Strona główna Transport i logistyka Termowizja wspomaga zarządzanie ruchem

Termowizja wspomaga zarządzanie ruchem

UDOSTĘPNIJ

Eifeh Strom
a&s International


W kategoriach dokładności i efektywności kamery termowizyjne jako sensory termowizyjne w połączeniu z innymi sensorami (czujnikami) kompleksowego systemu zarządzania ruchem mają wiele do zaoferowania.

Obrazowanie termowizyjne ma już długą historię w zastosowaniach militarnych i ochronie perymetrycznej. Choć w przypadku wykorzystania tej techniki w zarządzaniu ruchem nie jest jeszcze powszechne, to użycie czujników termowizyjnych w różnych branżach wyraźnie rośnie.

Firma analityczna Markets and Markets szacuje, że światowy rynek obrazowania termowizyjnego powiększy się z 7,7 mld dol. w 2016 r. do 10,3 mld dol. w 2021 r. przy rocznej stopie wzrostu 5,9 proc. Wynika to z rosnącego zapotrzebowania na kamery termowizyjne w związku ze spadkiem ich cen. Poza tym rozwój rynku stymuluje też większy popyt na kamery termowizyjne we wszystkich zastosowaniach komercyjnych, w tym transporcie. Jak wynika z badania Markets and Markets, zapotrzebowanie na obrazowanie termowizyjne w segmencie motoryzacyjnym ma stymulować rynek przez kolejnych pięć lat.

Większe wykorzystanie kamer termowizyjnych w przemyśle samochodowym w celu zmniejszenia związanego z jazdą ryzyka (szczególnie w nocy) to jedna z podstawowych przyczyn ożywienia rynku obrazowania termowizyjnego w tego typu zastosowaniach – napisano w raporcie.

Chociaż zastosowanie obrazowania termowizyjnego w motoryzacji nie jest tym samym, co wykorzystanie tej technologii w zarządzaniu ruchem, to potrzeby w sektorze transportowym mogą z siebie wynikać. Co więcej, wobec rosnącego zapotrzebowania na zarządzanie ruchem łączenie różnych technologii, w tym właśnie obrazowania termowizyjnego, przyczyni się do tworzenia jeszcze bardziej efektywnych rozwiązań.

Dlaczego termowizja
Jednym z największych atutów kamer termowizyjnych w różnych zastosowaniach branżowych jest ich zdolność do „widzenia” w ciemności i podczas niesprzyjających warunków atmosferycznych. Mogą one także mierzyć temperaturę dowolnego obiektu w swoim polu widzenia, wykrywając pożar w jego początkowej fazie w całym obszarze detekcji.

Termowizja, w odróżnieniu od innych technologii wykrywania pożaru, nie wymaga kontaktu z płomieniem lub rozgrzanymi gazami. Nie musi też dojść do rozprzestrzeniania się dymu, by kamera wykryła zwiększone wydzielanie się ciepła w efekcie pojawienia się pożaru lub nieprawidłowości w działaniu pojazdu – mówi Michael Deruytter, dyrektor ds. innowacji w firmie FLIR Intelligent Transportation Systems.

Dodatkowa korzyść polega na tym, że dzięki technologii obrazowania termowizyjnego operatorzy mogą widzieć poprzez dym. Ta cecha może ratować życie w wypełnionych dymem tunelach, dostarczając zespołom strażaków informacje o miejscu pobytu ludzi.
Należy pamiętać, że kamery termowizyjne nie wykorzystują światła widzialnego, ale promieniowanie cieplne emitowane przez wszystkie obiekty w polu widzenia. Dlatego ich działania nie zakłóca ani blask słońca, ani ciemność. Nie przeszkadzają im też światła reflektorów, cienie, mokra ulica, śnieg czy mgła. Tym samym są idealnym elementem rozwiązania do monitorowania ruchu drogowego w trybie 24/7.

Termowizja i analityka ruchu drogowego
Obrazowanie termowizyjne nie tworzy kompleksowego rozwiązania do zarządzania ruchem. Przy zastosowaniu analityki wideo kamery termowizyjne okazują się jednak bardzo przydatne.
Obraz z kamer termowizyjnych przypomina ten przetwarzany przez kamery operujące w świetle widzialnym, zwłaszcza jeśli chodzi o kształt rejestrowanego obiektu. Dlatego analityka wideo dla klasycznych kamer – rozwiązania pod kątem wykrywania kształtów, detekcji ruchu, wykrywania intruzów czy liczenia ludzi – może być użyta także w przypadku kamer termowizyjnych – twierdzi Emmanuel Bercier, Strategic Marketing Manager we francuskiej firmie ULIS produkującej przetworniki termowizyjne.
Ponieważ kamery termowizyjne wykrywają ciepło emitowane przez obiekty, te obiekty są bardzo wyraźnie widoczne na tle otoczenia. W rezultacie upraszcza to analitykę wideo, ponieważ nie ma potrzeby uwzględniania zmiany oświetlenia lub efektu cienia.

Kamery termowizyjne doskonale nadają się do wykorzystania analityki wideo, ponieważ piksele na obrazie reprezentują informacje o cieple – im cieplejszy jest obiekt, tym więcej emituje energii termicznej. I nawet ekstremalnie zimne obiekty, do -243°C (blisko 0 Kelwina), emitują energię termiczną. Kamery termowizyjne wykrywają ciepło wydzielane przez samochody, rowerzystów i pieszych. Związana z detekcją informacja może być wykorzystana do klasyfikacji obiektu albo uczestnika ruchu, co pozwala na szybkie podejmowanie decyzji w sterowaniu ruchem na skrzyżowaniach – tłumaczy Michael Deruytter.
Inteligentne kamery termowizyjne są także wykorzystywane do wykrywania incydentów, takich jak zatrzymanie pojazdu na drodze czy jazda pod prąd, co przyspiesza interwencję nadzoru ruchu oraz służb ratunkowych.

