Strutture avanzate Produzione efficienteCon la crescente domanda di sorveglianza notturna nel progetto del sistema di videosorveglianza di sicurezza, le telecamere a infrarossi sono entrate nel mercato mainstream delle telecamere e il volume delle vendite aumenta di giorno in giorno. I problemi nell'applicazione della tecnologia di visione notturna a infrarossi sono gradualmente esposti.
Infatti, la tecnologia di visione notturna è una tecnologia optoelettronica che consente l'osservazione notturna mediante dispositivi di imaging optoelettronici. Include visione notturna a bassa luminosità e visione notturna a infrarossi: la tecnologia di visione notturna a bassa luminosità è una sorta di tecnologia per la visione notturna con tubo di miglioramento dell'immagine, che migliora effettivamente l'immagine del bersaglio debole illuminata dalla luce notturna per l'osservazione. Tecnologia di imaging fotoelettrico. Qui si parla principalmente di tecnologia di visione notturna a infrarossi attiva, che è una sorta di tecnologia di visione notturna che realizza l'osservazione illuminando e utilizzando attivamente la luce a infrarossi della sorgente a infrarossi di riflessione target. L'attrezzatura corrispondente è un apparato per la visione notturna a infrarossi attivi e il nucleo reale è la telecamera a infrarossi.
La combinazione tra la sorgente di luce a infrarossi, la fotocamera composta dal sensore di immagini fotoelettrico non diretto o il sensore di immagine CMOS e l'obiettivo richiesto per l'immagine di imaging sono i tre fattori principali che dominano l'effetto di monitoraggio notturno della telecamera a infrarossi.
In primo luogo, la scelta della sorgente di luce a infrarossi
La luce infrarossa è una luce invisibile con una lunghezza d'onda superiore a 780 nm. In generale, ci sono tre metodi per produrre questa luce invisibile.
1. Utilizzare direttamente la luce a infrarossi di lampade a incandescenza o allo xeno. Cioè, il filtro della luce visibile è installato sulle due lampade per filtrare la luce visibile e vengono emessi solo i raggi infrarossi invisibili;
2. Utilizzare LED a diodi emettitori di luce a LED o array di LED per generare luce a infrarossi. Tali dispositivi generano luce infrarossa ricombinando elettroni e fori in un semiconduttore di arseniuro di gallio (GaAs);
3. Utilizzare diodo laser a infrarossi LD, può anche essere utilizzato come sorgente di luce a infrarossi. Tuttavia, è necessario eccitare o pompare gli elettroni in uno stato di energia inferiore a uno stato energetico più elevato e mantenere la luce infrarossa di radiazione stimolata invertendo una grande quantità di distribuzione delle particelle e risonando.
Il primo tipo di sorgente di luce è una sorgente di luce infrarossa termica e il suo più grande vantaggio è che può essere trasformato in una potenza relativamente grande e un ampio angolo di irradiazione, in modo che la distanza di irradiazione sia lunga. Il più grande difetto è che contiene componenti di luce visibile, cioè c'è tempesta rossa e la vita di servizio è breve. Se lavori 10 ore al giorno, 5000 ore possono essere utilizzate solo per più di un anno. Se si considera una dissipazione del calore insufficiente, l'aspettativa di vita è breve. Al fine di migliorare la durata della lampada a raggi infrarossi di radiazione di calore, è necessario utilizzare anche un circuito interruttore di controllo della luce per ridurre il tempo di lavoro. Inoltre, è stato aggiunto un circuito dell'interruttore di ritardo per impedire l'interferenza della luce ambientale.
Il secondo è una lampada a raggi infrarossi composta da un array di LED all'arseniuro di gallio semiconduttore, in particolare un chip LED Array integrato di tipo array che viene ora sviluppato utilizzando una nuova tecnologia. La sua matrice LED ha un'uscita ottica di 800mw-1000mw, che è diventata una sostituzione per i normali LED. La matrice LED ha un angolo di mezza potenza di 10-120 ° (angolo variabile).
Poiché il LED-Array è un LED altamente integrato e la dimensione è solo una moneta da un penny, può illuminare uniformemente l'intero spazio al chiuso, con una durata di 50.000 ore. È stato originariamente utilizzato negli aerei dell'aviazione. Negli ultimi anni, grazie allo sviluppo del mercato del monitoraggio notturno civile, la matrice LED si è gradualmente spostata sul mercato civile, diventando una scelta ideale per il monitoraggio notturno di alta qualità.
