0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

用于监视和安全的成像:SWIR相机穿过雾霾实现监视和安全防护

9ugB_eofrontier 来源:YXQ 2019-04-09 14:31 次阅读

隐蔽操作通常使用热成像和/或夜视,但短波红外(SWIR)波段具有其自身优点,例如,透过大气雾霾观察。

成像系统在安全、防御和监视方面的使用很大程度上取决于红外(IR)光谱的优势,红外光谱可分为近红外、短波、中波和长波红外(分别为NIR、SWIR、MWIR和LWIR)。用于安全防护和监视的近红外相机通常是微光(夜视)设备,而MWIR和LWIR相机通过热成像完成任务。但是SWIR相机本身就是一种有用的安全防护和监视设备,可以单独使用,也可以与其它成像仪组合使用。

通常NIR和SWIR之间的光谱边界约为1.4μm,但对于本文而言,确切数字并不重要。SWIR和MWIR之间的边界通常为3μm。

穿过雾霾成像

Sensors Unlimited隶属于Collins Aerospace公司,生产各种SWIR成像仪,包括手持式SWIR示波器系统、面阵扫描相机、线扫描相机和线性光电二极管阵列。基于铟镓砷(InGaAs)的传感器技术于1991年由Sensors Unlimited公司推向市场。

这些SWIR设备的应用包括设施、港口、边境安全和监视及其他秘密行动、微光成像、军事驾驶员视觉增强和军用红外激光光斑跟踪。例如,GA1280JSX SWIR相机采用一个高清晰度(1280×1024像素)传感器,以全分辨率60帧/秒(fps)成像,在0.9-1.7μm光谱范围内具有高灵敏度,覆盖从0.7至1.7μm的NIR / SWIR或0.5至1.7μm的可见光/ SWIR。

Sensors Unlimited公司的应用工程师Curt Dvonch表示:“GA1280JSX高清SWIR相机最引人注目的安全和监控用途之一就是穿过大气雾霾进行成像。” 同时拍摄了这两幅图片(参见图1),清楚地显示了SWIR相机在受污染、雾霾环境中性能优于可见光相机。 SWIR相机的性能优于可见光相机,主要是因为SWIR光子能穿透大气雾霾和烟雾,而可见光波长的光子则散射在大量颗粒物的空气中。

图1 犹他州的盐湖城山谷偶尔会出现大气现象,这种现象会让大气污染持续几天或几周。在这些大气逆变现象中,地面能见度严重降低。从视频中拍摄的图像显示了2017年12月7日美国中部时间下午3:30左右地面低能见度期间的可见光图像(a)和短波红外(SWIR)图像(b)。使用Sensors Unlimited 公司的GA1280JSX 微型SWIR面扫描相机和200 mm SWIR优化f / 1.6镜头,以60 fps拍摄SWIR图像。利用尼康公司的D5100数码单反相机以视频模式和55-200毫米f / 4.5-5.6镜头拍摄可见光图像。这两组图像都经过裁剪,但在其他方面没有变化。

多目标跟踪

FLIR系统公司生产基于焦平面阵列(FPA)的InGaAs SWIR相机,该公司也单独销售这一产品。 FPA采用电容互阻抗放大器电路设计,针对安全成像和高速科学激光测试(需要多输出和动态窗口)等应用进行了优化。

FLIR公司的一款SWIR相机,即Boson相机在尺寸、重量、功率和成本(SwaP + C)方面进行了优化。该相机尺寸为21×21×28毫米,不加镜头的重量为15.5g,功耗小于1.6 W,为军用级别,它没有采用热电致冷器(TEC),这有助于实现其SwaP + C优化。比Boson稍微大一点的同系列产品Tau使用了TEC,具备在野外精确使用所需的温度稳定性。相机尺寸为38×38×36 mm,功耗仅为3.2 W或更低。两款相机均采用SWIR(0.9至1.7μm)和可见光/ SWIR(0.6至1.7μm)。

除了相机,FLIR公司还生产一种称为LTV-X的全地形侦察和监视车辆(参见图2),该车辆带有可插拔的传感器和各类成像仪,包括NIR、SWIR、热成像、激光测距和雷达。该车辆可以通过V-22飞机“鱼鹰”倾斜旋翼军用机运输,并且通过相机控制系统,可以同时跟踪多达500个威胁。

