摘要:本文論述了激光夜視系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu),并對激光夜視部件的選型和激光夜視的應(yīng)用作了闡述,旨在幫助廣大客戶和工程商更好地選擇真正符合項(xiàng)目需求的夜視技術(shù)。
激光夜視技術(shù)在中國出現(xiàn)已有將近十年的時間,它屬于主動紅外夜視技術(shù)的一種,其原理是將激光點(diǎn)光源通過光學(xué)擴(kuò)散,達(dá)到夜間照明的目的,其波長多在808、940、980nm,屬于近紅外光。系統(tǒng)采用高通光量的夜視鏡頭接收目標(biāo)反射光成像,再用低照度的CCD攝像機(jī)采集圖像并輸出。照明系統(tǒng)、成像鏡頭、攝像機(jī)三者作為系統(tǒng)的核心部件,互相配合,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)瓶頸都會導(dǎo)致整套系統(tǒng)達(dá)不到理想的效果。十年來,激光夜視廠家如雨后春筍般出現(xiàn),各家參數(shù)、價格也參差不齊,給客戶的選擇造成了極大的困難,對行業(yè)本身也有較大沖擊,激光夜視技術(shù)雖大有取代紅外LED燈的趨勢,但混亂的技術(shù)及市場狀態(tài)也導(dǎo)致客戶不敢貿(mào)然下決定使用,本文將從影響夜視距離及效果的各方面因素入手,幫助客戶更好的理解激光夜視技術(shù)。
絕大多數(shù)客戶打電話都會問到一個問題“你們的夜視產(chǎn)品能達(dá)到1000米嗎?大概什么價格?”不同的廠家可能給出的回答大相徑庭,夸張點(diǎn)說,甚至?xí)形宓绞兜牟顑r,這一定會讓客戶犯嘀咕,同樣的技術(shù),怎么差距會如此之大?價格低的是不是技術(shù)不成熟,價格高的是不是“半年不開張,開張吃半年”宰人,事實(shí)上,每一個生產(chǎn)型企業(yè)都不會拿自己的信譽(yù)開玩笑,出現(xiàn)這種情況的根本原因在于,各家對夜視距離的理解和觀念存在差別。
先看一個較為復(fù)雜的計(jì)算公式:
上式中,R代表需要達(dá)到的夜視距離,θ代表激光擴(kuò)散角度,f代表所選鏡頭焦距,D代表鏡頭的有效通光孔徑,f/D就是我們熟知的鏡頭的F值,Ed代表所選攝像機(jī)的靈敏度閥值,其余ε、ρ、τ、μ等分別代表照明系統(tǒng)透過率、目標(biāo)漫反射系數(shù)、成像系統(tǒng)透過率、大氣衰減系數(shù)等很難由人為左右的參數(shù)。P為圖像清晰成像所需要的光強(qiáng)度,可折算為夜視照明情況下需要的激光功率。
上式為理論計(jì)算數(shù)據(jù),不可控參數(shù)取平均值,選用400mm,F(xiàn)3.6鏡頭,攝像機(jī)最低照度0.001LUX,看1000米,激光照明角度0.5度(照明直徑8米),理論計(jì)算得激光實(shí)際上只需要不到1.5W,也就是說,1.5W激光,完全可以照到1000米,并且成像,但只能呈現(xiàn)出類似“手電筒”的效果,如下圖:
同樣一條路,下圖在成本大體相當(dāng)?shù)那闆r下更換了配置,相信客戶會更認(rèn)可如下圖看到的效果,效果差距如此明顯。
不難想象,如果客戶需要看更大的范圍呢?前一種配置一定會更模糊,更暗,而后一種配置還可以在很大范圍內(nèi)保持清晰的效果,如下圖:
由圖可見,在1000米甚至更遠(yuǎn)的距離上,清晰成像不成問題。其范圍,效果都不會和熱成像有很大差距,關(guān)鍵看各核心部件的配置及配合情況。我們認(rèn)為,真正性價比高的產(chǎn)品,不應(yīng)該理解成在極限狀態(tài)下,用最低的成本,達(dá)到客戶要看到的距離,而是合理配置系統(tǒng)的各個部件,使其完美的發(fā)揮自身所有優(yōu)勢,在達(dá)到客戶要求的基礎(chǔ)上,真正為客戶需求考慮,發(fā)揮產(chǎn)品應(yīng)有的功能。能看1000米的設(shè)備,在200米距離上,不但不能識別,反倒什么也沒法看,這樣的產(chǎn)品能算真正看到1000米嗎?
