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双光谱热像测温系统简介

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文章附图

微信图片_20200326162130.jpg双光谱热像测温系统简介


2020年2月


1. 红外热像成像测温原理3

2. 人体测温报警工作原理3

3. 测温场景应用4

3.1. 密集型人流的发热可疑性筛查4

3.2. 出入卡口的精确性测温5

4. 测温及报警的工作展现6

5. 平台对测温数据分析和存储6

6. 系统核心构成及技术特征6

6.1. 双光谱测温摄像机8

6.2. 图像测温综合智能管理平台10

6.3. 多光谱测温摄像机技术规格说明10

6.4. 图像测温综合智能管理平台功能说明表14

6.5. 软件平台操作界面展示14

6.6. 平台服务器工作站配置技术要求15

7. 系统配置表15

8. 系统应用的最大优势16

9. 系统结构拓扑图16


1. 红外热像成像测温原理

自然界中除了人眼看得见的光(通常称为可见光),还有紫外线、红外线等非可见光。自然界中温度高于绝对零度(-273℃)的任何物体,随时都向外辐射出电磁波(红外线),因此红外线是自然界中存在最广泛的电磁波,并且热红外线不会被大气烟云所吸收。随着科技的日新月异,利用红外线这一特性,采用应用电子技术和计算机软件与红外线技术的结合,用来检测和测量热辐射。物体表面对外辐射热量的大小,热敏感传感器获取不同热量差,通过电子技术和软件技术的处理,呈现出明暗或色差各不相同的图像,也就是我们通常说的红外线热成像;将辐射源表面热量通过热辐射算法运算转换后,实现了热像与温度之间的换算。

2. 人体测温报警工作原理

人体测温摄像机技术核心是红外热像加可见光图像的双光谱成像摄像机,将双光谱成像摄像机安装在进出通道,让镜头直视通道的卡口位置(注明:精确测温必须在被检测点位配置一个黑体仪,做被检人员的温度参考校正);测温摄像机对迎面过卡口人流的面部、额头等身体外露部分进行在线实时测温。当检测到的温度大于设定温度时(如37.3℃),即出现疑似发热人员,系统将马上锁定最高温的人员并报警提醒值守人员,按预案进行处置。

图示说明:使用场景实际拍摄图

3. 测温场景应用

1.

2.

3.

3.1. 密集型人流的发热可疑性筛查

在人流量大、密集型区域,如学校、商场、银行、证券交易所、影院、集市等公共场所;采用筛查型测温方式,快速实现对发热人员筛查,避免手工筛查造成的人员拥挤和聚集。在接近人流通过的出入口区域,设置双光谱测温摄像机,镜头对准出入通道,测温摄像机设置一个接近发热(譬如:3.3℃)的报警阀值,当人流中有达到或超过这个阀值,后端平台报警提醒工作人员,可以对发热可疑人员进行二次测温,即能快速筛查,也可避免工作人员一对一近距离接触式测温工作,形成交叉感染的风险。

如下图所示,红外热像可以根据不同的场景,支持多种热图显示,包括多种伪彩色和热黑、热白模式,在全画幅上可以实时的显示最高温、最低温、平均温;也可以按通道等划分多个区域,在每个区域内实时的显示最高温、最低温、平均温,每个温度点均可以加载光标,并将温度以字符叠加的方式在图像上显现。为了显示更加直观,每个区域可以设定超温报警线,当每个区域有超过预设的报警阀值时,最高温度可以自动显示为红色外,还可以输出报警信息,让值守人员准确、直观的锁定体温异样的人员。

图示:全屏测温模式

同时,红外热像因为分辨率较低,色彩为伪彩,视觉感官比较差,因此,人体温度在可见光画面中叠加显示,更加直观、有效。同理,当每个区域有超过预设的报警阀值时,最高温度可以自动显示为红色外,还可以输出报警信息,让值守人员准确、直观锁定体温异样的人员。

图示:可见光图像显示叠加人体温度值

3.2. 出入卡口的精确性测温

      在人流特别大需要特别控制的区域,如:医院、车站、机场、轨道交通等,需要准确对、快速筛查出疑似人员的,可在通道口与被检人员同一水平线位置处设置一个黑体仪,进行实时较准,使实时测温的误差小于0.2℃,可快速、准确锁定疑似发热人员,误报率和漏报率大大降低,也可有效减少工作人员的工作量,减少交叉感染的风险。

