雅江山體滑坡監(jiān)測系統(tǒng)
紅外熱成像主要利用不同溫度的目標(biāo)形成不同熱輻射，從而通過熱成像鏡頭將目標(biāo)的紅外輻射采集到紅外傳感器上，進(jìn)而將強(qiáng)弱不同的紅外輻射信號（不同溫度）轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，經(jīng)放大和視頻處理，形成可供人眼觀察的視頻圖像。由于紅外熱成像主要是根據(jù)目標(biāo)發(fā)散的紅外輻射產(chǎn)生紅外熱圖像，因此具有無需光源、不怕強(qiáng)光、透霧雨雪能力強(qiáng)的特點(diǎn)，具有良好的全天候工作能力，可實(shí)現(xiàn)大場景范圍的監(jiān)測。
如圖1所示，按照監(jiān)測距離1km，監(jiān)測視場寬度200m計(jì)算，典型成像視場為11.4度。
圖1 典型視場估算
熱成像槍機(jī)
圖2 30-150mm熱成像槍機(jī)實(shí)物照片.
30-150mm熱成像槍機(jī)參數(shù)表
30-150mm |
類別 | 指標(biāo)參數(shù) | 備注 |
熱成像性能參數(shù) |
探測器類型 | 8～14um非制冷探測器 | |
分辨率 | 640×512 | |
像元間距 | 17μm | |
幀頻 | 50Hz | |
紅外鏡頭焦距 | 30～150mm | |
F# | 1.2 | |
視場角 | 20.6°×16.5°～4.2°×3.3° | |
NETD | ≤50mK@25℃,F#1.0 | |
調(diào)焦范圍 | 5m～∞ | |
電子放大 | 2×、4× | |
極性 | 黑熱／白熱 | |
圖像亮度/對比度 | 自動(dòng)/手動(dòng) | |
調(diào)焦方式 | 電動(dòng)調(diào)焦/自動(dòng)聚焦 | |
視頻編碼 |
視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) | H.264 | |
視頻編碼分辨率 | D1 | |
視頻幀率 | 25 fps | |
視頻碼率 | 32Kbps-10Mbps，*大10Mbps | |
電源 |
供電電壓 | DC12V | |
輸出接口 |
網(wǎng)絡(luò)接口 | 10M/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)口 | 支持 DHCP、TCP、等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 |
物理特性 |
尺寸 | 324.5mm×172mm×173mm(L×W×H) | |
重量 | ≤8.5Kg | |
環(huán)境參數(shù) |
工作溫度 | -40℃～+50℃ | |
存儲溫度 | -50℃～+60℃ | |
沖擊 | 30g | 持續(xù)時(shí)間11ms |
振動(dòng) | 5Hz～500Hz～5Hz,1.5g | 持續(xù)時(shí)間12min |
防護(hù)級別 | IP66 | |
30-150mm焦距下紅外熱成像效果見圖3.
（a）1km成像效果
（b）2km成像效果
圖3 30-150mm熱成像圖片
2、熱成像球機(jī)
圖4 20-100mm熱成像球機(jī)實(shí)物照片
20-100mm熱成像球機(jī)參數(shù)見表2
表2 20-100mm熱成像球機(jī)參數(shù)表
類別 | 指標(biāo)參數(shù) | 備注 |
熱成像性能參數(shù) |
探測器類型 | 8～12um非制冷探測器 | |
分辨率 | 640×512 | |
像元間距 | 17μm | |
幀頻 | 50Hz | |
紅外鏡頭焦距 | 20～100mm | |
視場角 | 30.4°×6.2° | |
NETD | ≤60mK | |
調(diào)焦范圍 | 5m～∞ | |
電子放大 | 2× | |
極性 | 黑熱／白熱 | |
圖像亮度/對比度 | 自動(dòng)/手動(dòng) | |
調(diào)焦方式 | 電動(dòng)調(diào)焦/自動(dòng)聚焦 | |
可見光性能參數(shù) |
可見光CCD規(guī)格 | 1/4〃彩色CCD | |
像元總數(shù) | 380000 | |
可見光鏡頭焦距 | 3.4～122.4mm | |
可見光鏡頭視場 | 1.7°×57.8° | |
穩(wěn)定平臺參數(shù) |
穩(wěn)定精度 | ≤0.05mrad | |
回轉(zhuǎn)范圍 | 方位：360°俯仰：-110°～+30° | |
*大角速度 | 方位/俯仰：≥60°/s | |
*大角速度 | 方位/俯仰：≥100°/s | |
電源 |
電源 | 直流28V | 18V ~ 32V |
*大功耗 | ≤250W | |
平均功耗 | ≤70W | |
輸出接口 |
視頻輸出 | 模擬視頻輸出PAL制/HD數(shù)字輸出 | |
串口 | RS422 | |
物理特性 |
尺寸 | 直徑229mm 高度372.5mm | |
重量 | ≤9Kg | |
環(huán)境參數(shù) |
工作溫度 | -40℃～+55℃ | |
存儲溫度 | -45℃～+80℃ | |
MTBF | 1000h | |
工作高度 | 5000m以下 | |
防護(hù)級別 | IP66 | |
圖5為20-100mm熱成像球機(jī)參數(shù)成像效果。
（a）熱成像效果
（b）可見光成像效果
圖5為20-100mm熱成像球機(jī)參數(shù)成像效果
熱成像破霧/霾能力測試結(jié)果
圖6是150mm焦距熱成像破霧能力實(shí)測結(jié)果。地點(diǎn)北京市中科院半導(dǎo)體所1號樓，觀測目標(biāo)是上地方向的6km處的上地國際創(chuàng)業(yè)園及33km處的八達(dá)嶺山地。
2019年2月22日上午9點(diǎn)30左右根據(jù)天氣預(yù)報(bào)海地區(qū)能見度約為5km。從人眼及可見光成像無法發(fā)現(xiàn)6km處的上地國際創(chuàng)業(yè)園，如圖6（a）所示。圖6（b）是同等條件下熱成像圖片，可以同時(shí)觀測到6km的上地國際創(chuàng)業(yè)園和33km處的山體。圖6（c）是晴好天氣條件下，能見度優(yōu)于20km的上地國際創(chuàng)業(yè)園照片。
（a） 可見光成像（能見度約為5km）
（b） 與圖（a）同等條件下熱成像效果（能見度5km）
（c） 天氣晴好條件下可見光圖像（能見度優(yōu)于20km）
圖6 焦距150mm（視場4.20）熱成像圖片
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