Sebbene i LED a infrarossi e gli array di LED abbiano eliminato le sorgenti di luce infrarossa termica, è necessario selezionare sorgenti di luce LD a infrarossi per il monitoraggio di scene a distanze ultra-lunghe di oltre 1 km. Perché i laser a semiconduttore hanno una maggiore luminosità e una migliore direttività rispetto ai LED.
In generale, prestare attenzione ai seguenti punti quando si seleziona una sorgente a infrarossi.
A, la selezione della distanza della luce a infrarossi dovrebbe lasciare un margine
Quando si seleziona una lampada a infrarossi, prestare particolare attenzione alla differenza tra la distanza nominale e la distanza di irradiazione effettiva. Poiché alcuni produttori hanno una distanza visibile nominalmente ampia, è necessario eseguire test effettivi quando si seleziona la distanza di irraggiamento della lampada IR e un margine sufficiente è necessario per rendere affidabile l'illuminazione della scena osservata.
B. Dovrebbe essere selezionata la fonte della fonte di corrente costante.
Poiché il LED è un dispositivo a corrente, la sua luminanza e potenza sono proporzionali alla corrente del convertitore, non alla tensione. Pertanto, al fine di mantenere costante l'intensità luminosa, è necessario utilizzare una sorgente luminosa pilotata da una fonte di corrente costante.
C, per scegliere una buona fonte di calore
Poiché il tubo emettitore di luce ha il problema della generazione di calore e della dissipazione del calore, in particolare la sorgente luminosa con una grande distanza di potenza è grande, quindi è necessario selezionare una sorgente luminosa con una buona dissipazione del calore per garantire un funzionamento stabile e affidabile.
D. Per utilizzare una sorgente di luce a infrarossi con un circuito di alimentazione del circuito di controllo automatico dell'interruttore di controllo della luce e separato dal pannello di illuminazione
Poiché il circuito di alimentazione della lampada a infrarossi non è separato dalla piastra della lampada, il calore generato dal funzionamento del tubo emettitore di luce influenza le prestazioni del componente del circuito di alimentazione, provocando in tal modo l'illuminazione dell'emissione di luce tubo per essere instabile. Con il circuito dell'interruttore a luce controllata, è possibile realizzare la luce a infrarossi. Le luci sono spente durante il giorno e aperte di notte.
E, per scegliere la luce a infrarossi in base alla distanza di monitoraggio
Poiché il LED a infrarossi può essere montato sull'obiettivo, può essere utilizzato con la termocamera ad infrarossi o direttamente sull'involucro attorno alla fotocamera e all'interfaccia dell'obiettivo. Ovviamente, questi due gruppi hanno meno LED a infrarossi, e la distanza che sono illuminati non è certo lontana da quella di una lampada a LED a infrarossi separata. Generalmente, più di 50 m, è meglio usare una luce a infrarossi separata, e l'altro LD è usato per l'illuminazione notturna di una scena di monitoraggio con una distanza superiore a 1 km, ma il raggio del LD è sottile e forte, quindi che il raggio infrarosso illumina una certa gamma di scene, utilizzare È anche necessario espandere il raggio attraverso una lente di espansione del raggio.
In secondo luogo, la scelta della fotocamera
Allo stato attuale, il dispositivo fotosensibile della fotocamera ha due tipi di CMOS e CCD. Come il CCD, anche il chip del sensore di immagine CMOS risponde alle onde luminose a infrarossi, ma è molto più sensibile del chip del sensore di immagine CCD nell'intervallo 890-980 nm e il gradiente di attenuazione è più lento all'aumentare della lunghezza d'onda. Con il rapido sviluppo dei chip di immagine CMOS, il segnale di rumore è stato ulteriormente ridotto e sono disponibili anche fotocamere CMOS a livello di stella. Pertanto, non è necessariamente limitato alla selezione di telecamere CCD e può essere pienamente utilizzato per selezionare i rispettivi vantaggi. In generale, i punti di selezione della telecamera a infrarossi sono i seguenti.
A, dovrebbe scegliere una telecamera a bassa illuminazione, i suoi requisiti di illuminazione sono generalmente ≤ 0.02Lux
Alcuni produttori o fornitori di fotocamere riportano falsamente l'illuminazione minima, in modo che la distanza effettiva della visione notturna sia notevolmente ridotta, quindi è meglio testare in modo specifico.
