激光夜視攝像機(jī)十年發(fā)展與應(yīng)用
來源:網(wǎng)絡(luò) 編輯:ann 2014-03-04 14:25:29 加入收藏
近幾年在安防監(jiān)控領(lǐng)域,高清化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化已經(jīng)讓人耳熟能詳。實(shí)際上,視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在,室內(nèi)監(jiān)控和白天正常情況下的監(jiān)控已不是難題,室外監(jiān)控和野外監(jiān)控、夜視監(jiān)控及其他特殊環(huán)境下的監(jiān)控,使其監(jiān)控?cái)z像機(jī)看得清、看得遠(yuǎn),并提高產(chǎn)品的可靠性才是視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的重難點(diǎn)。針對這些難點(diǎn)--本文將深度解讀激光攝像機(jī)的應(yīng)用與選購技巧,希望能給廣大用戶和工程商提供一些參考建議。
激光攝像機(jī)(激光夜視儀)與其他產(chǎn)品的對比
夜視監(jiān)控技術(shù)從技術(shù)類別上來分,可分為主動紅外監(jiān)控技術(shù)和被動紅外監(jiān)控技術(shù)。由此,我們可以將夜視監(jiān)控產(chǎn)品分為兩大類:主動夜視監(jiān)控產(chǎn)品和被動夜視監(jiān)控產(chǎn)品。主動夜視監(jiān)控產(chǎn)品,常見的主要有普通紅外攝像機(jī)和激光攝像機(jī);被動夜視監(jiān)控產(chǎn)品有微光夜視儀和紅外熱像儀。
從產(chǎn)品的功能和定位上看,普通紅外攝像機(jī)適用于監(jiān)控100米以內(nèi)的范圍,激光攝像機(jī)通常能看到3000米以內(nèi)甚至更遠(yuǎn)的范圍,并且可以在全黑的環(huán)境中使用;而微光夜視儀適用于1000米以內(nèi)、有月光等微弱光環(huán)境中,紅外熱像儀則適用于廣角大范圍的環(huán)境中,監(jiān)視距離1000米以上,但無法分辨圖像細(xì)節(jié),只能辨別圖像的輪廓,多數(shù)情況下應(yīng)用于只要求做到發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的特定環(huán)境。
從產(chǎn)品應(yīng)用的角度來看,這些夜視監(jiān)控產(chǎn)品的優(yōu)劣勢十分明顯。
普通紅外攝像機(jī),價(jià)格便宜,市場普及程度高,主要用于小區(qū)監(jiān)視,樓道監(jiān)視以及一些短距離小范圍需要夜視監(jiān)控的場所。同時(shí)也由于產(chǎn)品進(jìn)入的門檻較低,魚龍混雜,產(chǎn)品品質(zhì)良莠不齊。由于技術(shù)本身的物理限制,使得常見的LED紅外燈的照射距離很難突破100米。
激光攝像機(jī),圖象效果好,清晰可見??稍?公里內(nèi)識別人,3公里內(nèi)發(fā)現(xiàn)人,真實(shí)還原現(xiàn)場情況。監(jiān)視距離遠(yuǎn),通用性強(qiáng),適應(yīng)環(huán)境性強(qiáng),使用壽命長,風(fēng)險(xiǎn)低。(同時(shí)還需注意:激光攝像機(jī)的主動發(fā)光激光光源,一般人眼是不可見的,當(dāng)在開啟使用大功率的激光攝像機(jī)的時(shí)候,人眼是不可以特近距離的對視于激光光源)。在透霧能力上,比起紅外攝像機(jī)有著絕對的優(yōu)勢,與紅外熱像儀相比,仍有一定差距。但就性價(jià)比來說,比紅外熱像儀和微光夜視儀高很多。
紅外熱像儀和微光夜視儀,以前一直適用環(huán)境是軍事,刑偵,單兵攜帶等專業(yè)化領(lǐng)域,產(chǎn)品價(jià)格也要昂貴很多。微光夜視儀對環(huán)境照度有要求,在沒有月光燈自然光照明的條件下無法成像,且監(jiān)視距離有限,超過1000米較困難。并且,強(qiáng)光照射下,微光管易被燒壞,白天不能用。紅外熱像儀又可分為制冷式和非制冷式,透霧能力較好,制冷式熱成像儀觀測距離可達(dá)40公里,常用于軍事領(lǐng)域。并且對使用環(huán)境要求高,需目標(biāo)物和周圍環(huán)境的溫差大才能很好成像。受環(huán)境溫度影響大,夏天成像效果較差。然而由于激光攝像機(jī)激光光源是人眼不可見光,有著一定隱蔽性優(yōu)勢及夜視監(jiān)控距離技術(shù)優(yōu)勢,近年來也逐步的被公、檢、法的技、刑偵領(lǐng)域錄像調(diào)查取證和電視臺新聞記者特殊錄像報(bào)道、軍事領(lǐng)域廣范采用。
