Framåtriktad infraröd - Forward-looking infrared
Framåtriktade infraröda ( FLIR ) kameror, som vanligtvis används på militära och civila flygplan, använder en termografisk kamera som känner av infraröd strålning .
Sensorerna är installerade i framåtblickande infraröda kameror, liksom de av andra värmekameror, användning detektion av infraröd strålning, typiskt emitteras från en värmekällan ( värmestrålning ), för att skapa en bild monterad för videoutgång.
De kan användas för att hjälpa piloter och förare att styra sina fordon på natten och i dimma, eller för att upptäcka varma föremål mot en svalare bakgrund. Den våglängd av infraröd att värmekameror detektera är 3 till 12 | j, m och skiljer sig signifikant från den hos mörkerseende , som verkar i det synliga ljuset och nära-infrarött intervall (0,4 till 1,0 | im).
Design
Infrarött ljus faller i två grundområden: långvåg och medelvåg . Långvågiga IR (LWIR) kameror, som ibland kallas "långt-IR", arbeta vid 8 till 12 um och kan se värmekällor, såsom heta motordelar eller humana kroppsvärme , flera kilometer bort. LWIR-visning försvåras med LWIR eftersom det infraröda ljuset absorberas , sprids och bryts av luft och vattenånga.
Vissa långvågskameror kräver att deras detektor kyls kryogeniskt , vanligtvis i flera minuter före användning, även om vissa måttligt känsliga infraröda kameror inte kräver detta. Många termiska avbildare, inklusive några framåtriktade infraröda kameror (som vissa LWIR- förbättrade synsystem (EVS)) är också okylda.
Mellanvågskameror (MWIR) fungerar inom området 3–5 μm. Dessa kan se nästan lika bra, eftersom dessa frekvenser påverkas mindre av vattenångaabsorption, men i allmänhet kräver en dyrare sensormatris, tillsammans med kryogen kylning.
Många kamerasystem använder digital bildbehandling för att förbättra bildkvaliteten. Infraröda bildsensoruppsättningar har ofta väldigt inkonsekventa känsligheter från pixel till pixel, på grund av begränsningar i tillverkningsprocessen. För att åtgärda detta mäts varje pixels svar från fabriken, och en transform, oftast linjär, kartlägger den uppmätta insignalen till en utgångsnivå.
Vissa företag erbjuder avancerad "fusion" -teknologi som blandar en synlig spektrumbild med en infraröd-spektrumbild för att ge bättre resultat än en enda-spektrumbild ensam.
Egenskaper
Värmekameror, som Raytheon AN/AAQ-26 , används i en mängd olika applikationer, inklusive marinfartyg , fastvingade flygplan , helikoptrar och pansarstridsfordon .
I krigföring har de tre distinkta fördelar jämfört med annan bildteknik:
- Bilden själv är nästan omöjlig att upptäcka för fienden, eftersom den detekterar energi som avges från målet snarare än att skicka ut energi som reflekteras från målet, som med radar eller sonar .
- Det ser strålning i det infraröda spektrumet, vilket är svårt att kamouflera .
- Dessa kamerasystem kan se genom rök, dimma, dis och andra atmosfäriska dunklar bättre än en kamera med synligt ljus kan.
Etymologi
Uttrycket "framåtblickande" används för att skilja fasta framåtriktade värmeavbildningssystem från infraröda system som spårar i sidled, även känt som " skjutkvast " -bildare, och andra värmeavbildningssystem som gimbalmonterade bildsystem, handhållna bildsystem och liknande. Pushbroom -system har vanligtvis använts på flygplan och satelliter.
I sidled spårande avbildare involverar normalt en endimensionell (1D) pixeluppsättning, som använder flygplanets eller satellitens rörelse för att flytta vyn på 1D-matrisen över marken för att bygga upp en 2D-bild över tid. Sådana system kan inte användas för realtidsavbildning och måste se vinkelrätt mot färdriktningen.
Historia
År 1956 började Texas Instruments forskning om infraröd teknik som ledde till flera linjeskannerkontrakt och, med tillägg av en andra skanningsspegel, uppfinningen av den första framåtblickande infraröda kameran 1963, med produktion som började 1966. 1972, 1972 TI uppfann konceptet Common Module, vilket reducerade kostnaderna kraftigt och möjliggjorde återanvändning av vanliga komponenter.
