浅谈激光夜视摄像机近十年发展与应用

2014-08-26 20:36:55来源: 激光网 关键字:摄像机

    随着人们对安全防范意识的增强,对监控摄像机的要求越来越高,红外监控摄像头已经达不到人们的要求,需要研发一种新型的产品来实现超越,于是激光监控摄像机应运而生,北京和普威视光电技术有限公司的激光摄像机专为远程昼夜监控领域设计,采用主动红外激光作照明源,使用高分辨率低照度长焦摄像机,可进行昼夜连续监控。夜间最远可发现3000米处的人员、车辆、设施等目标。

    近几年在安防监控领域,高清化、网络化、智能化已经让人耳熟能详。实际上,视频监控技术发展到现在,室内监控和白天正常情况下的监控已不是难题,室外监控和野外监控、夜视监控及其他特殊环境下的监控,使其监控摄像机看得清、看得远,并提高产品的可靠性才是技术发展的重难点。针对这些难点本文将深度解读激光摄像机的应用与选购技巧,希望能给广大用户和工程商提供一些参考。

    激光摄像机(激光夜视仪)与其他产品的对比

    夜视监控技术技术类别上来分,可分为主动红外监控技术和被动红外监控技术。由此,我们可以将夜视监控产品分为两大类:主动夜视监控产品和被动夜视监控产品。主动夜视监控产品,常见的主要有普通红外摄像机和激光摄像机;被动夜视监控产品有微光夜视仪和红外热像仪。

    从产品的功能和定位上看,普通红外摄像机适用于监控100米以内的范围,激光摄像机通常能看到3000米以内甚至更远的范围,并且可以在全黑的环境中使用;而微光夜视仪适用于1000米以内、有月光等微弱光环境中,红外热像仪则适用于广角大范围的环境中,监视距离1000米以上,但无法分辨图像细节,只能辨别图像的轮廓,多数情况下应用于只要求做到发现目标的特定环境。

    从产品应用的角度来看,这些夜视监控产品的优劣势十分明显

    普通红外摄像机,价格便宜,市场普及程度高,主要用于小区监视,楼道监视以及一些短距离小范围需要夜视监控的场所。同时也由于产品进入的门槛较低,鱼龙混杂,产品品质良莠不齐。由于技术本身的物理限制,使得常见的LED红外灯的照射距离很难突破100米。

    激光摄像机,图象效果好,清晰可见。可在1公里内识别人,3公里内发现人,真实还原现场情况。监视距离远,通用性强,适应环境性强,使用寿命长风险低。(同时还需注意:激光摄像机的主动发光激光光源,一般人眼是不可见的,当在开启使用大功率的激光摄像机的时候,人眼是不可以特近距离的对视于激光光源)。在透雾能力上,比起红外摄像机有着绝对的优势,与红外热像仪相比,仍有一定差距。但就性价比来说,比红外热像仪和微光夜视仪高很多。

    红外热像仪和微光夜视仪,以前一直适用环境是军事,刑侦,单兵携带等专业化领域,产品价格也要昂贵很多。微光夜视仪对环境照度有要求,在没有月光灯自然光照明的条件下无法成像,且监视距离有限,超过1000米较困难。并且,强光照射下,微光管易被烧坏,白天不能用。红外热像仪又可分为制冷式和非制冷式,透雾能力较好,制冷式热成像仪观测距离可达40公里,常用于军事领域。并且对使用环境要求高,需目标物和周围环境的温差大才能很好成像。受环境温度影响大,夏天成像效果较差。然而由于激光摄像机激光光源是人眼不可见光,有着一定隐蔽性优势及夜视监控距离技术优势,近年来也逐步的被公、检、法的技、刑侦领域录像调查取证和电视台新闻记者特殊录像报道、军事领域广范采用。

    由此可见,在安防夜视监控领域,激光摄像机的应用优势十分明显,特别在高速公路、高速铁路、公安警用、能源电力、环保水利、平安城市、机场港口、油田油库、长输管线、大型厂矿区、边海防线、海事渔政、生态保护、军事基地等方面。

    激光摄像机的应用优势

    激光摄像机是在监控摄像机上配上激光灯源,激光灯采用光斑均匀强化技术、光斑自动聚焦技术,具有光度强,画面更加均匀,照射:耗电少,使用寿命更长等优点。

    激光夜视技术是实现远距离的夜视监控的途径之一,因为激光具有亮度高、相干性好、单色性好、方向性好、寿命长和CCD对其波长的感应程度大于LED的特性决定了激光可以照射更远的距离,而且光强度也比常规光源要强得多。

    与普通红外摄像机相比,激光摄像机的特点与优势主要体现在几个方面:

    第一是监控距离远。激光摄像机按照监控距离可分为近距离激光摄像机(有效夜视监控距离是100-500米)和中距离激光摄像机(有效夜视监控距离是500-1000米)及远距离激光摄像机(有效夜视监控距离是1000-3000米)。

    第二是可自动调节镜头焦距清晰度大大提高。红外摄像机虽然在夜间会看到图像,但是往往看不清人脸,另外,普通红外的监控距离有限,这在一些要求严格的安防监控场所是非常遗憾的。激光摄像机则可以无视光线的强弱,通过激光红外部件以及超低照度光元件,该摄像机可在完全黑暗的环境下实现近近距离都能高清夜视,同时保证成像清晰。不少激光摄像机具有一定的智能功能,它可以根据物体的远近和移动速度自动调节镜头的长短,以便提供清晰的图像质量。