Wyzwania dla termowizji w kontroli ruchu
Chociaż kamery termowizyjne zapewniają lepszą detekcję, to powinny być wykorzystywane głównie w połączeniu z kamerami operującymi w świetle widzialnym. Ostatecznie to kombinacja obu rodzajów urządzeń zapewni najlepszą dokładność detekcji i identyfikacji, np. numerów rejestracyjnych pojazdów – twierdzi Emmanuel Bercier.
Technologia zarówno termowizyjna, jak i oparta na świetle widzialnym mają unikalne zalety, stosowanie obu tworzy perfekcyjne połączenie.

Podejście wielosensorowe jest wykorzystywane w zaawansowanych systemach dozoru wizyjnego i ochrony granic. Użyta w nich kombinacja kamer klasycznych i termowizyjnych służy do wykrywania wielu różnych zagrożeń – wyjaśnia Michael Deruytter. W przypadku zarządzania ruchem dzięki połączeniu obu technologii w jednym systemie nadzór może wykorzystywać doskonałą detekcję zapewnioną przez kamery termowizyjne, jednocześnie otrzymując wiele szczegółowych informacji dostarczanych przez klasyczne kamery o rozdzielczości HD.
Czynnikiem ograniczającym wykorzystanie przez użytkowników końcowych i integratorów systemowych kamer termowizyjnych w zarządzaniu ruchem jest cena rozwiązania. Jak twierdzi Emmanuel Bercier, w ciągu ostatniej dekady koszty zostały znacznie zredukowane. Można obecnie znaleźć kamery termowizyjne do zarządzania ruchem w przystępnych cenach, rzędu kilkuset dolarów. Przypominają one powszechnie dostępne urządzenia, ponieważ opierają się na standardowym protokole i interfejsach. Przekłada się to na łatwiejszą integrację z nową lub istniejącą infrastrukturą.
Zauważamy, że coraz więcej integratorów systemów zarządzania wideo (VMS) rozważa użycie kamer termowizyjnych. Także infrastruktury są niemal gotowe do przyjęcia technologii obrazowania termowizyjnego – uważa Emmanuel Bercier.

Podsumowanie
Wobec ciągłego spadku cen rozwiązań termowizyjnych i rosnącej potrzeby zarządzania ruchem coraz więcej systemów będzie wykorzystywać technologię obrazowania termowizyjnego. Sama termowizja nie jest idealnym rozwiązaniem do zarządzania ruchem, ale jako część większego systemu, z klasycznymi kamerami i analityką wideo, ma znaczący wpływ na zwiększenie jego dokładności i efektywności.
Wraz z postępującą urbanizacją i wzrostem populacji rośnie zapotrzebowanie na coraz bardziej wydajne i efektywne systemy zarządzania ruchem ulicznym. Wykorzystanie obrazowania termowizyjnego w ramach kompleksowego systemu zarządzania ruchem zapewnia operatorom bardziej dokładną i efektywną kontrolę.

Zarządzanie ruchem:
Światło widzialne vs. termowizja
W zarządzaniu ruchem najpowszechniej wykorzystuje się kamery operujące w świetle widzialnym, to jednak użycie kamer termowizyjnych przynosi korzyści, których nie zapewnią inne rozwiązania.Klasyczne kamery dozorowe zyskały dużą popularność w zastosowaniach związanych z zarządzaniem ruchem. Wynika to z ich zdolności do dostarczania operatorowi systemu natychmiastowej informacji zwrotnej w przypadku zdarzenia drogowego i na tej podstawie podjęcie dalszej akcji.
Takie kamery do tworzenia obrazu potrzebują światła odbitego od obiektów, dlatego ich efektywność i możliwości detekcji w największym stopniu zależą od warunków oświetleniowych w otoczeniu.

Większość kamer stosowanych w dozorze wizyjnym i zarządzaniu ruchem działa w świetle widzialnym, zwykle w zakresie długości fali od 0,4 do 0,8 m (do 1 m w przypadku urządzeń czułych także na bliską podczerwień). Klasyczne kamery dozorowe mogą więc wykrywać jedynie te obiekty, które są oświetlone przez słońce lub sztuczne źródła światła, np. oświetlenie uliczne.

Przypomnijmy, że każdy obiekt, czy jest to człowiek, zwierzę, czy pojazd albo drzewo, emituje energię cieplną zależną od dwóch czynników: właściwej sobie temperatury i rodzaju materii. Wszystkie obiekty o temperaturze powyżej zera Kelwina emitują ciepło z zakresu dalszej podczerwieni (od 8 do 12 µm). Kamery termowizyjne wykorzystują technologię, która jest czuła właśnie na dalszą podczerwień, co oznacza, że wykrywają wyłącznie promieniowanie emitowane przez obiekty.

Kamery obrazowania termowizyjnego mogą zapewniać stałą widoczność i niezawodność w wykrywaniu obiektów – w trybie 24/7, bez względu na warunki oświetleniowe, atmosferyczne czy środowiskowe, takie jak mgła czy dym. To sprawia, że sprawdzają się w zarządzaniu ruchem, w którym otoczenie monitorowanych obiektów ciągle się zmienia.