图示:通道卡口体温监测

    为了让测温系统更加智能化,也可以增加人工智能算法,配合后端的分析、处理,做更多直接有效的场景、功能应用。如:戴帽子人员提醒、疑似人员人脸抓拍,通过疑似人员人脸快速寻找周围密切接触者等。

4. 测温及报警的工作展现

当前端双光谱测温摄像机在确认可疑人员目标后,在后端平台上可以实现如下功能:

1、监控台弹出大画面显示

2、报警声音提醒现场工作人员

3、在可见光图像上叠加显示体温值

4、被报警人员的可见光图像抓图并保存

5、配合平台其它功能的联动触发

6、其他客户需要定制的功能

5. 平台对测温数据分析和存储

前端双光谱测温摄像机支持7*24小时不间断工作,后端图像测温综合智能管理平台软件将前端采集到的温度与图像数据实时显示、分析,并预警响应,根据防控需要,可以对视频图像和测温数据分别存储;测温综合智能管理平台系统也可对温度数据进行智能分析,将温度数据图表化,形成温度数据变化表。在后期调用回放录像时,可调取出每一个监测设备对每一个受控对象的图像和温度值;在历史图像回放过程中,即使没有叠加温度信息显示的图像,也可以在录像文件中二次查询温度值。

6. 系统核心构成及技术特征

    红外热成像技术成熟,采用此技术的双光谱测温摄像机是非常有效的测温设备之一,配备以热像测温平台,就可以快速构建一个简单、适用、可靠、智能、便捷的测温系统;其系统核心技术及应用说明如下:

4.

5.

6.

6.1. 双光谱测温摄像机

l 双光谱测温摄像机支持1-30米距离测温,7*24H 不间断运行,永远在线对目标进行监测、测温、预警。

l 每个双光谱测温摄像机所检测区域,单屏图像可以再划分为32个不同检测区域(可以多通道同时筛查、测温),每个区域可以单独命名,每个区域的最高温、最低温、平均温可同屏显示,可以单独定义每个区域报警阀值。

l 对目标监测及时,温度显示、超温报警,双光谱测温摄像机内置智能芯片和算法,设备可靠性高。

l 双光谱测温摄像机监测的数据与手持枪测温数据基本吻合,并采用AI 智能运算,因不同监测距离、不同环境温度下测温数据,可实时的补偿或校正。

l 双光谱测温摄像机全硬件化设计,集成度高、性能稳定可靠,功能完备、系统功耗小,环保易用,系统部署简单,与监控通用摄像机工作类似,可实施性强。

l 双光谱测温摄像机支持ONVIFGB28181等标准协议,可轻松接入到传统安防系统,兼容性、易用性和扩展性强,可进行多系统协同工作。

6.2. 图像测温综合智能管理平台

l 专注于对目标测温的需求而开发,可结合检疫布防、电力测温、安全监测、出入口控制等行业的业务应用。

l 在平台中展现被检测人员的体温,超温报警提示、抓图并保存,确保现场及时有效发现问题,后期排查直观、简单。

l 温度数据与视频图像同步存储,图像回放中显示温度数据,在非检测区域内的图像,回放历史数据时也可以展现温度数据。

l 系统使用简单、直观;已经具备测温预警、报警、联动控制、大数据分享等智能化的应用,并有进一步的提升空间,如人脸识别加测温。

l 平台图像传输支持Onvif / GB.T28181 标准协议多级联网、可与现有医疗、安监、远程应急指挥中心实现数据互通、共享。

l 系统具有全自主知识产权,可根据用户的实际需求订制开发。

6.3. 多光谱测温摄像机技术规格说明

产   品

名称

双光谱测温摄像机

型号

NVT-2202-L

NVT-2201-L

分辨率

640*512

336*256

探测器类型

非制冷氧化钒焦平面阵列

像元间距

17μm

工作波段

7.5~ 13.5μm

输入电压

4.4V6V DC

功率

< 1.2 W

噪声等效温差

< 50mK @ 25℃,F#1.0

启动时间

< 3.5秒

FFC持续时间

<0.5秒

焦距

9mm

13mm

19mm

变焦方式

定焦

定焦

定焦

镜头光圈

1.25(336)/1.4(640)