從公式上,我們應(yīng)該深刻理解到的是,激光的選擇,跟夜視距離的平方成正比,跟所選鏡頭F值的平方成正比,跟攝像機(jī)的靈敏度閥值成正比。而激光的擴(kuò)散角,并不是我們想怎么做就怎么做,它要完全根據(jù)所選鏡頭的視場角來設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)小了,會出現(xiàn)“手電筒”,設(shè)計(jì)大了,會出現(xiàn)大量光成平方狀的浪費(fèi),導(dǎo)致成本很高,但效果很不理想,除了三大影響效果的配件,實(shí)際使用上的操作也會大幅度的影響夜視效果,這就不得不提到系統(tǒng)的配合性問題,激光是否能夠跟鏡頭聯(lián)動,重點(diǎn)部位是否需要設(shè)定預(yù)置位,激光是否能夠同步預(yù)制位等等一系列技術(shù)問題都需要考慮,對于整套系統(tǒng)來說,云臺解碼器也有必要和攝像頭一起討論。在此,結(jié)合我們將近十年的激光夜視開發(fā)經(jīng)驗(yàn),談一談如何真正做到“最具性價比”的配置,產(chǎn)品永遠(yuǎn)沒有完美的時候,我們能做到的,也僅僅是逐步的去發(fā)現(xiàn)更合理的配置方案。
問題一:客戶要看夜視1000米距離,需要用多大的鏡頭?
目前行業(yè)里,比較被動的是根本沒有一個國家或行業(yè)的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn),這就造成了有的廠家用500mm鏡頭,報監(jiān)控距離1000米,有的廠家用150mm鏡頭,同樣報監(jiān)控1000米,價格相差5倍以上也就在情理之中了。下表列舉了1000米以內(nèi)的可能選用的所有焦距鏡頭的列表:
如上表,監(jiān)控距離同在1000米以內(nèi),鏡頭焦距從25mm到1320mm全覆蓋,表格中的數(shù)據(jù)為1/2CCD在各個不同距離的視場高度,(高度和寬度永遠(yuǎn)為3:4),人的高度估測為1.7米。雖然沒有強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn),但公安部有一個指導(dǎo)性文件,文件中建議人占屏幕四分之一比例可認(rèn)定為“可識別”,人占屏幕十分之一比例可認(rèn)定為“可發(fā)現(xiàn)”,而且這個文件沒有涉及到夜間環(huán)境,從道理上說,夜間效果肯定會比白天更差,做到極致,也才能達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn)。
按照這個標(biāo)準(zhǔn),我們可以隨時舉例探討客戶需求,比如說一個客戶談到了,“我想要200米識別人,500米左右發(fā)現(xiàn)人的設(shè)備”,200米識別人,需要在200米距離上看到6.8米的視場高度,人占四分之一,從表上可以看到,需要配置140mm左右鏡頭,500米發(fā)現(xiàn),也就是在500米左右,視場高度17米,人占屏幕比例十分之一,對照表格,會發(fā)現(xiàn)用150mm鏡頭最為合適。兩者綜合考慮,推薦150mm左右鏡頭性價比最高,推薦小了,達(dá)不到客戶要求,推薦大了,造成成本的浪費(fèi)。再打個比方,客戶要求看800米,價格盡量低,這時候我們只能考慮可發(fā)現(xiàn)距離了,800米處,視場高17米,選擇240mm左右鏡頭最為合理。如果說選擇了150mm鏡頭,800米處視場高25.6米,人占屏幕比例在1/15左右,假設(shè)客戶用14寸筆記本看,人的高度只在1.3cm左右,如果放到4屏顯示,人只占6.5mm高度,確實(shí)可以發(fā)現(xiàn)是個人,不過很難說是個能夠接受的效果。
行業(yè)內(nèi)的人都很了解,在品牌電動鏡頭里,焦距增大,價格可以說是急劇增長,從幾百到幾十萬的都有,這一塊稍微縮一些水,距離虛報一些,成本差距可能就是一倍甚至更多,如果客戶很了解其中隱情,那么,一方面可以真正達(dá)到自己想要的監(jiān)控效果,再者可以真正引導(dǎo)這個市場,避免同樣的監(jiān)控距離,差價出現(xiàn)差幾倍的現(xiàn)象。
問題二:“兩個產(chǎn)品從圖像上看放大比率都差不多,怎么價格差距還是那么大?”
