08/04/20
На актуальные вопросы о тепловизорах ответил Дмитрий Шатунов, заместитель генерального директора по производству АО "ОКБ "АСТРОН".
– Опишите тенденции на рынке тепловизоров. Повлияет ли на него эпидемия коронавируса?
– Мировой рынок тепловизоров (будем говорить для определенности только о неохлаждаемых тепловизорах) растет и, по оценкам экспертов (например, Yole Development), уже к 2022 г. составит 1,6 – 1,7 млн штук. Из них тепловизоры военного назначения составят менее 0,2 млн штук. Все остальное – это тепловизоры для гражданских целей: системы охраны предприятий, муниципальные и частные охранные системы, тепловизоры в домовладениях. В России этот процесс только начинается, но крупные компании (например, РЖД, "Газпром" и пр.) давно и активно их используют. Что касается эпидемии коронавируса, то ответ на этот вопрос мы ежедневно видим на экранах телевизоров. Конечно, спрос резко вырос и тепловизоры для точного измерения температуры из небольшого сегмента рынка, который совсем недавно в мире составлял около 20%, а в России – около 1% от всего количества тепловизоров, превратился в большой и важный. Вероятно, что и после окончания пандемии, эпидемиологическая угроза займет в общественном сознании такое же место, какое после терактов в Нью-Йорке 11 сентября 2001 г. заняла террористическая угроза. Нельзя исключать появление в аэропортах биометрического контроля в дополнение к существующим протоколам авиационной безопасности и прочих новшеств. Я думаю, что это подтолкнет очень важный процесс. Сегодня широкому распространению тепловизоров препятствует их сравнительно высокая цена, в первую очередь микроболометров. Производство микроболометров сегодня, несмотря на все успехи, остается процессом дорогим и сложным. В идеале, чтобы изготовить микроболометр от начала до конца, необходимо применение групповых технологий, как это делается с микросхемами, которые изготавливаются тысячами на одной пластине в едином цикле. Тогда микроболометр станет недорогим, как сегодня бытовая флешка. Уверен, что этот процесс ускорится.
– В каких областях использование тепловизоров наиболее целесообразно?
– Это:
- технические средства охраны (слежение, сопровождение, обнаружение);
- медицина (сегодня самое актуальное);
- животноводство, ветеринария;
- ночная охота (прицелы).
- бытовая сфера и сфера энергетики (трансформаторные подстанции, изоляторы, утечка тепла в жилых домах/коттеджах/офисах);
- сервисное и ремонтное обслуживание солнечных электростанций (для выявления неисправных компонентов).
– Чем встроенная видеоаналитика у тепловизоров отличается от встроенной видеоаналитики у обычных камер?
– Тепловизоры выдают значительно более контрастное изображение человека на пестром (в видимом спектре) фоне. Фон в тепловизионных изображениях равномернее, не такой пестрый, как в видимом диапазоне, а объекты не имеют теней. Контраст объекта с фоном выше, чем в видимом диапазоне, поскольку чаще всего объекты теплее фона. При сходных с видеокамерой углах зрения за счет более высокого контраста тепловизор способен видеть человека на более дальних расстояниях, что выгодно сказывается на эффективности системы наблюдения в целом.
– Эффективно ли распознавание людей при помощи тепловизоров?
– 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. Для повышения эффективности может быть использован искусственный интеллект с функцией обучения. Он сравнивает видимое изображение с библиотекой имеющихся у него образов. Исследователи несколько лет ведут разработку технологии, которая позволяет находить соответствие между тепловой картой лица и фотографиями видимого диапазона в биометрических базах данных. Становится возможной автоматическая идентификация лица в ночное время с использованием камеры, снимающей в инфракрасном диапазоне, и нейросети глубокого обучения. Кроме того, для повышения эффективности может быть использован поляризационный контраст, обусловленный различием коэффициентов излучения объекта в рабочем диапазоне канала для компонентов этого излучения, поляризованных в плоскости выхода его из поверхности объекта и перпендикулярно ей. Это позволяет сформировать тепловое изображение объекта, содержащее гораздо больше важных для человеческого глаза деталей внутри теплового контура объекта. Поэтому – да, распознавание людей тепловизором скоро станет возможным. Мы у себя разработали и изготовили концепт неохлаждаемого микроболометра с опцией формирования и регистрации поляризованного излучения. Это необычайно любопытное направление развития.
– На какие характеристики следует обращать внимание заказчикам при выборе тепловизора?
– В зависимости от применения:
- Для измерения в строительстве, медицине и обслуживания промышленных или бытовых коммуникаций важна точность измерения, наличие в тепловизоре дисплея для отображения информации, возможности сохранять информацию на устройстве и температурный диапазон измерения.
- Для технических средств охраны основные характеристики – тип матрицы, фокусное расстояние, чувствительность матрицы, углы обзора
Если прибор ручной, важны его габариты, вес и время работы в автономном режиме.
– Какой разрешающей способности можно ожидать от тепловизоров через 10 лет?
– Формат микроболометра 640×512 элементов при шаге 15 мкм является в настоящее время основным форматом и, по-видимому, по соотношению "цена–качество" на ближайшие 5–10 лет он таковым и останется. Ведущими разработчиками в качестве коммерчески доступного достигнут формат 1280×1024 элементов. В настоящее время цены на такие матрицы достаточно высоки и не позволяют разработчикам аппаратуры осуществить массовый переход на него. Однако уже к 2025 г. такой переход произойдет. Будут также созданы матричные массивы фоточувствительных элементов с уменьшенным вплоть до 5 мкм шагом элементов, обеспечивающих их гибридизацию с кремниевыми мультиплексорами. В целом через пять лет можно ожидать появления тепловизоров с разрешением 4–5 Мпкс.
– Целесообразно ли использование в видеонаблюдении тепловизора без дополнительной телекамеры видимого диапазона?
– Почему нет. Все зависит от конкретной цели… Мы, например, разработали комплекс для автоматизированного бесконтактного определения людей с повышенной температурой тела в местах скопления. Он предлагается в двух вариантах – с тепловой и видеокамерой и только с тепловизионной камерой. Можно представить себе ситуацию, когда заказчик захочет иметь только тепловизионный канал с функцией оповещения о чрезвычайной ситуации, например, для ежедневного контроля состояния фиксированной группы людей (проходная предприятия).