Le telecamere di sensibilizzazione a livello stellare e luminoso possono funzionare in condizioni molto buie, ma alcune aree con piccoli coefficienti di riflessione non sono ancora disponibili, come i deserti, le aree verdi e le aree forestali. In questo caso, è necessaria una videocamera per visione notturna a basso livello di luce accoppiata direttamente con un pannello in fibra e un cono di luce con un intensificatore di immagine ad alte prestazioni e un CCD in bianco e nero CCIR. In breve, minore è l'illuminazione, meglio è. Poiché al momento non è standardizzato, è impossibile credere che l'illuminazione minima della fabbrica sia nominale. È meglio testare in condizioni pratiche. Generalmente, il fabbisogno di illuminazione è generalmente ≤ 0,02 Lux.
B. La dimensione del sensore di immagine della telecamera a infrarossi selezionata è la più ampia possibile.
Poiché 1/4 di CCD non può essere utilizzato per l'effettiva distanza della visione notturna a infrarossi superiore a 15 m, poiché il flusso luminoso di 1/4 di CCD è solo del 50% di 1/3 di CCD. La dimensione del CCD è grande e il flusso luminoso ricevuto è ampio; la dimensione del CCD è piccola e il flusso luminoso ricevuto è piccolo. Pertanto, la telecamera per la visione notturna seleziona 1/2 del CCD e 1/3 del CCD può essere testato, ma è assolutamente impossibile selezionare 1/4.
C, la termocamera ad infrarossi deve avere l'otturatore elettronico automatico e la funzione di controllo automatico del guadagno (AGC)
A causa di queste funzioni, il segnale può essere regolato in uno stato migliore per soddisfare l'effetto di osservazione.
D, necessità di coprire l'occasione per scegliere la fotocamera ultra-miniaturizzata CMOS
Grazie al basso consumo energetico, all'integrazione elevata e alle dimensioni ridotte, è possibile utilizzare solo i sensori di immagine CMOS, quindi può essere trasformato in un pulsante della camicia e una fotocamera CMOS con dimensioni del pulsante. Accoppiato con la miniaturizzazione della sorgente a infrarossi corrispondente e l'introduzione di batterie ad alte prestazioni, il terzo occhio sarà ovunque. In questo modo, con un paio di occhiali per la visione notturna e un cappello con una sorgente a infrarossi e una fotocamera ultra-miniaturizzata CMOS, la notte sarà bianca. Ovviamente, questo cambierà il volto della nostra intera vita sociale.
E, corrispondente alla fotocamera con un piccolo alimentatore regolato
La scelta dell'alimentazione della telecamera dovrebbe prestare attenzione ai seguenti due punti.
1. Selezionare l'alimentatore regolato. Poiché l'AC220V della rete è instabile, se solo un trasformatore con una corrente alternata di 12V è selezionato e non stabilizzato, il circuito nella telecamera sarà instabile, il che renderà la fotocamera instabile e le prestazioni richieste non soddisfano i requisiti.
2. È meglio scegliere un piccolo alimentatore che sia più del doppio della corrente della telecamera. Se la corrente della fotocamera è 200 mA o 250 mA, di solito è sufficiente selezionare 500 mA. Se la selezione è troppo grande, come 1A per una fotocamera, il volume è troppo grande e il prezzo è troppo costoso; se è troppo piccola, la corrente della fotocamera potrebbe essere calda (perché il tempo di lavoro continuo è troppo lungo) e influire sull'affidabilità e sulla vita operativa.
In terzo luogo, la scelta dell'obiettivo, ecc.
L'obiettivo della fotocamera è l'apparecchiatura chiave della telecamera a infrarossi. La sua qualità (indicatore) influisce direttamente sull'effetto di imaging del sistema. Pertanto, se la selezione della lente è appropriata è correlata alla qualità del sistema e al costo di ingegneria. Pertanto, prestare attenzione ai seguenti punti quando si sceglie un obiettivo:
A, la migliore scelta di lenti a infrarossi
A causa della normale lente ottica, la luce infrarossa riflessa dall'obiettivo non può essere efficacemente focalizzata sulla superficie del CCD e l'effetto della visione notturna a infrarossi è notevolmente ridotto, quindi è preferibile utilizzare la lente a infrarossi. Soprattutto per le telecamere nere a colori che girano, è impossibile rendere coerenti i piani focale di sorveglianza diurna senza utilizzare una lente a infrarossi, in modo che le immagini diurne e notturne non possano essere mantenute chiare.
B. La dimensione di imaging dell'obiettivo selezionato è preferibilmente uguale alla dimensione del sensore di immagine nella fotocamera.
La dimensione dell'obiettivo selezionato deve essere uguale alla dimensione del sensore di immagine nella fotocamera. Se la dimensione del sensore di immagine è 1/2 ", la dimensione dell'immagine dell'obiettivo deve essere 1/2".