前面提到的公式可以看出,系統(tǒng)搭配中,激光的選擇跟成像鏡頭的F(f/D)值平方成正比,也就是說,鏡頭的F值越小,需要的激光功率成平方關(guān)系遞減,F(xiàn)1.0的鏡頭,配合4W激光,和F2.0的鏡頭,配合16W激光效果基本上可以說是等同的,這就存在一個矛盾,究竟用F值低的大功率激光,還是F值高的小功率激光?哪種配置更好?哪種價格更好?
上面兩圖焦距完全一樣,相信大家都能體會到它們的差距。事實(shí)上,這個問題不要說客戶,就是激光夜視廠家都很難把握,最深切的體會是,拿幾家同樣焦距鏡頭同時測試,F(xiàn)1.8的“高端”鏡頭,怎么測效果都比不了F2.3的“低端鏡頭”,換句話說,不得不懷疑有虛標(biāo)參數(shù)的可能,還有很多鏡頭,變焦過程中,圖像明顯由亮變暗,甚至有的會忽亮忽暗,在這里順便也可以提一下光軸跑偏的問題,有些廠家鏡頭,變焦過程中,不光明顯由量變暗,而且長焦在視頻中間的物體,到了廣角甚至?xí)銎聊?,一段時間后,還可能出現(xiàn)不能變焦,不能聚焦等故障。這些情況不是參數(shù)上所能反映出來的東西,也不是所有客戶都清楚的,也許客戶只是看到不同廠家價格上的差距,但真正如果了解技術(shù)細(xì)節(jié),相信會幫助客戶選擇到真正具備“性價比”的好產(chǎn)品,我們所能建議的,就只有盡量選擇如富士能、賓得、佳能等大品牌的鏡頭,畢竟品質(zhì)和參數(shù)都有保證。這個原則定下來,選用多大激光也就迎刃而解了。
問題三:“都是同一家大品牌的鏡頭,怎么有1英寸?2/3英寸?1/2英寸?1/3英寸等等這么多不同的款式?價格上也是越大越貴?如何選擇?”
這個問題實(shí)際上不是鏡頭的問題,更多的是攝像機(jī)的問題,所以說越大越貴,其實(shí)也不會貴很多,大體都在同一數(shù)量級,主要就是講究一點(diǎn),鏡頭要和攝像機(jī)相匹配。
影響激光功率的一個因素是攝像機(jī)的靈敏度閥值,也就是平時我們老說的“你們用多少LUX的攝像機(jī)?”攝像機(jī)的這個參數(shù)從實(shí)際上來說,已經(jīng)是有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),在現(xiàn)有技術(shù)下,CCD攝像機(jī)無外乎按檔次分為“星光級0.0001LUX”、月光級“0.01LUX”以及白天用的“0.1LUX”幾個檔次,公式可以看出來,激光功率跟攝像機(jī)最低照度閥值成正比,也就是說,攝像機(jī)照度差一個數(shù)量級,激光功率要求可能就是差十倍,而攝像機(jī)目前是成熟技術(shù),月光級和星光級的攝像機(jī)差價遠(yuǎn)不像10倍激光的差價那么大,因此,從性價比來說,我們完全有理由推薦頂級的CCD攝像機(jī),在三大核心部件里,它的成本是最低的,但也是最可能出現(xiàn)瓶頸的地方,攝像機(jī)差了,其他兩項(xiàng)再好,可能還不如攝像機(jī)頂級,其他兩項(xiàng)稍差的效果好,而且成本會更高。
