Журнал "Системы Безопасности" № 2‘2020

О П С , П О Ж А Р Н А Я Б Е З О П А С Н О С Т Ь 93 С держивающим фактором развития автома- тических систем детекции огня является высокая доля ложных срабатываний. Это обусловлено тем, что высокоэффективные теп- ловизионные детекторы "смотрящего типа" на диапазон 3–5 мкм до сих пор довольно доро- гие, а применение других детекторов приводит к увеличению ложных срабатываний. Другой недостаток автоматических систем – относи- тельно небольшая дальность обнаружения огня. Повышение дальности действия с одновремен- ным снижением вероятности ложной тревоги возможно путем комбинации сенсоров, анали- зирующих получаемое изображение в несколь- ких спектральных диапазонах (видимом, сред- нем ИК, тепловом ИК). Многоспектральность также обеспечивает отделение полезного сиг- нала от ложного из-за солнца, бликов и др. Дистанционное автоматическое обнаружение возгораний "ОКБ "Астрон" разработан комплекс автоматиче- ского обнаружения возгораний. Его основной задачей является дистанционное автоматическое обнаружение пожаров встроенной аналитикой на основе анализа изображения от сенсоров видимого (0,5–0,8 мкм) и тепловизионного диа- пазона (3–5 мкм). Комплекс имеет возможность круглосуточного наблюдения обстановки и авто- матического обнаружения возгорания в радиусе до 5 км с круговым обзором 360 град. Встроен- ная аналитика использует для интеллектуального анализа цветовые, температурные и временные характеристики в последовательности кадров двух спектральных диапазонов. После получения подтверждения о пожаре связь и передача дан- ных осуществляется по оптоволоконным каналам связи или через каналы мобильной связи. Р азработанный автоматический аппаратно-программный комплекс является автономной оптоэлек- тронной системой многоспек- трального наблюдения. Комплекс предназначен для раннего обнару- жения пожара на протяженных объектах, промышленных пред- приятиях, объектах транспортной инфраструктуры, в лесном и сель- ском хозяйстве Техническая комплектация В комплекс входят: l цветная цифровая видеокамера; l матричные микроболометрические неохлаж- даемые тепловизионные фотоприемники на диапазон излучения 3–5 мкм с полями зре- ния, соответствующими полю зрения видео- камеры; l блоки питания, управления и обработки, помещенные в общий корпус (см. рис.). Изображение в видимом (0,5–0,8 мкм) и теп- ловизионном (3–5 мкм) диапазонах совме- щаются для анализа по технологии Fusion. В зависимости от погодных условий оператор имеет возможность наблюдать сцену в раз- ных спектральных диапазонах: видимом (0,35–0,78 мкм), тепловизионном (3–5 мкм) или "смеси" обеих картинок. Двухспектральные камеры Комплекс состоит из 12 двухспектральных камер (0,5–0,8 мкм, 3–5 мкм), установленных в одном общем корпусе с углами между опти- ческими осями 30 град. Каждая двухспектраль- ная камера имеет совмещение тепловизионного и видеоизображения с интеллектуальным ана- лизом теплового поля. Анализ производится: l в спектральном диапазоне 3–5 мкм – по модели "появление горячего объекта", без движения, минимальная площадь объекта – 4 кв. м; l в спектральном диапазоне 0,5–0,8 мкм – по появлению движения объектов под углами 35–135 град. к горизонту, отсутствию гори- зонтальных перемещений, возможно уве- личение площади от 100 кв. м и более, уве- личение высоты объекта выше 5 м. Специфика интеллектуальных алгоритмов В процессе настройки и тестирования интеллек- туальный анализ имеет возможность обучения с использованием нейросетевых технологий. Интеллектуальная видеоаналитика с трехмер- ным построением перспективы и калибровкой на дистанции до горизонта исключает возмож- ность применения сканирующих круговых обзорных систем. Для надежной работы алго- ритмов автоматического распознавания моде- лей угрозы необходимо фиксированное поло- жение без движения подстилающей поверхно- сти. Данное требование обеспечивается только фиксированным положением оптико-электрон- ных систем и их предварительной калибровкой по месту установки. Для осуществления кругового обзора 360 град. без возможности кругового сканирования тре- буется минимальное количество стационарных тепловизионных камер на диапазон 3–5 мкм. При угле обзора каждой камеры 30 град. необходимо использование 12 камер. Детектор "Астрон-64017Д" – единственный в своем роде Фотоприемное устройство среднего ИК-диа- пазона (3–5 мкм), на наш взгляд, наиболее функционально для обнаружения очагов пожаров, поскольку этот диапазон имеет минимальное атмосферное ослабление и максимальную чувствительность в спектраль- ном диапазоне, соответствующему открытому пламени. Излучение очага пожара макси- мально, а легкий дым почти прозрачен для излучения в этом диапазоне. Именно по этой причине диапазон 3–5 мкм используется для детектирования очагов возгорания и откры- того огня. Такому диапазону соответствуют крайне дорогие охлаждаемые тепловизион- ные фотоприемники на антимониде индия (InSb), а также на структурах кадмий-ртуть- теллур (HgCdTe) с системами охлаждения. Применение этих охлаждаемых систем при- водит к значительному удорожанию всего комплекса. Единственным неохлаждаемым матричным детектором на диапазон 3–5 мкм является разработанный в "ОКБ "Астрон" детектор "Астрон-64017Д". Программное обеспечение использует данные видео- и тепловизионного канала в реальном времени. На заключительном этапе блок клас- сификации выдает сигнал тревоги в случае обнаружения дыма. Предлагаемый алгоритм реализован с использованием Visual C++ и библиотеки алгоритмов компьютерного зрения и обработки изображений OpenCV. Для подтверждения возможности детектирова- ния открытого огня размером 2х2 м были про- ведены тестовые испытания. Открытый огонь имел температуру более 1500 К и уверенно детектировался на дистанции до 5000 м. Оптимальное решение в рамках бюджета Общая стоимость комплекса для кругового обзора не превышает 7 млн рублей. Дан- ный бюджет возможен только с использо- ванием неохлаждаемых болометрических матриц на диапазон 3–5 мкм. Использова- ние охлаждаемых систем для работы в этом диапазоне привело бы к значительному увеличению стоимости комплекса – при- мерно в 10 раз. n www.secuteck.ru апрель – май 2020 90-градусная секция мультиспектрального тепловизионного комплекса Мультиспектральная система автоматического обнаружения возгорания Astrohn-Fire Ключевой задачей современных систем пожарной охраны является обнаружение пожа- ра на ранней стадии, и она не столь тривиальна, как кажется на первый взгляд. В зави- симости от состава горючих материалов и условий окружающей среды пожар на начальном этапе может характеризоваться различными факторами: локальным повы- шением температуры, наличием дыма, пламени с дымом или только открытого пламени Адрес и телефоны АО "ОКБ "АСТРОН" см. стр. 120 "Ньюсмейкеры" Рек лама