubig (hal. Sunrise/Sunset), ang isang thermal view ay maaaring maputol sa pamamagitan ng optical glare upang ipakita ang iba pang mga lagda ng init ng barko. Sa pamamagitan ng pagsasama sa mga display ng nabigasyon, ang mga thermal camera ay maaari ring makita ang mga panganib sa pagbangga na kinilala ng radar, na inaalerto ang mga tripulante na gumawa ng pag -iwas sa pagkilos. Sa kabuuan, ang mga camera na ito ay kumikilos bilang isang malakas na gabi/mababang - light vision system para sa tulay ng barko, lubos na pinapahusay ang kaligtasan kapag ang kakayahang makita ay limitado.

Mga benepisyo para sa kaligtasan at seguridad ng maritime

Nagbibigay ang mga thermal PTZ camera bilog - ang - pangitain ng orasan at makabuluhang palawakin ang pagiging epektibo ng pagpapatakbo. "Binibigyan nila ang pagpapatupad ng batas ng kapangyarihan upang makumpleto ang mga misyon 24 × 7", dahil maayos silang gumagana sa kadiliman, takip -silim, at araw. Tandaan ng mga Crew na ang thermal imaging ay nagdaragdag ng isang tunay na "pang -anim na kahulugan" sa mga operasyon sa dagat. Halimbawa, kahit na ang maliit na pagkakaiba sa temperatura na ang mata ng tao ay makaligtaan na maging malinaw, kaya ang mga nagbabantay ay maaaring aktibong makita ang mga tao sa tubig o mga nakatagong mga sasakyang -dagat na lampas sa normal na saklaw ng ilaw. Ang mga thermal camera ay gumaganap din ng maaasahan sa masamang panahon - nakikita sa pamamagitan ng light fog, usok, ulan, o glare - kaya ang mga patrol ay hindi napipilitang tumayo kapag lumala ang mga kondisyon.

Ang pagsasama ng mga yunit ng thermal PTZ na may mga electronics ng shipboard ay nagbubunga a Kumpletuhin ang larawan sa situational. Ang mga camera ay maaaring mag -overlay ng thermal video na may data ng tsart at radar. Halimbawa, ang tampok na clearcruise AR ay nagsasama ng live na thermal video na may mga target na AIS at mga marker ng nabigasyon, kaya agad na kinikilala ng isang patroller kung ang isang mainit na blip ay isang friendly na barko ng kargamento o isang hindi kilalang bangka. Pinatay - To - Ang pagsasama ng cue ay nangangahulugang thermal, radar, at mga sistema ng tsart ay gumagana sa konsyerto, binabawasan ang workload ng operator. Sa bisa, ang camera ay nagiging isang lakas ng multiplier: ang isang operator na sinusubaybayan ang PTZ ay maaaring masakop ang isang lugar na kung hindi man kakailanganin ng maraming mga bangka o mga patrol.

Marahil ang pinakamahalaga, ang mga thermal PTZ system ay Buhay - Pag -save at Gastos - Epektibo. Iniulat ng mga ahensya na ang isang solong paghahanap - at - Ang tagumpay sa pagsagip ay madalas na nagbibigay -katwiran sa gastos ng kagamitan sa oras na nai -save. Tulad ng nabanggit ng isang tagasuri, "Ang isang solong misyon ng paghahanap at pagligtas ay maaaring magbayad para sa isang thermal imager sa tao - oras na matitipid lamang, hindi sa banggitin ang kakayahang i -save ang buhay ng isang tao". Sa mga totoong kaso, ang mga biktima na nakita nang mabilis sa pamamagitan ng init ay nailigtas na oras nang mas mabilis kaysa sa random na paghahanap. Sa pamamagitan ng pagbibigay ng maritime law enforcement at rescue team na ito pinahusay na pananaw - sa bisa ng "nakikita ang hindi nakikita" - ang mga thermal camera ng PTZ ay kapansin -pansing mapabuti ang kaligtasan para sa parehong mga sumasagot at sa publiko na pinoprotektahan nila.