安防监控知识
安防应用|夜视技术在民用视频监控中获得广泛应用
作者:安防之家  建材之家    2017-01-15  浏览:45
安防之家讯: 以前夜视技术在军事上的应用已经很长时间了,随着技术的发展,目前在民用视频监控中也获得了广泛应用。实际上,夜视技术是借助于光电成像器件实现夜间观察的一种光电技术。它包括微光夜视和红外夜视两类:微光夜视技术是通过带像增强管的一种夜视技术,它实际就是对夜天光照亮的微弱目标像进行增强,以供观察的光电成像技术。微光夜视仪,是目前国外生产量和装备量最大和用途最广的夜视器材,它又可分为直接观察(如夜视观察仪、武器瞄准具、夜间驾驶仪、夜视眼镜)和间接观察(如微光电视)两种;而红外夜视技术则分为主动红外夜视技术和被动红外夜视技术。被动红外夜视技术是借助于目标自身发射的红外辐射来实现观察的红外技术,它根据目标与背景或目标各部分之间的温差或热辐射差来发现目标,其对应装备为热像仪。这里主要讲主动红外夜视技术,它是通过主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施观察的一种夜视技术,其对应装备为主动红外夜视仪,实际核心就是红外摄像机。

红外光源、由非直视型光电成像器件CCD或CMOS图像传感器为核心组成的摄像机和成像画面所需的镜头等配合选择是主导红外摄像机夜间监视的效果优劣的三大因素。为获得好的夜间监视质量,本文将重点介绍在应用红外摄像机时,对其红外光源、摄像机及其镜头等的配套选择上应注意的几个要点,以供工程商等用户选用参考。

一、红外光源的选择
红外光是一种波长大于780nm的不可见光。一般,产生这种不可见光的方法有下列三种。
①直接使用白炽灯或氙灯发出的红外光。即在这两种灯上安装可见光滤镜,滤去可见光,只让看不见的红外射线射出;
②使用红外发光二极管LED或LED阵列来产生红外光。这种器件是通过砷化镓(GaAs)半导体中的电子与空穴复合来产生红外光;
③使用红外激光二极管LD,也可作红外光源。但它要把处于较低能态的电子激发或泵浦到较高能态上去,通过大量粒子分布反转,共振而维持受激辐射红外光。
第一种光源为热红外光源,其最大的优点是可制成比较大的功率和大的辐照角度,因此照射的距离远。其最大不足之处是包含可见光成份,即有红暴,且使用寿命短,如果每天工作10小时,5000小时只能使用一年多,若考虑散热不够,寿命还要短。为提高热辐射红外灯的寿命,使用时还必须采用光控开关电路,以减小其工作时间。此外,还增加了延时开关电路以防环境光的干扰。
第二种是使用半导体砷化镓发光二极管阵列组成的红外灯,尤其现在使用新技术开发生产的阵列式集成发光芯片LEDArray。其一个LED-Array的光学输出达到了800mw-1000mw,而成为普通LED的换代产品,LED-Array的发光半功率角为10-120°(可变角)。由于LED-Array为高度集成的LED,而体积只有一个一分钱硬币的大小,在室内可均匀照亮全部空间,其寿命为50,000个小时。它最初是运用在航空飞机上面,近年来由于民用夜间监控市场的发展,LED-Array才逐步走向民用市场,成为高质量夜间监控的一种理想选择。
虽然,红外LED及LED-Array淘汰了热红外光源,但对于1km以上的超远距离场景的监控,还是要选择红外LD光源。因为半导体激光器具有比LED亮度高、方向性强等特点。
通常,在选择红外光源时要注意以下的几个要点。
A、红外灯距离选择要留有余量
B、应选用稳流源驱动的光源
C、要选用散热好的光源
D、要选用有光控开关自动控制电路的供电电路并与灯板分开的红外光源
E、要根据监视距离选用红外灯

二、摄像机的选择
目前摄像机的感光器件有CMOS与CCD两种。同CCD一样,CMOS图像传感芯片对红外光波也有反应,但它在890-980nm范围内灵敏度比CCD图像传感芯片要高出许多,并随波长增加而衰减的梯度也慢一些。随着CMOS图像芯片的飞速发展,其噪音讯号进一步降低,且星光级的CMOS摄像机也已有面市。因此,不一定局限在CCD摄像机中选择,可充分利用各自的优势选取。一般,红外摄像机的选择要点如下。
A、应选低照度摄像机,其照度要求一般≤0.02Lux
B、选用的红外摄像机图像传感器的尺寸越大越好
C、红外摄像机要有自动电子快门与自动增益控制(AGC)功能
D、需隐蔽场合选CMOS超微型摄像机
E、选配好摄像机的配套稳压小电源
摄像机的电源的选取要注意如下两点。
·选稳压电源。因市电AC220V不稳,如只选一交流变直流12V的变压器而不稳压就会使摄像机中的电路工作不稳定,从而使摄像机的工作不稳,所需性能就达不到要求;
·选比摄像机的电流要大近一倍以上的小电源为好。如摄像机的电流为200mA或250mA,一般选500mA即足够。若选太大如1A供1台摄像机就体积偏大与价钱偏贵;太小如等于摄像机的电流就可能发热(因连续工作时间太长)而影响可靠性与工作寿命等。

三、镜头等的选择
摄像机镜头是红外摄像机的关键设备,它的质量(指标)优劣直接影响到系统的成像效果,因此,镜头选择是否恰当即关系到系统质量,又关系到工程造价。因此,在选择镜头时要注意以下几个要点:
A、最好选红外镜头
B、选用镜头的成像尺寸最好与摄像机中图像传感器的尺寸一致
C、最好选镜头与摄像机的接口安装方式一致
D、最好选自动光圈镜头,以适应昼夜照度很大的变化
E、镜头的分辨率与透光率要达到要求
F、监视距离1公里以上,还需选用激光扩束准直镜头
G、注意选择有性能好的视窗玻璃的防护罩
红外摄像机的选择最重要的问题是成套性。除选好红外光源外,对摄像机、镜头、防护罩、供电电源等的配套要综合考虑。只有按文中所述的选择要点综合考虑了,才能取到事半功倍的效果。



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