1.25

1.25

视场角

640*512

69°×56°

45°×37°

32°×26°

336*256

37°×25°

25°×19°

17°×13°

数字视频

Parallel Channel:COMS(8/14 bit),BT656(8bit)

电子放大

×2、×4、×8

图像增强

自动增益控制,数字数据增强

图像控制

连续数字变焦、动态变焦&转动变焦、图像优化

亮度对比度

自动/手动

极性伪彩色

14种伪彩色可调节

OSD

多区OSD:支持时间日期,场景名称和自定义OSD(8行,每行多个字符)

图像校正

自动/手动校正

测温范围

高增益: -40℃150℃;低增益: -40℃~550℃

测温精度

可达±0.2℃(黑体校正)

测温校正

自动/手动

测温模式

全帧频温度记录,最高温、最低温捕捉,超温,低温温度报警,异常升温等差温报警

热成像视频图像支持点、线、区域测温规则,最多可设置16个点、16个区域及16条线,支持温度场曲线记录显示

支持历史温度查询功能,可通过客户端软件查询热成像画面中任意点、线、区域的历史温度记录,并以突变形式显示

支持热成像视频区域入侵侦测、越界侦测、进入区域侦测、离开区域侦测功能

辐射率校正

0.01至1.0 辐射率可设,或预定义的物质辐射率表校正辐射率

背景温度校正

自动

大气透过率校正

根据输入的环境温度、距离、相对湿度

温度异常报警

关/开

硬件特性

具有高稳定性,不小于7*24小时稳定运行

具有以太网接口,支持TCP/IP、SIP\RTSP\RTP\RTCP等网络协议

可选1路音频输入/输出接口

视音频编解码

能支持H.264,H265或MPEG-4编解码协议

支持多种分辨率,336*256、640*512、720*576、1280*1024

能支持G.711u 音频编解码算法,支持静音功能

支持视频编码参数可调节,分辨率,码率,帧率,帧类型等参数调节,支持视频亮度、对比度、色度、饱和度等参数调节

实况业务

全部视频通道每通道均支持OSD

支持实时流传输模式,支持UDP/TCP可配

设备管理

支持本地升级、远程升级、批量升级,支持升级的计划管理

支持中心服务器对前端设备的业务和配置的集中管理

图像传感器

1/2.8 inch逐行扫描像素CMOS

最高分辨率

Full HD/1080P(1920x1080)

焦距

8/12mm

光圈

F1.4

最低照度

0.002Lux (F1.2,AGC ON,彩色)

