Тепловизоры для производств и охранных систем: рынок на подъеме

Аналитики из агентства ReportLinker ожидают, что мировой рынок тепловизионных камер вырастет на 1,04 млрд долларов в течение 2022–2026 гг., со среднегодовым темпом роста 7,69% в течение прогнозируемого периода. Улучшение тепловизионного изображения является одним из основных драйверов рынка. Специалисты из компаний "ОКБ "Астрон", "АРМО-Системы", "Фотоника" и KARNEEV SYSTEMS оценили динамику российского рынка тепловизоров, назвали самые востребованные продукты и поделились рекомендациями при выборе оборудования.

Какие характеристики тепловизоров вы считаете главными? Почему именно на них следует обращать внимание при выборе тепловизора?

Владимир Попов, Астрон

Все зависит от функций вашего тепловизора: он охранный или медицинский? Каков размер объекта, который вы хотите обнаружить? Какова температура цели и фона? Этим определяются несколько параметров камеры. Оснащена камера охлаждаемым или неохлаждаемым датчиком?
Сегодня большинство мировых производителей неохлаждаемых тепловых детекторов (которые используются в тепловизорах) достигли уровня, который вполне удовлетворяет любым требованиям заказчика: размер пикселя 17–25 мкм, формат матрицы от 320х288 до 640х512 пк.
Подобные параметры являются оптимальными по соотношению "цена/качество" и останутся такими ближайшие 5–10 лет. Они обеспечивают оптимальную чувствительность камеры для практически любых задач охранного и медицинского тепловидения. Далее следуют характеристики сцены, за которой вам надо наблюдать. От этого зависят характеристики оптического тракта – выбранное фокусное расстояние и угловое поле зрения. Важное значение также имеет цена.

Олег Рубаненко, АРМО-Системы

Для радиометрических тепловизоров, эксплуатирующихся на производстве, важные характеристики – диапазон измерения температуры и точность замера. В промышленности это позволяет точно определить область, где поднялась температура, и не упустить момент, когда пора реагировать на ситуацию, пока она не вышла из-под контроля. В охранной сфере это помогает с высокой точностью выявить потенциально угрожающий объект, например человека, и "вычленить" его из фона (не все тепловизоры это могут). Не менее важен угол обзора, определяемый выбранным объективом с его фокусным расстоянием. У подавляющего большинства тепловизионных камер фиксированный объектив, делать его моторизованным довольно дорого. От объектива зависит размер контролируемой площади. Заслуживает внимания разрешение сенсора и картинки.
Среднее разрешение тепловизионной матрицы – QVGA, дороже модели с показателем VGA. Разрешение результирующего изображения от тепловизора может интерполироваться в некоторых пределах, и для большинства целей тепловизионного наблюдения этого на данный момент достаточно.

Сегодня большинство мировых производителей неохлаждаемых тепловых детекторов достигли уровня, который вполне удовлетворяет любым требованиям заказчика: размер пикселя 17–25 мкм, формат матрицы от 320х288 до 640х512 пк. Подобные параметры являются оптимальными по соотношению "цена/качество" и останутся такими ближайшие 5–10 лет.

Павел Демидов, Фотоника

Разрешение – безусловно, главная характеристика. Именно этим определяется способность обнаружить, распознать и идентифицировать объект на той или иной дистанции в зависимости от фокусного расстояния объектива. Чувствительность тоже важна, но даже прибор с низким NETD можно угробить в погоне за габаритами изделия вкупе с объективом: компактные объективы имеют очень низкую апертуру, даже F1.4 понижает чувствительность тепловизора в два раза.

