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遠距離夜視監控:激光夜視技術應用及其選型
時間:2021-12-10 06:22:04

成對人體的損害,以及是否會引起火災等情況產生質疑。在此,對這一問題從理論和數據兩方面做一探討,以消除用戶方的疑慮。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201612/328559.htm

首先從激光是否會點燃物體角度作一分析,目前市場上用于夜視照明的激光器多數集中在十瓦以內,照射距離1000米左右,更近距離的激光功率僅需四瓦,有效照射距離500米左右,激光的擴散如下圖所示:

我們僅以最極端的情況考慮,目標物距離激光僅一米,激光擴散角又打到最小只有1度,在這種極限條件下,我們可以計算出,激光的實際照射半徑r=1米×tan1°=0.0174米,照射面積計算為:0.000957平方米。而此時光強即便不考慮空氣中的衰減,依舊是4W最大功率,那么單位面積(按1平方米計算)功率計算為4/0.000957=4179瓦/平方米。

與此相應,從很多專業的文獻資料可以查到,太陽光的光功率在地表平均為1350瓦/平方米,按白天12小時,夜間12小時計算,實際白天太陽光功率不會低于2500瓦/平方米,在中午日曬的情況下,更會遠高于平均數據。

換句話說,即便把激光的功率集中到一個點,只照射1米外不到10平方厘米的范圍,其所產生的光強度也僅僅和太陽光在同一數量級,完全沒有點燃物品的危險。事實上,考慮到激光在空氣中的反射與吸收,實際功率根本不可能達到理論值,而且,實際使用中,我們也不可能把激光縮到最小,盯著一米外去“點燃”物體。正常使用環境下,例如照射10平方米范圍,實際光強只有0.4瓦/平方米,不及太陽光的萬分之一,不會產生任何危險。可以說,激光夜視技術是非常成熟的一種主動照明夜視技術,這也是很多激光廠家能夠順利拿到公安部產品檢驗報告,安全生產許可證的原因。

激光和其他夜視技術的對比如下表所示:

設備類型

主動夜視監控產品

被動夜視監控產品

紅外LED攝像頭

激光夜視儀

微光夜視儀(ICCD)

熱像儀

產品定位(距離)

一百米以內的夜視設備。

三公里以內的夜視設備。可在全黑環境下使用,可以分辨遠距離被觀測目標的細節。

1公里以內,需在有城市光,月光等微弱光環境下使用。

1公里以內,廣角大范圍監控條件下使用,無法分辨細節,識別人物。

優勢

①價格便宜;

②應用范圍廣,需求大。(主要用于小區監視,樓道監視以及一些短距離小范圍需要夜視監控的場所。)

①性價比相對熱像儀和微光夜視儀比非常高。

②圖象效果好,清晰可見。可在1公里內識別人,3公里內發現人,真實還原現場情況。

③監視距離遠,通用性強,適應環境性強,使用壽命長。風險低。

①體積小重量

輕,適合隨身

攜帶。

②易隱蔽,不易被發現,可用于軍事。

①制冷式熱像儀觀測距離非常遠,可達40公里,美軍戰斗機標配。

②透霧能力較好

劣勢

①門檻較低,魚龍混雜,產品品質很難保證。

②由于技術本身的物理限制,使得LED紅外燈的照射距離很難突破100米。

①主動發光,雖然光線人眼不可見,但可被儀器探測出來,在特殊場合不適合使用。

②透霧能力較熱像儀有差距。

①對環境照度有要求,在沒有月光燈自然光照明的條件下無法成像,且監視距離有限,超過1000米較困難。

②強光照射下,微光管易被燒壞,白天不可用。

③價格高,單一支微光管成本約4萬元。

①價格昂貴,制冷式230萬以上一套,非制冷式30萬左右。

②對使用環境要求高,需目標物和周圍環境的溫差大才能很好成像。

③受環境溫度影響大。夏天效果較差。  通過上述對比不難看出,如果看人,并且要求識別,則激光的優勢是巨大的;如果要看環境,熱成像優勢是巨大的;在一些近距離場和,LED還是應用的主流;而微光夜視技術,在監控領域咋看都有點雞肋,它更適合的適用環境是軍事,刑偵,單兵攜帶等領域。