這里回到剛才提到的問題,攝像機(jī)也有一個參數(shù)是CCD靶面尺寸,無外乎現(xiàn)在就1英寸、2/3英寸、1/2英寸、1/3英寸等幾種,其中前兩種又很少用在監(jiān)控領(lǐng)域,監(jiān)控領(lǐng)域?qū)嶋H上就是1/2和1/3英寸兩種為主流,任何攝像機(jī)的參數(shù)都會明確標(biāo)示。1/2CCD的最低照度一定會比1/3的要好,這也是很容易理解的。靶面大,自然接收到的鏡頭光就多。兩種型號肯定會存在差價,但一般不會很大。正常情況下,我們一定會選擇1/2英寸的CCD。照度好,自然同等激光功率下夜視效果就好,但有一點(diǎn),攝像機(jī)靶面大了,我們看到的圖像視場范圍就大了,相應(yīng)的人占屏幕的比例就小了,如果仍然需要達(dá)到公安部“1/4識別,1/10發(fā)現(xiàn)”的標(biāo)準(zhǔn),勢必需要加大鏡頭,這一塊會造成成本的大幅度上漲。整體評價下來,使用1/2CCD的系統(tǒng),夜視效果會更好,對激光,鏡頭的利用率都更高,但價格整體要偏高,鏡頭貴,激光省些,使用1/3CCD的,整體效果差些,但鏡頭便宜很多,激光要求高些,整體價格也會更便宜些,兩者皆可用。很難評述那種配置性價比更好,只能說,注重效果的,用1/2CCD,注重成本的,用1/3CCD。需要提醒客戶主意的是,還是應(yīng)該盡量選擇大廠家如松下、索尼等公司的產(chǎn)品,二三線品牌在最低照度上多標(biāo)一個0,不是什么不可能發(fā)生的事情,一個攝像機(jī)月光到星光不會有什么太大價格差別,但到了整套系統(tǒng)里,那可是要大幅度影響夜視效果,會造成大成本的鏡頭和激光發(fā)揮不出應(yīng)有的效果,得不償失。
鏡頭的靶面尺寸,唯一的作用就是和攝像機(jī)靶面尺寸相對應(yīng),如果鏡頭尺寸小于攝像機(jī)尺寸,那系統(tǒng)就不能用,四個角會出現(xiàn)四個黑邊,如果鏡頭尺寸大于攝像機(jī)尺寸,也會造成相應(yīng)的浪費(fèi),完全對應(yīng)是最合理的配置。
問題四:“我要看1000米的距離,究竟激光該配多大的?”
這也是困擾客戶許久的問題,且不說1000米,國內(nèi)能真正做到1000米很好效果的廠家其實(shí)并不多,就拿夜視500米來說,有的廠家標(biāo)激光3W,有的標(biāo)4W,甚至有的還標(biāo)10W甚至更大,最不理解的是,標(biāo)了8W、10W的,甚至有時候價格比4W、3W的還要低,不知道該如何選擇。
這里首先要提醒的是一個沒有標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)規(guī)則,不論激光標(biāo)幾瓦,實(shí)際上客戶甚至工程商層面根本無法考究,用專業(yè)工具測試過的幾家激光,標(biāo)稱2W到20W不等,但測試結(jié)果卻大出意料,居然有標(biāo)稱8W的,實(shí)際測出來卻是毫瓦級別的。100%測試出來的比參數(shù)標(biāo)稱的都要低,這也可以理解,畢竟測試時激光已經(jīng)經(jīng)過了擴(kuò)散,多數(shù)標(biāo)稱2—3W的激光實(shí)際測試出來為1W左右,個別廠家的產(chǎn)品測試能達(dá)到標(biāo)稱的“80%”左右甚至更高些,數(shù)據(jù)嚴(yán)重不靠譜的也有,詢問后給出的解釋是:“我們標(biāo)的不是激光功率,而是激光的功耗”,此問題反映到實(shí)際項(xiàng)目中,會出現(xiàn)三種情況,一是要求夜視距離達(dá)到500米,幾家產(chǎn)品都標(biāo)稱4W激光,而且確實(shí)都能達(dá)到500米,但亮度完全不在同一數(shù)量級,有的廠家可以輕松看到1000米以上,有的極限距離是500米。另一種情況是,大家鏡頭都放在最長焦,都能看到500米,但要求鏡頭視場稍微大一些,有些廠家游刃有余,有些廠家視場一大,激光一擴(kuò)散,明顯亮度不夠,出現(xiàn)滿屏雪花,不能聚焦等問題。