图2 FLIR公司的轻型战术侦察和监视车辆LTV-X,携带一个互补传感器阵列,包括NIR、SWIR、热像、激光测距和雷达设备。

多种OEM版本

Raptor光电子公司致力于InGaAs基相机制造13年,生产了一系列从320×256到640×512的各种分辨率和像素尺寸的SWIR和可见光/ SWIR相机。最近,生产了一款新型高清摄像头,分辨率为1280×1024像素。该公司使用多家供应商的InGaAs传感器,包括现货和定制设计,设计低噪声核心模块。正如该公司销售和营销副总裁Mark Donaghy所描述的,Raptor可以提供定制改型,包括机械布局、接口、冷却、光学设计(参见图3)等,以满足其监视和安全用户的确切需求。实际上,Raptor每年销售的产品中有90%是OEM改型产品。例如,OWL 640相机现有16种不同的OEM型号,每种都针对个别客户的特定需求而设计。

图3 Raptor 光电公司的这款OWL 1280可见光/ 短波红外相机采用定制镜头设置。

OWL 1280相机采用1280×1024 InGaAs传感器,光谱范围可以扩展到整个可见光光谱范围,在高灵敏度下的总范围为0.4至1.7μm。Donaghy表示,10×10μm的像素间距可实现高分辨率成像,具有少于40个电子(e-)读出噪声,并具有69 dB的大场景动态范围,可同时捕捉场景的明暗部分。

该相机工作频率范围为10至60 Hz,并采用内置自动增益控制(AGC),可实现从微光到强光的最佳对比度图像。相机温度稳定。 Donaghy指出,它非常适合陆地和机载应用的微光和夜间成像。

他解释说,OWL 1280已经被OEM公司和主承包商用到几种万向架项目中”。高清格式为操作员提供了更好的分辨率,VIS-SWIR系列可以穿过烟雾、雾霾、海雾及其他低能见度条件进行成像。对于观察关键波长激光(例如1550 nm)也很重要。 OWL 1280安装在万向架中,旨在提供最佳的SWaP性能,相机可以在极端环境条件下工作,如温度(-40˚C至+75˚C)和湿度(保形涂层电子设备)。每台摄像机均按照ISO9001:2015标准制造,这意味着相机的质量和可靠性非常出色,对于关键性任务应用至关重要。

Donaghy指出,对于一个特定客户,相机采用板式结构,配置柔性电缆,这种结构设计使组件可以“折叠”(压缩)到紧凑的空间封装中。

高速成像

FirstLight 成像公司推出了一款非致冷SWIR相机C-RED 3,该相机针对低SwaP + C进行了优化。该公司的创始人兼科学顾问Jean-Luc Gach表示,该相机基于一种灵敏度为0.9至1.7μm的无热致冷 InGaAs传感器,量子效率(QE)超过70%。相机更新率高达600 fps,读出噪声低于50 e-。

C-RED3包括一个开口宽度低于5μs的嵌入式电子快门。虽然该相机主要用于工业用途,但它也非常适合通过固定安装或移动平台(如无人机)进行监视。

该摄像机支持高动态范围模式(HDR),提供93 dB动态范围和真16位线性响应,同时具有低于50 e-的低噪声和超过106 e-的全阱容量。C-RED 3也可以在标准动态范围内以AGC模式工作。特别适合需要高速应用总的的短曝光时间。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 监控系统
    +关注

    关注

    21

    文章

    3565

    浏览量

    168507
  • 安防
    +关注

    关注

    9

    文章

    2221

    浏览量

    61569
  • SWIR
    +关注

    关注

    0

    文章

    32

    浏览量

    4762

原文标题:【第154期】【红外相机】用于监视和安全的成像:SWIR相机穿过雾霾实现监视和安全防护

文章出处:【微信号:eofrontiers,微信公众号:新光电】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    知语云全景监测技术:现代安全防护的全面解决方案

    的扩散和破坏。 易于部署,易于管理:知语云全景监测技术采用云计算架构,支持快速部署和弹性扩展,用户无需投入大量的人力物力,即可轻松实现安全防护的全面升级。 知语云全景监测技术的应用场景非常广泛,无论是
    发表于 02-23 16:40

    润和软件HopeStage与亚信安全云主机深度安全防护系统完成产品兼容性互认证

    近日,江苏润和软件股份有限公司(以下简称“润和软件”)HopeStage 操作系统与亚信科技(成都)有限公司(以下简称“亚信安全”)云主机深度安全防护系统完成兼容性测试。 测试结果表明,企业级通用
    的头像 发表于 12-22 18:02 238次阅读
    润和软件HopeStage与亚信<b class='flag-5'>安全</b>云主机深度<b class='flag-5'>安全防护</b>系统完成产品兼容性互认证

    plc编程软件中的监视功能怎么用

    PLC(可编程逻辑控制器)编程软件中的监视功能是用于实时监视PLC系统的运行状态、各个信号的输入输出情况以及程序的执行情况。本文将详细介绍PLC编程软件中的监视功能的使用方法及其重要性
    的头像 发表于 12-08 16:30 1061次阅读