通過以上八個問題的解釋,相信很多人對如何選用激光夜視已經有了比較清楚的認識,但這些問題僅僅解決了一個基礎的問題“我們該怎樣搭配出激光夜視產品”,而做一款真正的實用的激光夜視產品光了解這些是遠遠不夠的,連同云臺解碼器,護罩等一共五個核心部件如何配合,協調使用,也是一款產品是否成熟的標志,這一點,其實真正考驗了一個激光夜視生產型企業的技術實力。

任何有安防經驗的公司或個人都可以很輕松的買到鏡頭、攝像機、激光燈、云臺、護罩,甚至還有很多能夠搭配出來效果相當不錯的激光夜視系統,但長久的經驗告訴我們,采購搭配出來的產品,一定不是成熟的產品,起碼下列問題中的幾個或全部很難實現,而沒有這些功能,會造成用戶實際使用過程中,使用效率嚴重低下,有些技術即便我們意識到了,也不敢說百分百的完美解決了,用戶也可以根據實際情況,隨時向我們廠家反映產品改進意見,只有用戶的實際需求,才是企業進步的原源動力。

目前我們意識到系統搭配過程中,需要做到的有如下技術點:

1、光敏控制激光的開關,并且激光開啟和攝像機的黑白狀態一定要同步。一定要避免激光24小時連續開的現象,否則會大幅度的降低設備的使用壽命。

2、根據現場環境,可考慮設置激光的手動開關,例如在廣場,燈開時,可以考慮關閉激光,效果會更好,路燈關閉后,打開激光,一樣保持好的效果,遠程后臺可控。

3、 激光與鏡頭同步聯動,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,又手動調節激光找好的效果,更應避免前面提到的,激光雖能變焦,但一擴大效果立刻就很差。

4、護罩設計要充分考慮激光的散熱,激光的發熱是很大的,即便說真空充氮氣保護,也很難保證完全不衰減,散熱快、循環風冷必不可少,特殊場合甚至需要考慮加裝微型空調。

5、激光應具備預置位功能。目前云臺位置,甚至鏡頭變焦聚焦都已經有成熟的預置位功能,如果調用預置位后,一切都到位了,就激光不到位,也很難說是成熟的系統,這個需求在聯動報警調用預置位的場合尤其重要。系統預置位的精準度也應該盡量做到精確,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,目前在遠距離鏡頭上,具備紅外不偏焦功能的還很少,產品線嚴重不全,為此,只能開發大鏡頭的自動聚焦、機械調整或鍍膜調整等技術實現。

7、為保證激光的使用效率,鏡頭及護罩前擋玻璃的鍍膜技術也非常關鍵,好的鍍膜技術,能夠提升20%左右的紅外透光率。

8、特殊環境下考慮采用防鹽霧腐蝕、透霧、防強光等高級功能,盡可能的讓設備適用于任何環境。

至此,如何選擇激光夜視產品相信對廣大客戶已經有些許幫助。目前,激光夜視領域已經越來越多的越來越多地應用在了公安、鐵路、公路、軍隊、漁政、環保、機場、廠區、礦區、電力、森林防火、平安城市、石油石化、水資源保護、城市安防、高空瞭望、野生動物保護等行業很多項目中都有了大量的應用,在未來幾年內,甚至有大面積上量,成本大幅度減小,逐步取代紅外的趨勢。在此,作為行業內的一員,呼吁廣大廠商、廣大客戶共同努力,生產出真正適合廣大客戶應用的產品,逐步規范市場,為行業的發展做出應有的努力。

關鍵詞: 安防電

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