Инфракрасные камеры переднего обзора ( FLIR ), обычно используемые на военных и гражданских самолетах, используют термографическую камеру , которая улавливает инфракрасное излучение . [1]
Датчики, установленные в инфракрасных камерах переднего обзора, а также в других тепловизионных камерах, используют обнаружение инфракрасного излучения, обычно испускаемого источником тепла ( тепловое излучение ), для создания изображения, собранного для вывода видео .
Их можно использовать, чтобы помочь пилотам и водителям управлять транспортными средствами ночью и в тумане или для обнаружения теплых объектов на более прохладном фоне. Длина волны инфракрасного излучения, которую обнаруживают тепловизионные камеры, составляет от 3 до 12 мкм и существенно отличается от длины волны ночного видения , которая работает в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах (от 0,4 до 1,0 мкм).
Инфракрасный свет делится на два основных диапазона: длинноволновый и средневолновый . Длинноволновые инфракрасные камеры (LWIR), иногда называемые «дальними инфракрасными», работают на расстоянии от 8 до 12 мкм и могут видеть источники тепла, такие как горячие детали двигателя или тепло человеческого тела , на расстоянии нескольких километров. При использовании LWIR наблюдение на больших расстояниях затрудняется, поскольку инфракрасный свет поглощается , рассеивается и преломляется воздухом и водяным паром.
Некоторые длинноволновые камеры требуют криогенного охлаждения детектора, обычно в течение нескольких минут перед использованием, хотя некоторые умеренно чувствительные инфракрасные камеры этого не требуют. Многие тепловизоры, в том числе некоторые перспективные инфракрасные камеры (например, некоторые системы улучшенного видения LWIR (EVS)) также не охлаждаются.
Средневолновые камеры (MWIR) работают в диапазоне 3–5 мкм. Они могут видеть почти так же хорошо, поскольку на эти частоты меньше влияет поглощение водяного пара, но, как правило, они требуют более дорогой матрицы датчиков и криогенного охлаждения.
Многие системы камер используют цифровую обработку изображений для улучшения качества изображения. Массивы инфракрасных датчиков изображения часто имеют совершенно непостоянную чувствительность от пикселя к пикселю из-за ограничений производственного процесса. Чтобы исправить это, отклик каждого пикселя измеряется на заводе, а преобразование, чаще всего линейное, преобразует измеренный входной сигнал в выходной уровень.
Некоторые компании предлагают передовые технологии «слияния», которые смешивают изображение видимого спектра с изображением инфракрасного спектра для получения лучших результатов, чем изображение только одного спектра. [2]
Тепловизионные камеры, такие как Raytheon AN/AAQ-26, используются в различных приложениях, включая военно-морские корабли , самолеты , вертолеты , боевые бронированные машины и смартфоны военного уровня . [3]
В войне они имеют три явных преимущества перед другими технологиями обработки изображений:
Термин «передний обзор» используется для отличия фиксированных тепловизионных систем переднего обзора от инфракрасных систем бокового слежения, также известных как тепловизоры « нажимной метлы », и других тепловизионных систем, таких как системы формирования изображения, установленные на карданном подвесе, портативные системы формирования изображения. , и тому подобное. Системы Pushbroom обычно используются на самолетах и спутниках.
В имидж-сканерах с боковым отслеживанием обычно используется одномерный (1D) массив пикселей, который использует движение самолета или спутника для перемещения изображения одномерного массива по земле для создания двумерного изображения с течением времени. Такие системы не могут использоваться для получения изображений в реальном времени и должны смотреть перпендикулярно направлению движения.
В 1956 году компания Texas Instruments начала исследования в области инфракрасной технологии, что привело к заключению нескольких контрактов на линейные сканеры, а с добавлением второго сканирующего зеркала к изобретению первой перспективной инфракрасной камеры в 1963 году, производство которой началось в 1966 году. В 1972 году Компания TI изобрела концепцию общего модуля, которая значительно снизила стоимость и позволила повторно использовать общие компоненты.
Стоимость тепловизионного оборудования в целом резко упала после того, как были разработаны и изготовлены недорогие портативные и стационарные инфракрасные детекторы и системы на основе микроэлектромеханической технологии для коммерческого, промышленного и военного применения. [6] [7] [8] Кроме того, в старых конструкциях камер использовались вращающиеся зеркала для сканирования изображения на небольшой датчик. Более современные камеры больше не используют этот метод; упрощение помогает снизить затраты. Неохлаждаемая технология, доступная во многих продуктах Enhanced Flight Vision System (EFVS или EVS), позволила сократить затраты до нескольких частей по сравнению с более старыми охлаждаемыми технологиями с аналогичными характеристиками. [9] [10] Система EVS быстро становится основной для многих операторов самолетов и вертолетов, от самолетов Cirrus и Cessna до больших бизнес-джетов.
В 2001 году Верховный суд США постановил в деле Килло против Соединенных Штатов, что наблюдение за частной собственностью (якобы для обнаружения ламп с высоким уровнем выбросов , используемых при подпольном выращивании каннабиса) с использованием тепловизионных камер без ордера на обыск со стороны правоохранительных органов нарушает Четвертую поправку. защита от необоснованных обысков и изъятий. [11]
В решении по делу Р. против Тесслинга от 2004 года [12] Верховный суд Канады постановил, что использование бортовых FLIR для наблюдения полицией разрешено без требования ордера на обыск. Суд установил, что общий характер данных, собранных FLIR, не раскрывал личную информацию жильцов и, следовательно, не нарушал права Тесслинга, предусмотренные разделом 8 Хартии прав и свобод (1982 г.). Ян Бинни выделил канадский закон в отношении решения по делу Килло, согласившись с меньшинством Килло, что государственные чиновники не должны отвлекать свои органы чувств или свое оборудование от обнаружения выбросов в общественных местах, таких как чрезмерное тепло, следы дыма, подозрительные запахи. , газы без запаха, взвешенные в воздухе частицы или радиоактивные выбросы, любое из которых может указывать на опасность для общества.
В июне 2014 года самолет DHC-8M-100 Канадской национальной программы воздушного наблюдения, оснащенный инфракрасными датчиками, сыграл важную роль в поисках Джастина Бурка , беглеца, убившего трех членов Королевской канадской конной полиции в Монктоне . Экипаж самолета использовал свою усовершенствованную тепловую камеру, чтобы обнаружить тепловой след Бурка в густом кустарнике в полночь. [13]
По словам представителя ФБР Кристофера Аллена, во время протестов в Балтиморе в 2015 году ФБР провело 10 миссий по воздушному наблюдению в период с 29 апреля по 3 мая, которые включали сбор «инфракрасных и дневных цветных полномасштабных видеодоказательств FLIR». [14] Для сбора данных в ночное время использовалась мультисенсорная система камер FLIR Talon, оснащенная инфракрасным лазерным указателем (невидимым для случайных наблюдателей) для освещения. [15] Американский союз гражданских свобод выразил обеспокоенность по поводу того, что новые технологии наблюдения внедряются без судебных указаний и общественного обсуждения. [16] По словам Натана Весслера, адвоката ACLU, «подобную динамику мы наблюдаем снова и снова, когда речь идет о достижениях в области слежки. К тому времени, когда подробности становятся известны, программы прочно укоренились, и их практически невозможно развернуть обратно – и очень сложно ввести ограничения и надзор». [14]