Användningsområden
- Trafikvideodetektering och övervakning
-
Övervakning och/eller fångst av däggdjur
- t.ex. upptäckt av illegala invandrare gömda i lastbilar/lastbilar
- Varning förare om plötsliga väghinder orsakade av rådjur
- Plats genom rök och/eller dis
- Sök- och räddningsinsatser efter försvunna personer, särskilt i skogsområden eller vatten
- Målförvärv och spårning med militära eller civila flygplan
- Övervakning av avloppsbassängens temperatur och övervakning av viltlevande livsmiljöer
- Detektering av energiförlust eller konsumtion, eller isoleringsdefekter
- t.ex. kartläggning av isoleringsnivå (rör, väggar, skarvar etc.) för att minska HVAC -energiförbrukningen
- Kvalitetskontroll för särskilt elektriska installationer (en bild kan avslöja om belastningarna är högre än förväntat, eller visa dåliga och potentiellt sviktande fogar)
- Sök efter läkemedelslaboratorier och/eller inomhus cannabisproducenter (särskilt på natten)
- Pilotisering av flygplan under låg sikt ( IMC )
- Knappnålsantändningskällor under brandbekämpning operationer
- Övervakning av aktiva vulkaner
- Upptäcka felaktiga eller överhettade elektriska skarvar, anslutningar och komponenter
- Nattkörning
- Identifiering eller visuell förvärv av fientlig rustning i stridsvagnar
Kosta
Kostnaden för termisk bildutrustning i allmänhet har sjunkit dramatiskt efter att billiga bärbara och fasta infraröda detektorer och system baserade på mikroelektromekanisk teknik designades och tillverkades för kommersiell, industriell och militär tillämpning. Äldre kameramönster använde också roterande speglar för att skanna bilden till en liten sensor. Mer moderna kameror använder inte längre denna metod; förenklingen bidrar till att minska kostnaderna. Okyld teknik tillgänglig i många EVS -produkter har minskat kostnaderna till bråkdelar av priset på äldre kyld teknik, med liknande prestanda. EVS håller snabbt på att bli mainstream för många fastvingade och roterande vingoperatörer från Cirrus- och Cessna -flygplan till stora affärsjets.
Polisens agerande
År 2001 Förenta staternas högsta domstol beslutade i Kyllo v. USA att utföra övervakning av privat egendom (till synes för att upptäcka höga utsläpp växa lampor som används i hemlig cannabis jordbruk) med hjälp av värmekameror utan husrannsakan av brottsbekämpande bryter mot fjärde rättelsen s skydd mot orimliga sökningar och beslag.
I domen R. v. Tessling från 2004 fastställde Canadas högsta domstol att det var tillåtet att använda luftburet FLIR vid övervakning av polisen utan att kräva en sökord. Domstolen slog fast att den allmänna karaktären hos de uppgifter som samlats in av FLIR inte avslöjade personuppgifter om de åkande och därför inte stred mot Tesslings 8 § -rättigheter enligt stadgan om rättigheter och friheter (1982). Ian Binnie utmärkte den kanadensiska lagen med avseende på Kyllo -domen genom att hålla med Kyllo -minoriteten om att offentliga tjänstemän inte skulle behöva avvärja sina sinnen eller deras utrustning från att upptäcka utsläpp i det offentliga området såsom överdriven värme, spår av rök, misstänkt lukt , luktfria gaser, luftburna partiklar eller radioaktiva utsläpp, varav någon kan identifiera risker för samhället.
I juni 2014 var Canadian National Aerial Surveillance Program DHC-8M-100-flygplan monterade med infraröda sensorer medverkande i sökandet efter Justin Bourque , en flykting som hade dödat tre Royal Canadian Mounted Police- medlemmar i Moncton . Flygets besättning använde sin avancerade värmekänsliga kamera för att upptäcka Bourques värmesignatur i de djupa borstskogen vid midnatt.
Under Baltimores protester 2015 genomförde FBI 10 flygövervakningsuppdrag mellan 29 april och 3 maj, vilket inkluderade "infraröd och dagfärg, FLIR-videobevis i full rörelse", enligt FBI-talesman Christopher Allen. Ett FLIR Talon multi-sensor kamerasystem utrustat med en infraröd laserpekare (som är osynlig för tillfälliga observatörer) för belysningsändamål användes för att samla in data på natten. Den American Civil Liberties Union uttryckt oro över det faktum att ny övervakningsteknik genomförs utan rättslig vägledning och offentlig diskussion. Enligt Nathan Wessler, en ACLU -advokat, "är detta en dynamik vi ser om och om igen när det gäller framsteg inom övervakning. När detaljer läcker ut är program fast förankrade, och det är nästan omöjligt att rulla tillbaka dem - och mycket svårt att införa restriktioner och tillsyn. "