快门速度

1/6~1/8000s

宽动态范围

120dB

日夜转换

自动日夜型红外滤光片切换机构

视频压缩

H.264 BP/MP/HP,H.265 main profile ,MJPEG

音频压缩

G.711 / AAC / MP2

水平解析度

>1000TVL

视频码率

32Kpbs~8Mpbs,在所有分辨率下以全帧率同时输出多路视频流帧速和带宽可调整,支持VBR/CBR

曝光控制

自动,手动,优先(快门或Max AGC),亮度等

曝光模式

自动,中心曝光,全局平均曝光,手动指定区域

曝光补偿

5级可调

白平衡

自动,场景(白炽灯、荧光灯、日光、闪光灯等),手动

增益

自动,阀值控制

背光补偿

关/开

强光抑制

关/开

图像特效

旋转和镜像、经纬度图像模式、自定义图像模式

降噪

3D-MCTF 数字降噪

日夜模式

自动/彩色/黑白

OSD

多区OSD:支持时间日期,场景名称和自定义OSD(5行,每行多个字符),支持热像报警温度叠加显示。

智能报警

移动侦测、区域入侵侦测

通讯接口

RS485/RS-422可选

通讯协议

IPv4, TCP/IP, UDP, HTTP, DHCP, RTP/RTCP/RTSP, FTP, DDNS, NTP

网络接口

100M以太网,RJ45接口

支持协议

IPv4, TCP/IP, UDP, HTTP, DHCP,RTP/RTCP/RTSP, FTP, DDNS, NTP

兼容协议

ONVIF, GB/T 28181

安全

密码保护,多用户访问权限控制

Web Service

内置WEB访问页面

工作温度

-40℃~ +85℃

储存温度

-55℃ ~ +95℃

温度冲击

5℃/min

工作湿度

5% ~95%,非冷凝

冲击

半正弦波,加速度30g,脉冲宽度6ms,安装使用方向冲击3次

振动

10HZ~40HZ,0.015g^2⁄HZ;40HZ~500HZ,

0.00015g^2⁄HZ,Rms:1.04291g,5min,X,Y,Z轴

防护等级

IP66

网络输出

红外和可见光分共用一个IP,方便接入

工作电压

DC12V

功率

<6W

静电抗扰

静电放电抗扰度符合GB/T 17626.2-2006中等级3要求,空气放电15kV,接触放电9kV

可维护性

具备一键恢复功能

支持远程升级

具备运行状态指示灯网口指示灯,及时反映设备运行状态

多光谱测温摄像机尺寸图

     

6.4. 图像测温综合智能管理平台功能说明表

1

用户管理

建立在多级管理角色上的用户及权限管理,确保用户数据的保密性

2

设备管理

管理接入平台的物理及逻辑设备,设置设备的测温通道、测温区域(点、线)

3

事件管理

可以设置、查看及处理前端设备及服务器产生的各种事件

4

服务器管理

管理分布式系统中的管理、存储及其它节点服务器

5

报警监控

监控系统中各个报警防区产生的基于视频、温度的报警事件以及网络和设备本身的报警事件,并对事件进行报警联动处理(包括声音、视频的报警联动)

6

温度监控

监控各个测温区域的实时温度数据及温度曲线

7

视频预览

预览各监控设备的可见光及热成像视频

8

视频及温度数据回放

回放录制的可见光及热成像视频录像,并可以随时查看回放视频上任意各点(线、区域)的温度信息。

9

系统状态

监控前端设备及系统中各服务器的运行状态

10

系统日志

记录及管理系统运行中产生的各个事件的日志

6.5. 软件平台操作界面展示

图示说明:多光谱测温平台界面展示(可选蓝色界面)

6.6. 平台服务器工作站配置技术要求

处理器:英特尔® I7 或至强® E5 四核或以上处理器,主频1.7G以上

内存:16GB, DDR4

硬盘空间:2T以上系统硬盘,6T数据硬盘容量(企业级SAS 3.5寸硬盘(7200转))   

显卡:2GB 以上

网络适配卡:双千兆网卡

鼠标及键盘:Windows兼容鼠标及标准Windows键盘

USB接口:   4个USB 3.0以上

预装操作系统:Windows Server 2012   R2

预装数据库: Microsoft SQL Server2012 R2

7. 系统配置表

序号

产 品 名 称

型号

技 术 规 格

单位

数量

备   注

1

多光谱测温摄像机

NVT-2201L

美国福莱尔探测器,热成像分辨率336*256,焦距13mm;可选19mm

可见光分辨率:1920*1080;

支持黑体温度较准

1

含专用电源、标配安装支架

2

黑体校正模块


温度1℃~40℃可调

1

与测温摄像机配套,高精度测温配置

3

热像测温综合智能管理平台软件

NVS-inc1000

单机版、专业版

1

可根据具体需求选用单机版或专业版

4

平台服务器


I7 CPU,8G 以上内存、1000M 网口,2G以上独立显存含6T 存储硬盘

1

用户可以自购,主要和实时显示的路数有关

5

显示终端



1

与实时显示的路数有关,以能方便监控和观察显示图像上叠加的数据为准

8. 系统应用的最大优势

无需工作人员近距离检查通关人员,远距离测温既尊重了彼此隐私,也减少了近距离接触和人员聚集引起的交叉感染的风险;综合智能测温平台系统实现了无人化操作,增加安全,可实时储存也可及时智能报警,且可以满足事后查证的需要。

系统建设为一次性投入,无论在任何时期,均可以实时、自动的工作;可以杜绝人为操作的疏忽、提升工作效率、减员增效。

9. 系统结构拓扑图


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