Дмитрий Карнеев, KARNEEV SYSTEMS

Технические характеристики тепловизоров давно всем известны. Сейчас уже немодно смотреть на разрешение, частоту, интерфейсы и пр. Мир меняется, и тепловизоры вместе с ним. Вот, например, вы знаете, какая тактовая частота процессора у последнего iPhone? Я с вероятностью 99,9% думаю, что не знаете.
Потому что это вам уже не важно. Это напрямую не влияет на ваши фото и селфи, общение в мессенджерах и просмотр YouTube. Те, кто постарше, помнят компьютеры Pentium. Вот 20– 30 лет назад было важно, у вас Pentium 100, 133 или 200. Цифры означали тактовую частоту процессора, чем больше – тем круче, игры быстрее загружались, и графика на них была пошустрее, а текстовый редактор "Лексикон" работал на них всех абсолютно одинаково.
Изменилась парадигма, сейчас важно, что может ваш тепловизор, сколько стоит, насколько удобен, как быстро его можно купить, как быстро отремонтировать. Для России теперь есть еще один параметр – санкционная устойчивость. Я считаю, что вот это и есть главные параметры тепловизоров в настоящем мире.

Что происходит на данный момент с рынком тепловизоров? Как влияют на этот рынок санкции и другие обстоятельства?

Владимир Попов, Астрон

В целом, по нашим ощущениям, рынок тепловизоров находится на подъеме несколько последних лет. Это связано со все увеличивающимся у потребителей пониманием возможностей тепловизора и прогрессом в области их производства, что ведет цены вниз. Но за последнее время, в связи с беспрецедентным санкционным давлением на нашу страну, выдвинулись на первый план задачи, которые раньше стояли не так остро.
В первую очередь это гарантированность поставки и дальнейшего обслуживания тепловизоров.
Я убежден, что задачу можно решить только одним способом – производством и эксплуатацией отечественных тепловизоров. Помимо очевидных причин, связанных с прямой невозможностью поставок импортного оборудования, существует еще одна характеристика, которая важна, даже если поставка импортного оборудования в каких-то случаях возможна, например, из Китая. Это то, что экономисты называют "совокупная стоимость владения" или "стоимость жизненного цикла" (англ. total cost of ownership, TCO). Это общая величина затрат, которые вынужден нести владелец тепловизионной системы.
С момента начала работы до момента исполнения владельцем полного объема обязательств, связанных с владением. Вот эта величина для отечественных тепловизоров всегда будет ниже, чем в любом другом случае.

Олег Рубаненко, АРМО-Системы

Действующие ограничения в разной степени влияют на различные сферы жизни и бизнеса. Это как сложности в браке: для одних – повод расстаться и найти новых партнеров, для других – развивать отношения на новом уровне. Что же касается тепловизионных решений, на мой взгляд, рано оценивать ситуацию и делать прогнозы по рынку в целом. Все зависит от надежности канала поставок и изобретательности логистов: если все работает слаженно, негативное влияние не будет заметно, по крайней мере, клиентам.

Павел Демидов, Фотоника

На мой взгляд, наиболее актуальная проблема – коронавирусные спекулятивные цены на электронную компонентную базу (ЭКБ) в мире. Этой проблеме уже два года. Для тех, кто не использует известные французские матрицы или американские ПЛИС, а строит свои разработки на китайских компонентах, санкционных проблем не должно быть: наоборот, это время возможностей.

Дмитрий Карнеев, KARNEEV SYSTEMS

Если говорить про рынок тепловизоров, то я бы его разделил так: мировой, американский и китайский. По сути, ситуация стандартная, как и для любого другого технического оборудования. В Америке выпускаются самые технологически совершенные модели, Китай работает в массовом сегменте, а другие страны занимают локальные ниши для конкретных применений.
Российский рынок делится на военный и гражданский. Про военный мы не будем говорить в рамках этого проекта, а в гражданском я не наблюдаю каких-либо особых изменений, кроме переключения на китайский сегмент после введения санкций. В принципе это для нашего гражданского рынка ничего не меняет, страдают только некоторые научные направления, для которых производились тепловизоры только на Западе, но я думаю, бизнесмены с этим справятся.

Тенденция спроса на промышленные биспектральные IP-камеры для работы в составе систем наблюдения объектов топливно-энергетического комплекса и смежных отраслей стимулирует производителей расширять линейки оборудования и предлагать передовые и реально перспективные решения.