更嚴(yán)重的是第三種情況,沒有廠家敢承諾,我的激光不衰減,也沒有客戶相信,在產(chǎn)品選型確定后,有很多項(xiàng)目半年后才開始驗(yàn)收,但驗(yàn)收的時候會明顯看到,完全和測試時不是一樣的效果,沒錯,這就是激光衰減的現(xiàn)象,不難想象,測試的時候都已經(jīng)使用在極限狀態(tài)達(dá)到需求,那半年以后怎么可能還保持一樣的效果?換過來想,測試時可以輕松看到1000米的4W激光,那半年以后甚至幾年以后,只要求看個500米,實(shí)際上并不難。激光保護(hù)好了,通過圖表可以看出來,實(shí)際上10000小時只會衰減到額定值的85%,也就是說,三年內(nèi)基本上肉眼看不出明顯的衰減。
這一塊,能總結(jié)出來給客戶的建議是“不要完全相信廠家標(biāo)稱的參數(shù),參數(shù)可能是真的,但配合起來也不一定能達(dá)到最佳的效果”,選購激光夜視,還是建議以測試為準(zhǔn),需求定下來,能夠做到兩點(diǎn)的可以放心采購。第一,實(shí)際可發(fā)現(xiàn)距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于需求的距離,在需求距離上效果非常好。第二,在需求距離上,不論是在長焦還是中短焦,都能夠清晰成像,而且在激光設(shè)計(jì)的變焦范圍全程,都可以清晰的滿屏成像,不存在“手電筒”現(xiàn)象,激光一擴(kuò)散就看不成的技術(shù),在實(shí)際使用中是一定會出問題的。
而究竟該用多大的激光呢?以我們廠家的經(jīng)驗(yàn)來看,500米以內(nèi),4W激光足夠,1000米的距離,10W是個比較理想的選擇,這個功率,是實(shí)實(shí)在在的激光輸出功率,而不是什么功耗或虛標(biāo)的功率。
問題五:客戶會問:“激光夜視價格如此之高,能夠保證用多久不衰減???”
這個問題很多單做激光的廠家會給出明確的數(shù)據(jù),而很多集成激光夜視攝像機(jī)的廠家,往往會根據(jù)其采購的激光質(zhì)保情況來承諾使用壽命。事實(shí)上,如果他們心里清楚的知道,激光半年會衰減完,也不可能去花大價錢集成,然后銷售。十年發(fā)展期間,作為廠家,我們也選擇過不少激光做集成,簡單總結(jié)下來有兩種技術(shù),一種是真空充氮?dú)獗Wo(hù)、光纖輸出的激光器,第二種是裸露在空氣中直接受熱激發(fā)的激光器,前者需要特殊定制的接口和特殊設(shè)計(jì)的激光變焦鏡頭,而后者只需要市場上買一個5—50mm左右的鏡頭即可。如何變焦不在討論范圍,但只強(qiáng)調(diào)一點(diǎn),裸露在空氣中受熱激發(fā)的激光,很難避免高溫氧化,帶來的結(jié)果自然是要么緩慢衰減,要么干脆就瞬間不亮,這類激光價格便宜,甚至?xí)陀诔墒斓募t外燈的價格,但其缺陷也很致命,這也是目前還沒看到哪家激光燈已經(jīng)在市場中份額遙遙領(lǐng)先、建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的原因。而用第一種激光,廠家可以很負(fù)責(zé)的說三年包換,不過代價是這種激光價格和裸露激光完全不在同一個數(shù)量級,尤其是進(jìn)口品牌的激光器。如何選擇,也只能看廠家的市場定位和客戶的實(shí)際需求了。
問題六:客戶提出“激光能不能做成無紅爆的?”