由此可見,在安防夜視監(jiān)控領(lǐng)域,激光攝像機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢十分明顯,特別在高速公路、高速鐵路、公安警用、能源電力、環(huán)保水利、平安城市、機(jī)場港口、油田油庫、長輸管線、大型廠礦區(qū)、邊海防線、海事漁政、生態(tài)保護(hù)、軍事基地等方面。
激光攝像機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢
激光攝像機(jī)是在監(jiān)控?cái)z像機(jī)上配上激光燈源,激光燈采用光斑均勻強(qiáng)化技術(shù)、光斑自動聚焦技術(shù),具有光度強(qiáng),畫面更加均勻,照射:耗電少,使用壽命更長等優(yōu)點(diǎn)。
激光夜視技術(shù)是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的夜視監(jiān)控的途徑之一,因?yàn)榧す饩哂辛炼雀?、相干性好、單色性好、方向性好、壽命長和CCD對其波長的感應(yīng)程度大于LED的特性決定了激光可以照射更遠(yuǎn)的距離,而且光強(qiáng)度也比常規(guī)光源要強(qiáng)得多。
與普通紅外攝像機(jī)相比,激光攝像機(jī)的特點(diǎn)與優(yōu)勢主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面:
第一是監(jiān)控距離遠(yuǎn)。激光攝像機(jī)按照監(jiān)控距離可分為近距離激光攝像機(jī)(有效夜視監(jiān)控距離是100-500米)和中距離激光攝像機(jī)(有效夜視監(jiān)控距離是500-1000米)及遠(yuǎn)距離激光攝像機(jī)(有效夜視監(jiān)控距離是1000-3000米)。
第二是可自動調(diào)節(jié)鏡頭焦距,清晰度大大提高。紅外攝像機(jī)雖然在夜間會看到圖像,但是往往看不清人臉,另外,普通紅外的監(jiān)控距離有限,這在一些要求嚴(yán)格的安防監(jiān)控場所是非常遺憾的。激光攝像機(jī)則可以無視光線的強(qiáng)弱,通過激光紅外部件以及超低照度光元件,該攝像機(jī)可在完全黑暗的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)近近距離都能高清夜視,同時(shí)保證成像清晰。不少激光攝像機(jī)具有一定的智能功能,它可以根據(jù)物體的遠(yuǎn)近和移動速度自動調(diào)節(jié)鏡頭的長短,以便提供清晰的圖像質(zhì)量。
第三是壽命較長,激光監(jiān)控?cái)z像機(jī)是普通紅外攝像機(jī)壽命的3倍。這一點(diǎn)在需要24小時(shí)監(jiān)控的環(huán)境下,更加具有突出的優(yōu)勢。
第四是其低碳綠色功能。傳統(tǒng)的紅外攝像機(jī)散熱量很大,不僅僅消耗較多的電力,而且熱量在機(jī)身中散發(fā)不出來,造成機(jī)身過熱,嚴(yán)重影響了攝像機(jī)中的電子元器件的壽命,而激光攝像機(jī)則沒有這個(gè)隱患。
激光攝像機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)與選購應(yīng)用
激光夜視技術(shù)在中國出現(xiàn)已有將近十年的時(shí)間,它屬于主動紅外夜視技術(shù)的一種,其原理是將激光點(diǎn)光源通過光學(xué)擴(kuò)散,達(dá)到夜間照明的目的,其波長多在808、940、980nm,屬于近紅外光。激光夜視監(jiān)控系統(tǒng)采用高通光量的夜視鏡頭接收目標(biāo)反射光成像,再用低照度的CCD攝像機(jī)采集圖像并輸出。照明系統(tǒng)、成像鏡頭、攝像機(jī)三者作為系統(tǒng)的核心部件,互相配合,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)瓶頸都會導(dǎo)致整套系統(tǒng)達(dá)不到理想的效果。