В предыдущие два года значительный рост показал сегмент тепловизоров с функцией измерения температуры тела. Какие виды тепловизоров наиболее востребованы сейчас? Какие перспективы у тепловизоров промышленного назначения?

Владимир Попов, Астрон

Тепловизоры для быстрого измерения повышенной температуры в людском потоке, невзирая на то, что вопросы пандемии в общественном сознании сейчас отодвинулись на второй план, как мне кажется, будут нужны. Ведь сама проблема никуда не делась. По оценкам аналитического агентства Yole Development, в 2020– 2021 гг. уровень продаж таких тепловизоров в мире подскочил с практически нулевой отметки до 1,2 млн шт. в год, а в 2022 г. снизится до 55 тыс. шт. Но в 2023 г. ожидается спрос на 63 тыс. шт., в 2024 г. – на 69 тыс. шт., в 2025 г. – на 76 тыс. шт. и т.д. Это неудивительно: вызовы, связанные с пандемиями, с людьми, останутся надолго, тепловизор всего лишь будет дополняться иными функциями – контролем дыхания, сердцебиения и др. А что касается промышленных тепловизоров, то их время, мне кажется, только наступает. Их функции на опасных производствах трудно переоценить.

Олег Рубаненко, АРМО-Системы

Ажиотажный спрос на устройства для дистанционного измерения температуры тела человека, вызванный пандемией, сходит на нет, хотя тема полностью не закрыта. Перспективы тепловизоров в этой области напрямую связаны не только с эпидемической обстановкой, но и с развитием конкурирующих продуктов, таких как биометрические считыватели с функцией контроля температуры. Сегмент традиционных тепловизоров продолжает развиваться, появляется больше моделей с радиометрическими функциями и со встроенной видеоаналитикой, для которых открываются все новые сферы применения.
Актуальная тенденция спроса на промышленные биспектральные IP-камеры для работы прежде всего в составе систем наблюдения объектов топливно-энергетического комплекса и смежных отраслей стимулирует производителей расширять линейки оборудования и предлагать передовые и реально перспективные решения.

Павел Демидов, Фотоника

К счастью, надувательство на популярной теме закончилось, многие хайпанули на пандемии...
Сегодня наблюдается всплеск запросов на тепловизоры с функцией измерения высоких температур именно для промышленного применения – в металлургии, нефтепереработке и т.д. Связано это непосредственно с невозможностью поставок европейских и американских тепловизоров, клиент требует импортозамещения!

Дмитрий Карнеев, KARNEEV SYSTEMS

Объем продаж тепловизоров с функцией измерения температуры тела как быстро вырос, так и быстро упал. Сейчас такие приборы применяют очень утилитарно, только по мере необходимости, где они должны быть законодательно. Подрастает сегмент промышленных тепловизоров.
В этом сегменте, как и в автомобилях сейчас, тренд на китайские бренды, после ухода западных компаний. Сам рынок уже достаточно зрелый, я не предвижу тут серьезных изменений.

Есть ли смысл в попытках распознавания лиц с помощью тепловизоров? В чем преимущества и недостатки этой технологии в сравнении с распознаванием лиц обычными видеокамерами?

Владимир Попов, Астрон

Смысл, мне кажется, есть. И не только чисто прикладной. Одна из основных проблем современного тепловидения состоит в том, что при использовании классических тепловизионных систем практически невозможно определить мелкие детали наблюдаемого объекта, например человеческого лица. Классические термограммы не обладают достаточной информативностью для того, чтобы определить детали внутри теплового контура лица. В длинноволновом ИК-диапазоне спектра пятно рассеяния объектива существенно превышает размеры пикселя, что приводит к уменьшению разрешения и "размазыванию" изображения. Для повышения эффективности может быть использован искусственный интеллект с функцией обучения.
Он сравнивает видимое изображение с библиотекой имеющихся у него образов. Кроме того, для повышения эффективности может быть использован поляризационный контраст, обусловленный различием коэффициентов излучения объекта для компонентов этого излучения, поляризованных в плоскости выхода его из поверхности объекта и перпендикулярно ей. Это позволяет сформировать тепловое изображение, содержащее гораздо больше важных для человеческого глаза деталей внутри теплового контура объекта. Становится возможной автоматическая идентификация лица в ночное время.