這個問題實(shí)際上不是技術(shù)問題,而是一種選擇問題。目前激光808nm,940nm,980nm都是很成熟的技術(shù),客戶使用808nm的,自然處于微紅暴波段,用戶直視攝像機(jī)時能看到一個小紅點(diǎn),但看不到光線,絕大多數(shù)場合是能夠滿足需求的,只是在鐵路沿線、邊防沿線、刑偵蹲守等特殊場合可能不會被允許使用。此時若要看幾百米遠(yuǎn)夜視,無紅爆激光才有應(yīng)用空間,之所以不是每個設(shè)備都用無紅爆激光,核心原因是無紅爆激光對鏡頭的透過率,以及攝像機(jī)的感應(yīng)率都非常低,甚至達(dá)不到808激光的1/3,若要達(dá)到同樣的監(jiān)控效果,激光功率可能需要加大4倍甚至更多,造成成本的大幅度提升,而目前的極限技術(shù),無紅爆也就是做到1000米勉強(qiáng)發(fā)現(xiàn),500米以內(nèi)較為成熟的層次。明確了這兩點(diǎn),可以回答客戶,紅爆不是能不能做的問題,而是有沒有必要選擇的問題。以目前的技術(shù)只能說,1000米需求以上的無紅爆激光,還是很難實(shí)現(xiàn)的。
問題七:客戶提出“你們單賣激光不?”
這個問題對于廠家來說,也是基本上天天遇到,但就我公司而言,基本上是不賣的,原因有二。第一,使用進(jìn)口的充氮?dú)夥庋b,光纖輸出整形勻化激光,即便單賣,成本也不是一般項(xiàng)目所能接受的。第二,即便單賣了激光,如果搭配不好鏡頭及攝像機(jī),一樣會讓甲方對項(xiàng)目感到很失望,這里面,激光跑偏、激光跟攝像機(jī)的黑白狀態(tài)同步、激光跟鏡頭的同步聯(lián)動、同步預(yù)制位等技術(shù)都沒有辦法實(shí)現(xiàn),最關(guān)鍵的是,普通的攝像機(jī)或鏡頭是否感應(yīng)激光波長都是問題,因此在明確實(shí)際配套設(shè)備之前,貿(mào)然的出售激光是很不負(fù)責(zé)任的做法,從實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)來看,如果項(xiàng)目用在定點(diǎn),無需變焦,無需轉(zhuǎn)動云臺的情況下,可考慮單配激光,其余情況下確實(shí)很難100%保證項(xiàng)目的成功。
問題八:“激光是否安全?它和熱成像、微光、紅外LED等相比較有什么優(yōu)勢?”
很多用戶認(rèn)為,激光夜視技術(shù)是非常好的解決夜視監(jiān)控的手段,但同時對激光是否會造成對人體的損害,以及是否會引起火災(zāi)等情況產(chǎn)生質(zhì)疑。在此,對這一問題從理論和數(shù)據(jù)兩方面做一探討,以消除用戶方的疑慮。
首先從激光是否會點(diǎn)燃物體角度作一分析,目前市場上用于夜視照明的激光器多數(shù)集中在十瓦以內(nèi),照射距離1000米左右,更近距離的激光功率僅需四瓦,有效照射距離500米左右,激光的擴(kuò)散如下圖所示:
我們僅以最極端的情況考慮,目標(biāo)物距離激光僅一米,激光擴(kuò)散角又打到最小只有1度,在這種極限條件下,我們可以計(jì)算出,激光的實(shí)際照射半徑r=1米×tan1°=0.0174米,照射面積計(jì)算為:0.000957平方米。而此時光強(qiáng)即便不考慮空氣中的衰減,依舊是4W最大功率,那么單位面積(按1平方米計(jì)算)功率計(jì)算為4/0.000957=4179瓦/平方米。
與此相應(yīng),從很多專業(yè)的文獻(xiàn)資料可以查到,太陽光的光功率在地表平均為1350瓦/平方米,按白天12小時,夜間12小時計(jì)算,實(shí)際白天太陽光功率不會低于2500瓦/平方米,在中午日曬的情況下,更會遠(yuǎn)高于平均數(shù)據(jù)。