Quando le dimensioni delle immagini dell'obiettivo sono maggiori delle dimensioni della superficie fotosensibile della fotocamera, l'immagine non sarà interessata, ma l'angolo di visione reale dell'immagine è inferiore al campo nominale di visione dell'obiettivo e quando la dimensione dell'immagine di l'obiettivo è più piccolo di quello della fotocamera Quando il formato è piccolo, influisce sull'immagine e l'immagine è circondata dal barilotto dell'obiettivo e gli angoli neri appaiono ai quattro angoli dell'immagine.
Si può notare che per 1/3 "è possibile selezionare obiettivi da 1/3", 1/2 "e 2/3"; per 1/2 "telecamere, 1/2", 2/3 "può essere selezionato.L'obiettivo, ma non l'obiettivo 1/3.Poiché il CCD è come un occhio umano, l'obiettivo è come gli occhiali delle persone, gli occhiali sono troppo piccolo, gli occhi non vedranno le cose circostanti.
C, l'obiettivo migliore e il metodo di installazione dell'interfaccia della fotocamera
L'interfaccia tra l'obiettivo e la telecamera è installata in due tipi: di tipo C e di tipo CS. I due sono i migliori Se si sceglie un obiettivo di tipo C, è necessario aggiungere un anello di 5 mm di spessore. Se si collega direttamente alla telecamera di interfaccia CS senza aggiungere un anello, la superficie dello specchio posteriore dell'obiettivo potrebbe toccare il vetro protettivo della superficie sensibile del CCD, che potrebbe danneggiare la telecamera CCD. Questo è particolarmente evidente nell'uso pratico.
D, è meglio scegliere una lente automatica per adattarsi ai grandi cambiamenti nell'illuminazione diurna e notturna
A causa del monitoraggio diurno e notturno, l'illuminazione varia notevolmente, quindi è meglio utilizzare un obiettivo con diaframma automatico che cambia automaticamente in base all'illuminazione per mantenere l'immagine nitida.
E, la risoluzione dell'obiettivo e la trasmittanza devono soddisfare i requisiti
La risoluzione delle immagini utilizzate deve essere maggiore della risoluzione della fotocamera, altrimenti non sarà possibile ottenere la nitidezza richiesta. E la trasmittanza della lente nell'obiettivo è migliore, cioè l'attenuazione della luce è molto piccola.
F, monitorando la distanza di oltre 1 km, è inoltre necessario utilizzare la lente collimatrice di espansione del raggio laser
In base alle dimensioni e alla distanza della scena da osservare, selezionare la lente collimatrice espandente del raggio laser appropriato in modo che il raggio laser possa illuminare la scena da monitorare, in modo che la luce riflessa della scena di monitoraggio possa essere ricevuta dalla telecamera.
G. Prestare attenzione alla copertura protettiva del vetro della finestra con buone prestazioni.
Oltre alla scelta di lampade a infrarossi, fotocamere e obiettivi, è necessario prestare attenzione anche alle considerazioni generali relative a coperture protettive e alimentatori. Poiché la copertura protettiva ha un effetto sull'effetto della lampada a infrarossi, come la luce infrarossa che passa attraverso diversi media, la trasmittanza e la riflettività sono diverse. Ad esempio, il vetro di una finestra diversa, in particolare il vetro con sbrinamento automatico, ha una diversa attenuazione della luce a infrarossi, quindi è necessario fare attenzione a selezionare una copertura protettiva con un buon vetro.
In quarto luogo, la conclusione
Da ciò si può osservare che le tre sorgenti di luce a infrarossi hanno i loro vantaggi e svantaggi, ma la sorgente di luce termica infrarossa viene sostanzialmente eliminata dal LED a infrarossi e dalla sorgente di luce a matrice di LED. Poiché la matrice LED può essere utilizzata anche per illuminare completamente la distanza di diverse centinaia di metri di scene di monitoraggio. Per quanto riguarda la scena di monitoraggio a ultra-lunga distanza di 1 km o più, è meglio usare una sorgente di luce LD a infrarossi. A causa della sua elevata luminosità, un LD supera molti LED, quindi la sorgente di luce LD a infrarossi è piccola e leggera, che è la scelta migliore per le lunghe distanze.
Il problema più importante nella selezione delle telecamere a infrarossi è il set completo. Oltre a selezionare la sorgente di luce a infrarossi, l'abbinamento della fotocamera, dell'obiettivo, del coperchio di protezione, dell'alimentazione elettrica, ecc. Deve essere considerato in modo completo. Solo considerando i punti di selezione menzionati nell'articolo, possiamo ottenere l'effetto con metà dello sforzo.