Олег Рубаненко, АРМО-Системы

Изображение от тепловизионной камеры изначально не рассчитано на распознавание лиц, тепловизоры должны решать другие задачи: обнаруживать издалека попытки вторжений на подконтрольные территории, оповещать о появлении людей и транспорта в неразрешенных локациях, фиксировать температурные аномалии в производственных помещениях и в ходе технологических процессов. Поэтому распознавание лиц с помощью обычного тепловизора видится скорее лабораторным экспериментом, чем рабочим инструментом.
Другое дело – биспектральные камеры, комбинирующие данные от тепловизионного сенсора и модуля видимого диапазона с достаточными для этой цели разрешением матрицы, светочувствительностью и др. В этом случае при использовании современных средств видеоаналитики распознавание лиц действительно возможно.

Павел Демидов, Фотоника

Смысла абсолютно нет. Еще 15 лет назад зарубежные партнеры убеждали клиента в том, что тепловизор сохраняет конфиденциальность и права человека в системах CCTV (видеонаблюдения), поскольку не может идентифицировать человека по лицу. Преимуществ я не вижу, а недостаток – это цена за прибор, поскольку, на мой взгляд, требуется очень высокое разрешение, высокая чувствительность, а также необходимо обеспечить крупный план лица и его неподвижность.

Дмитрий Карнеев, KARNEEV SYSTEMS

Распознавание лиц с помощью тепловизора обречено на провал. Этот прибор не дает достаточной визуальной разностной информации между лицами людей, чтобы по каким-то критериям их хоть как-то различать. Тепловизоры – это точно не про распознавание лиц. Чтобы вбить еще один гвоздь, скажу, что даже само название "тепловизор" не предполагает наличие у этого прибора возможностей для распознавания лиц. Сегодня на лице одна температура, завтра другая, то человек вышел из комнаты с кондиционером и лицо условно "холодное", то человек вышел из спортзала и лицо еще и потное. Каждый раз будет разное изображение и разная температура на лице одного и того же человека.

Ожидаете ли вы в ближайшие годы массовый выпуск отечественных неохлаждаемых микроболометрических матриц?

Владимир Попов, Астрон

Могу сказать, что ОКБ "Астрон" – единственный отечественный производитель неохлаждаемых микроболометрических матриц. Уверен, что выпуск отечественных матриц на уровне, который полностью обеспечит потребности отечественного потребителя, возможен.

Олег Рубаненко, АРМО-Системы

В настоящий момент такая тенденция не просматривается. Не секрет, что ведущие производители микроболометров находятся не в России, и потребность в данном оборудовании обеспечивалась в формате закупки. Отечественные разработчики, безусловно, вносят свой посильный вклад, но для их по-настоящему массового выпуска, как и любых других сложных устройств, требуются шаги на государственном уровне. Потребность у рынка есть, дело за ресурсами для удовлетворения.

Павел Демидов, Фотоника

К сожалению, не ожидаю. Увы и ах...

Дмитрий Карнеев, KARNEEV SYSTEMS

Я вообще не ожидаю в ближайшие годы какого-либо массового производства в России приборов на технологиях, которых не было в России до 2022 г., и неохлаждаемые микроболометрические матрицы не исключение.
Будучи студентом, я проходил практику на московском предприятии НПО "Орион" – флагмане СССР по различным детекторам. Изучал процессы фотолитографии и оборудования для нее (это как раз по теме матриц).
Сейчас офис моей фирмы находится в одном километре от этого предприятия на шоссе Энтузиастов. Каждый раз, проезжая мимо, вспоминаю те времена, и мне становится грустно, так как сейчас все здания закрыты, обветшали и выставлены на продажу…

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" №3/2022

Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>

Фото ru.freepik.com