    介绍一种基于eBPF的Linux安全防护系统

    针对操作系统、内核安全,联通云操作系统团队开发了的一个基于 eBPF 的 Linux 安全防护系统 safeguard,可以实现安全操作的审计拦截及
    的头像 发表于 11-07 17:43 413次阅读
    介绍一种基于eBPF的Linux<b class='flag-5'>安全防护</b>系统

    安全护航,F5筑牢网站安全防护

    伴随时代发展,动态网站应用与日俱增,从传统应用到现代应用再到边缘、多云、多中心的安全防护安全已成为企业数字化转型中的首要挑战。据统计,25年来,世界上最著名的组织都依赖F5来确保他们的客户拥有卓越
    的头像 发表于 11-01 14:30 339次阅读
    <b class='flag-5'>安全</b>护航,F5筑牢网站<b class='flag-5'>安全防护</b>墙

    CPU的信息安全防护措施

    安全控制器中的 CPU 与存储器一样,都是攻击者感兴趣的攻击点,在设计时需要采用多种安全防护措施。
    的头像 发表于 10-27 17:39 662次阅读

    基于GSM的家庭安全防护系统设计

    电子发烧友网站提供《基于GSM的家庭安全防护系统设计.pdf》资料免费下载
    发表于 10-25 10:06 0次下载
    基于GSM的家庭<b class='flag-5'>安全防护</b>系统设计

    电气安全防护技术措施

    电气安全防护技术是保证安全用电,避免电气事故发生而采取的预防和保护性的技术措施。 一、绝缘保护 1、 绝缘是用绝缘材料(电阻率在10⁹Ωmm²/m以上的材料)把带电体封闭起来,实现带电体相互之间
    的头像 发表于 09-22 16:10 1336次阅读

    监视器和显示器的区别 监视器可以当电脑显示器用吗

    监视器通常用于监控系统和安全领域,例如闭路电视监控、监视摄像头等。它们被设计为长时间运行,以提供实时监视和视频监控。而显示器则广泛
    发表于 08-14 16:15 3462次阅读

    助力提升生物实验室安全防护水平,自连生物安全柜智能物联解决方案

    自连科技为生物安全柜无线化升级提供智能物联解决方案,通过将生物安全柜WiFi联网,搭载自连医疗物联云平台,将生物安全柜的设备状态与储存样品等信息上传至云端,从而对多台生物安全柜设备
    的头像 发表于 07-20 14:09 448次阅读
    助力提升生物实验室<b class='flag-5'>安全防护</b>水平,自连生物<b class='flag-5'>安全</b>柜智能物联解决方案

    DIY一个热成像监视

    电子发烧友网站提供《DIY一个热成像监视器.zip》资料免费下载
    发表于 06-26 10:56 1次下载
    DIY一个热<b class='flag-5'>成像</b><b class='flag-5'>监视</b>器

    模具监视器报警了怎么处理?图灵慧眼教程# 模具监视器#

    监视
    jf_06850557
    发布于 :2023年06月16日 13:41:25

    模具监视器是什么?

    监视器都有不同的特点和优势,具体的选择要根据使用场景和需求来进行。 注塑模具保护器的工作原理 注塑模具保护器通常是一种电子装置,主要用于保护注塑模具不受过载或损坏。其工作原理主要包括以下几个方面: 引入
    发表于 06-16 13:23

    安科瑞电力监控系统对于安全防护的总体思路

    调度的数据资料库的安全,使其达到国家对电力基础设施中电力调度系统的防护保障要求。本文通过对现阶段电力系统防护现状和存在问题的分析,提出了安全防护建议。 关键词: 电力监控系统;问题;对
    的头像 发表于 06-02 10:39 377次阅读
    安科瑞电力监控系统对于<b class='flag-5'>安全防护</b>的总体思路

    华为云发布全新网站安全解决方案,助力企业实现云上云下一体安全防护

    华为云发布全新网站安全解决方案,助力企业实现云上云下一体安全防护 近年来,随着网络技术的快速发展和互联网应用的广泛普及,网络安全问题愈发严重。据统计,信息
    的头像 发表于 04-12 17:26 414次阅读