目前市場中常見的激光夜視一體化攝像機(jī)和激光夜視分體式攝像機(jī),都是采用光機(jī)電一體和集成化技術(shù),可在漆黑的夜間清晰監(jiān)視100-3000米范圍內(nèi)的目標(biāo)活動情況,晝視可達(dá)3000米以上。
激光攝像機(jī)的大功率半導(dǎo)體激光器應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù),在同等安裝體積下,激光凈輸出功率大,才能真正達(dá)到標(biāo)稱的監(jiān)視距離。攝像機(jī)模組二次開發(fā)優(yōu)化技術(shù),同等照明條件下,圖像清晰度高。圖像高速聚焦算法設(shè)計(jì),能解決夜間或者光線不足的情況下圖像自動聚焦速度慢或者反復(fù)聚焦的問題。在攝像機(jī)變焦過程中,激光照明區(qū)域可以智能自動充滿屏幕,無需人工干預(yù),也可以手動遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)激光的照射強(qiáng)度和角度。
好的激光攝像機(jī)產(chǎn)品在激光安全性方面需充分考慮到,上電自檢時(shí)激光保持關(guān)閉,激光啟動時(shí)自動到最大分散角度。激光的功率密度可以自動控制,在確保滿足照明的前提下,對過高的功率密度進(jìn)行了嚴(yán)格限制設(shè)計(jì),符合國家安全激光功率密度標(biāo)準(zhǔn)。另外,可根據(jù)用戶定制,增加自動關(guān)閉功能,在維護(hù)檢測時(shí),可自動探測到近距離的人和物體,并立即關(guān)閉激光,進(jìn)一步確保了維護(hù)人員的安全。
對于這點(diǎn),筆者請教了國內(nèi)最第一家參與到激光夜視行業(yè),并擁有十來年的自主研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)經(jīng)驗(yàn)和持有多項(xiàng)核心技術(shù)專利的高新技術(shù)企業(yè)--"北京高普樂光電科技有限公司(原北京紫晶視訊電子技術(shù)有限公司)"的新疆辦事處經(jīng)理兼工程師--翟晨文。翟經(jīng)理表示,一款真正的實(shí)用的激光夜視產(chǎn)品,必須連同云臺解碼器,護(hù)罩等一共五個(gè)核心部件互相配合協(xié)調(diào)使用,才能發(fā)揮出系統(tǒng)配置的最佳效果。這一點(diǎn),也真正考驗(yàn)了一個(gè)激光夜視生產(chǎn)型企業(yè)的技術(shù)實(shí)力。
翟經(jīng)理還做出了總結(jié),目前相關(guān)技術(shù)人員意識到在夜視監(jiān)控系統(tǒng)搭配過程中,需要做到的有如下技術(shù)點(diǎn):
1、光敏控制激光的開關(guān),并且激光開啟和攝像機(jī)的黑白狀態(tài)一定要同步。一定要避免激光24小時(shí)連續(xù)開的現(xiàn)象,否則會大幅度的降低設(shè)備的使用壽命。
2、根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境,可考慮設(shè)置激光的手動開關(guān),例如在廣場,燈開時(shí),可以考慮關(guān)閉激光,效果會更好,路燈關(guān)閉后,打開激光,一樣保持好的效果,遠(yuǎn)程后臺可控。
3、激光與鏡頭同步聯(lián)動,用戶只需控制鏡頭變焦,激光自動跟隨到合適的位置,避免變焦完后,又手動調(diào)節(jié)激光找好的效果,更應(yīng)避免前面提到的,激光雖能變焦,但一擴(kuò)大效果立刻就很差。
4、護(hù)罩設(shè)計(jì)要充分考慮激光的散熱,激光的發(fā)熱是很大的,即便說真空充氮?dú)獗Wo(hù),也很難保證完全不衰減,散熱快、循環(huán)風(fēng)冷必不可少,特殊場合甚至需要考慮加裝微型空調(diào)。
5、激光應(yīng)具備預(yù)置位功能。目前云臺位置,甚至鏡頭變焦聚焦都已經(jīng)有成熟的預(yù)置位功能,如果調(diào)用預(yù)置位后,一切都到位了,就激光不到位,也很難說是成熟的系統(tǒng),這個(gè)需求在聯(lián)動報(bào)警調(diào)用預(yù)置位的場合尤其重要。系統(tǒng)預(yù)置位的精準(zhǔn)度也應(yīng)該盡量做到精確,否則此功能如同雞肋。