換句話說,即便把激光的功率集中到一個點(diǎn),只照射1米外不到10平方厘米的范圍,其所產(chǎn)生的光強(qiáng)度也僅僅和太陽光在同一數(shù)量級,完全沒有點(diǎn)燃物品的危險。事實(shí)上,考慮到激光在空氣中的反射與吸收,實(shí)際功率根本不可能達(dá)到理論值,而且,實(shí)際使用中,我們也不可能把激光縮到最小,盯著一米外去“點(diǎn)燃”物體。正常使用環(huán)境下,例如照射10平方米范圍,實(shí)際光強(qiáng)只有0.4瓦/平方米,不及太陽光的萬分之一,不會產(chǎn)生任何危險??梢哉f,激光夜視技術(shù)是非常成熟的一種主動照明夜視技術(shù),這也是很多激光廠家能夠順利拿到公安部產(chǎn)品檢驗(yàn)報告,安全生產(chǎn)許可證的原因。
激光和其他夜視技術(shù)的對比如下表所示:
設(shè)備類型 |
主動夜視監(jiān)控產(chǎn)品 |
被動夜視監(jiān)控產(chǎn)品 |
||
紅外LED攝像頭 |
激光夜視儀 |
微光夜視儀(ICCD) |
熱像儀 |
|
產(chǎn)品定位(距離) |
一百米以內(nèi)的夜視設(shè)備。 |
三公里以內(nèi)的夜視設(shè)備??稍谌诃h(huán)境下使用,可以分辨遠(yuǎn)距離被觀測目標(biāo)的細(xì)節(jié)。 |
1公里以內(nèi),需在有城市光,月光等微弱光環(huán)境下使用。 |
1公里以內(nèi),廣角大范圍監(jiān)控條件下使用,無法分辨細(xì)節(jié),識別人物。 |
優(yōu)勢 |
①價格便宜; ②應(yīng)用范圍廣,需求大。(主要用于小區(qū)監(jiān)視,樓道監(jiān)視以及一些短距離小范圍需要夜視監(jiān)控的場所。) |
①性價比相對熱像儀和微光夜視儀比非常高。 ②圖象效果好,清晰可見。可在1公里內(nèi)識別人,3公里內(nèi)發(fā)現(xiàn)人,真實(shí)還原現(xiàn)場情況。 ③監(jiān)視距離遠(yuǎn),通用性強(qiáng),適應(yīng)環(huán)境性強(qiáng),使用壽命長。風(fēng)險低。 |
①體積小重量 輕,適合隨身 攜帶。 ②易隱蔽,不易被發(fā)現(xiàn),可用于軍事。 |
①制冷式熱像儀觀測距離非常遠(yuǎn),可達(dá)40公里,美軍戰(zhàn)斗機(jī)標(biāo)配。 ②透霧能力較好 |
劣勢 |
①門檻較低,魚龍混雜,產(chǎn)品品質(zhì)很難保證。 ②由于技術(shù)本身的物理限制,使得LED紅外燈的照射距離很難突破100米。 |
①主動發(fā)光,雖然光線人眼不可見,但可被儀器探測出來,在特殊場合不適合使用。 ②透霧能力較熱像儀有差距。 |
①對環(huán)境照度有要求,在沒有月光燈自然光照明的條件下無法成像,且監(jiān)視距離有限,超過1000米較困難。 ②強(qiáng)光照射下,微光管易被燒壞,白天不可用。 ③價格高,單一支微光管成本約4萬元。 |
①價格昂貴,制冷式230萬以上一套,非制冷式30萬左右。 ②對使用環(huán)境要求高,需目標(biāo)物和周圍環(huán)境的溫差大才能很好成像。 ③受環(huán)境溫度影響大。夏天效果較差。 |
通過上述對比不難看出,如果看人,并且要求識別,則激光的優(yōu)勢是巨大的;如果要看環(huán)境,熱成像優(yōu)勢是巨大的;在一些近距離場和,LED還是應(yīng)用的主流;而微光夜視技術(shù),在監(jiān)控領(lǐng)域咋看都有點(diǎn)雞肋,它更適合的適用環(huán)境是軍事,刑偵,單兵攜帶等領(lǐng)域。
通過以上八個問題的解釋,相信很多人對如何選用激光夜視已經(jīng)有了比較清楚的認(rèn)識,但這些問題僅僅解決了一個基礎(chǔ)的問題“我們該怎樣搭配出激光夜視產(chǎn)品”,而做一款真正的實(shí)用的激光夜視產(chǎn)品光了解這些是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,連同云臺解碼器,護(hù)罩等一共五個核心部件如何配合,協(xié)調(diào)使用,也是一款產(chǎn)品是否成熟的標(biāo)志,這一點(diǎn),其實(shí)真正考驗(yàn)了一個激光夜視生產(chǎn)型企業(yè)的技術(shù)實(shí)力。
