Ученые ИТМО разработали систему сканирования, которая каждые две секунды, выделяя объекты разных температур, формирует тепловизионную панораму окружения с высоким разрешением. В отличие от аналогов разработка быстрее сканирует пространство, при этом имеет надежную и недорогую в серийном производстве конструкцию. Устройство можно использовать для охраны инфраструктуры, отслеживания водных, наземных и воздушных видов транспорта, а также поиска пропавших людей.
Для обнаружения объектов в условиях недостаточной освещенности, тумана, темноты или маскировки применяют камеры дальнего инфракрасного диапазона — тепловизоры. Они позволяют дистанционно измерить тепловое излучение, невидимое человеческому взгляду, и за счет разницы температур выделить из окружения конкретные объекты — например, сломавшееся перегретое оборудование, трещины при строительстве или потерявшегося человека.
Однако чем шире угол обзора тепловизора, тем ниже разрешение устройства и его способность обнаруживать объекты на большом расстоянии. Для непрерывного мониторинга обширных областей с высоким разрешением устанавливают несколько тепловизоров с относительно малым полем зрения. Но это существенно увеличивает стоимость и сложность системы наблюдения. Другой способ расширить область обзора без ущерба для качества изображения — последовательно наводить один тепловизор на интересующие объекты. Но в таком случае оператор рискует упустить важное происшествие.
Ученые ИТМО предложили систему высокоскоростного панорамного сканирования с накоплением сигнала «ГироВизор-Т». При таком подходе нужен всего лишь один тепловизор, который при помощи оптико-механической системы непрерывно просматривает окружающую обстановку. Разработка спроектирована для работы с доступными тепловизорами неохлаждаемого типа и может долго работать в непрерывном режиме без технического обслуживания.
«Наша система максимально надежная, при этом достаточно быстрая и относительно недорогая. Неохлаждаемый тепловизионный модуль стоит внизу на статичной платформе, а в верхней вращающейся части установлено подвижное зеркало. Строение устройства напоминает перископ. Зеркало отклоняет определенным образом оптическую ось всей системы, тем самым компенсируя вращение подвижной части при экспонировании (фиксации) каждого кадра. Последовательность высококачественных кадров передается на компьютер и объединяется в единую панораму. Для этого мы разработали программное обеспечение, которое очень точно синхронизирует работу оптико-механической части устройства, принимает полученный сигнал и обрабатывает его», – рассказывает Федор Иночкин, руководитель группы разработки международной научной лаборатории «Интеллектуальные оптические системы» ИТМО.
«ГироВизор-Т» сканирует пространство с рекордной (в сравнении с аналогами) скоростью, до 17 кадров в секунду, и за две секунды формирует панораму без смазывания и в высоком разрешении — 12500 на 370 пикселей. Все это достигается практически без паразитных вибраций механической части устройства и низком энергопотреблении — не более 10 ватт. На мониторе компьютера можно рассмотреть круговую панораму, а также выделить отдельные зоны и активировать детектор движения.
С помощью разработки можно решать разные задачи: обнаруживать нелегальный водный, наземный или воздушный транспорт, охранять заповедники и инфраструктуру от несанкционированного проникновения, например, браконьеров, или искать пропавших людей и животных.
Также разработанное программное обеспечение позволяет встраивать в систему дополнительные модули интеллектуальной обработки — например, модуль локального контрастирования изображения или модуль распознавания объектов.
«Сейчас мы работаем над модулем распознавания объектов. Он будет не только реагировать на изменения в пространстве, но и определять типы объектов, потенциально представляющие интерес для оператора. Например, можно будет по характерным параметрам понять, что обнаружил тепловизор — человека, птицу или дрон. Еще мы планируем объединить несколько сканирующих тепловизоров в одну сетевую систему. Это еще больше расширит зону наблюдения и позволит решать задачи, непосильные для одного устройства», – добавляет Федор Иночкин.
Фото: Дмитрий Григорьев, ITMO.NEWS
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