6、盡量選擇紅外不偏焦鏡頭。不難想象,如果批量的安裝設(shè)備,到了晚上,全部需要聚焦一次,到了白天,又需要重新來一次,會給操作帶來極大的不便,但遺憾的是,目前在遠(yuǎn)距離鏡頭上,具備紅外不偏焦功能的還很少,產(chǎn)品線嚴(yán)重不全,為此,只能開發(fā)大鏡頭的自動聚焦、機(jī)械調(diào)整或鍍膜調(diào)整等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
7、為保證激光的使用效率,鏡頭及護(hù)罩前擋玻璃的鍍膜技術(shù)也非常關(guān)鍵,好的鍍膜技術(shù),能夠提升20%左右的紅外透光率。
8、特殊環(huán)境下考慮采用防鹽霧腐蝕、透霧、防強(qiáng)光等高級功能,盡可能的讓設(shè)備適用于任何環(huán)境。
針對上述幾點(diǎn)問題,高普樂Glopro"E"系列產(chǎn)品采用自主專利的雙探測器設(shè)計(jì),品質(zhì)超群,穩(wěn)定可靠,先后應(yīng)用于衛(wèi)星發(fā)射中心、奧運(yùn)會國家體育場、世博會重點(diǎn)場所、某國家航母港口、天安門廣場、中朝等重點(diǎn)工程。以它為代表的雙探測器產(chǎn)品系列在邊海防、油田、機(jī)場、航道、港口、高點(diǎn)監(jiān)控、環(huán)保水利等項(xiàng)目中得到廣泛的應(yīng)用。
高普樂激光夜視攝像機(jī),光照壽命能達(dá)到30000個(gè)小時(shí),在長焦距設(shè)備上再配置高普樂重型云臺設(shè)備能達(dá)到卓越的穩(wěn)定性、可靠性、高精度等性能。從而也使得在野外使用的設(shè)備,可以達(dá)到最高的使用效率及最小的維護(hù)成本。
高普樂Glopro"E"系列產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
雙探測器設(shè)計(jì):系統(tǒng)選用雙探測器鏡頭,可根據(jù)用戶的實(shí)際需要或環(huán)境監(jiān)控要求同時(shí)配接2臺攝像機(jī),實(shí)現(xiàn)專業(yè)彩色攝像機(jī)、專業(yè)黑白攝像機(jī)和透霧及防強(qiáng)光攝像機(jī)可選。
激光器的特殊處理:激光器全密封抽真空充氮?dú)獗Wo(hù),工作狀態(tài)下還考慮了散熱和風(fēng)冷降溫,極大的延緩了激光器老化和衰減,有效提高了激光器的使用壽命。
激光光斑調(diào)整:特殊設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng),可調(diào)整激光的照射角度大小及實(shí)時(shí)的與鏡頭焦聚聯(lián)動,使得屏幕范圍內(nèi)所有目標(biāo)清晰、細(xì)膩。
激光勻化:Glopro特有的激光勻化技術(shù),使用激光光斑非常均勻,無橫紋、無散斑,夜間畫質(zhì)與白天同樣細(xì)膩。
透霧功能:在多霧環(huán)境下,用戶可選擇透霧功能系統(tǒng),提高在霧天環(huán)境下的監(jiān)視范圍和圖像清晰度。
防強(qiáng)光功能:夜間監(jiān)視時(shí),有時(shí)會遇到比較復(fù)雜的光照環(huán)境(比如汽車、火車、輪船、飛機(jī)的大燈,探照燈,閃爍的警燈等),Glopro防強(qiáng)光功能可避免以上現(xiàn)象,獲得清晰的圖像。
翟經(jīng)理說,任何有安防經(jīng)驗(yàn)的公司或個(gè)人都可以很輕松的買到鏡頭、攝像機(jī)、激光燈、云臺、護(hù)罩,甚至還有很多能夠搭配出來效果相當(dāng)不錯的激光夜視系統(tǒng),但長久的經(jīng)驗(yàn)告訴我們,采購搭配出來的產(chǎn)品,一定不是成熟的產(chǎn)品,起碼上述8個(gè)問題中的幾個(gè)或全部很難實(shí)現(xiàn),而沒有這些功能,會造成用戶實(shí)際使用過程中,使用效率嚴(yán)重低下,有些技術(shù)即便我們意識到了,也不敢說百分百的完美解決了,用戶也可以根據(jù)實(shí)際情況,隨時(shí)向我們廠家反映產(chǎn)品改進(jìn)意見,只有用戶的實(shí)際需求,才是企業(yè)進(jìn)步的原動力。
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