    第三是寿命较长,激光监控摄像机是普通红外摄像机寿命的3倍。这一点在需要24小时监控的环境下,更加具有突出的优势。

    第四是其低碳绿色功能。传统的红外摄像机散热量很大,不仅仅消耗较多的电力,而且热量在机身中散发不出来,造成机身过热,严重影响了摄像机中的电子元器件的寿命,而激光摄像机则没有这个隐患

    激光摄像机的技术特点与选购应用

    激光夜视技术在中国出现已有将近十年的时间,它属于主动红外夜视技术的一种,其原理是将激光点光源通过光学扩散,达到夜间照明的目的,其波长多在808、940、980nm,属于近红外光。激光夜视监控系统采用高通光量的夜视镜接收目标反射光成像,再用低照度的CCD摄像机采集图像并输出。照明系统、成像镜头、摄像机三者作为系统的核心部件,互相配合,任何一个环节出现瓶颈都会导致整套系统达不到理想的效果。

    目前市场中常见的激光夜视一体化摄像机和激光夜视分体式摄像机,都是采用光机电一体和集成化技术,可在漆黑的夜间清晰监视100-3000米范围内的目标活动情况,昼视可达3000米以上。

    激光摄像机的大功率半导体激光器应用设计技术,在同等安装体积下,激光净输出功率大,才能真正达到标称的监视距离。摄像机模组二次开发优化技术,同等照明条件下,图像清晰度高。图像高速聚焦算法设计,能解决夜间或者光线不足的情况下图像自动聚焦速度慢或者反复聚焦的问题。在摄像机变焦过程中,激光照明区域可以智能自动充满屏幕,无需人工干预,也可以手动远程调节激光的照射强度和角度。

    好的激光摄像机产品在激光安全性方面需充分考虑到,上电自检时激光保持关闭,激光启动时自动到最大分散角度。激光的功率密度可以自动控制,在确保满足照明的前提下,对过高的功率密度进行了严格限制设计,符合国家安全激光功率密度标准。另外,可根据用户定制,增加自动关闭功能,在维护检测时,可自动探测到近距离的人和物体,并立即关闭激光,进一步确保了维护人员的安全。

    对于这点,笔者请教了国内第一家参与到激光夜视行业,并拥有十来年的自主研发、生产、销售、服务经验和持有多项核心技术专利的高新技术企业的经理兼工程师--翟晨文。翟经理表示,一款真正的实用的激光夜视产品,必须连同云台解码器,护罩等一共五个核心部件互相配合协调使用,才能发挥出系统配置的最佳效果。这一点,也真正考验了一个激光夜视生产型企业的技术实力。

    翟经理还做出了总结,目前相关技术人员意识到在夜视监控系统搭配过程中,需要做到的有如下技术点:

    1、光敏控制激光的开关,并且激光开启和摄像机的黑白状态一定要同步。一定要避免激光24小时连续开的现象,否则会大幅度的降低设备的使用寿命。

    2、根据现场环境,可考虑设置激光的手动开关,例如在广场,灯开时,可以考虑关闭激光,效果会更好,路灯关闭后,打开激光,一样保持好的效果,远程后台可控。

    3、激光与镜头同步联动,用户只需控制镜头变焦,激光自动跟随到合适的位置,避免变焦完后,又手动调节激光找好的效果,更应避免前面提到的,激光虽能变焦,但一扩大效果立刻就很差。

    4、护罩设计要充分考虑激光的散热,激光的发热是很大的,即便说真空充氮气保护,也很难保证完全不衰减,散热快、循环风冷必不可少,特殊场合甚至需要考虑加装微型空调。

    5、激光应具备预置位功能。目前云台位置,甚至镜头变焦聚焦都已经有成熟的预置位功能,如果调用预置位后,一切都到位了,就激光不到位,也很难说是成熟的系统,这个需求在联动报警调用预置位的场合尤其重要。系统预置位的精准度也应该尽量做到精确,否则此功能如同鸡肋。

    6、尽量选择红外不偏焦镜头。不难想象,如果批量的安装设备,到了晚上,全部需要聚焦一次,到了白天,又需要重新来一次,会给操作带来极大的不便,但遗憾的是,目前在远距离镜头上,具备红外不偏焦功能的还很少,产品线严重不全,为此,只能开发大镜头的自动聚焦、机械调整或镀膜调整等技术实现。

    7、为保证激光的使用效率,镜头及护罩前挡玻璃的镀膜技术也非常关键,好的镀膜技术,能够提升20%左右的红外透光率。

    8、特殊环境下考虑采用防盐雾腐蚀、透雾、防强光等高级功能,尽可能的让设备适用于任何环境。

    激光摄像机的角度问题还需要改善,如果能做到像红外灯这样什么场所都可以使用的话,相信淘汰红外灯指日可待了。激光监控摄像机的凭借自身的优势,相信不久的将来将会是一片繁荣的景象。

 

关键字:摄像机

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2014/0826/article_7484.html
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