任何有安防經(jīng)驗(yàn)的公司或個人都可以很輕松的買到鏡頭、攝像機(jī)、激光燈、云臺、護(hù)罩,甚至還有很多能夠搭配出來效果相當(dāng)不錯的激光夜視系統(tǒng),但長久的經(jīng)驗(yàn)告訴我們,采購搭配出來的產(chǎn)品,一定不是成熟的產(chǎn)品,起碼下列問題中的幾個或全部很難實(shí)現(xiàn),而沒有這些功能,會造成用戶實(shí)際使用過程中,使用效率嚴(yán)重低下,有些技術(shù)即便我們意識到了,也不敢說百分百的完美解決了,用戶也可以根據(jù)實(shí)際情況,隨時向我們廠家反映產(chǎn)品改進(jìn)意見,只有用戶的實(shí)際需求,才是企業(yè)進(jìn)步的原源動力。
目前我們意識到系統(tǒng)搭配過程中,需要做到的有如下技術(shù)點(diǎn):
1、光敏控制激光的開關(guān),并且激光開啟和攝像機(jī)的黑白狀態(tài)一定要同步。一定要避免激光24小時連續(xù)開的現(xiàn)象,否則會大幅度的降低設(shè)備的使用壽命。
2、根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境,可考慮設(shè)置激光的手動開關(guān),例如在廣場,燈開時,可以考慮關(guān)閉激光,效果會更好,路燈關(guān)閉后,打開激光,一樣保持好的效果,遠(yuǎn)程后臺可控。
3、 激光與鏡頭同步聯(lián)動,用戶只需控制鏡頭變焦,激光自動跟隨到合適的位置,避免變焦完后,又手動調(diào)節(jié)激光找好的效果,更應(yīng)避免前面提到的,激光雖能變焦,但一擴(kuò)大效果立刻就很差。
4、護(hù)罩設(shè)計(jì)要充分考慮激光的散熱,激光的發(fā)熱是很大的,即便說真空充氮?dú)獗Wo(hù),也很難保證完全不衰減,散熱快、循環(huán)風(fēng)冷必不可少,特殊場合甚至需要考慮加裝微型空調(diào)。
5、激光應(yīng)具備預(yù)置位功能。目前云臺位置,甚至鏡頭變焦聚焦都已經(jīng)有成熟的預(yù)置位功能,如果調(diào)用預(yù)置位后,一切都到位了,就激光不到位,也很難說是成熟的系統(tǒng),這個需求在聯(lián)動報警調(diào)用預(yù)置位的場合尤其重要。系統(tǒng)預(yù)置位的精準(zhǔn)度也應(yīng)該盡量做到精確,否則此功能如同雞肋。
6、盡量選擇紅外不偏焦鏡頭。不難想象,如果批量的安裝設(shè)備,到了晚上,全部需要聚焦一次,到了白天,又需要重新來一次,會給操作帶來極大的不便,但遺憾的是,目前在遠(yuǎn)距離鏡頭上,具備紅外不偏焦功能的還很少,產(chǎn)品線嚴(yán)重不全,為此,只能開發(fā)大鏡頭的自動聚焦、機(jī)械調(diào)整或鍍膜調(diào)整等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
7、為保證激光的使用效率,鏡頭及護(hù)罩前擋玻璃的鍍膜技術(shù)也非常關(guān)鍵,好的鍍膜技術(shù),能夠提升20%左右的紅外透光率。
8、特殊環(huán)境下考慮采用防鹽霧腐蝕、透霧、防強(qiáng)光等高級功能,盡可能的讓設(shè)備適用于任何環(huán)境。
至此,如何選擇激光夜視產(chǎn)品相信對廣大客戶已經(jīng)有些許幫助。目前,激光夜視領(lǐng)域已經(jīng)越來越多的越來越多地應(yīng)用在了公安、鐵路、公路、軍隊(duì)、漁政、環(huán)保、機(jī)場、廠區(qū)、礦區(qū)、電力、森林防火、平安城市、石油石化、水資源保護(hù)、城市安防、高空瞭望、野生動物保護(hù)等行業(yè)很多項(xiàng)目中都有了大量的應(yīng)用,在未來幾年內(nèi),甚至有大面積上量,成本大幅度減小,逐步取代紅外的趨勢。在此,作為行業(yè)內(nèi)的一員,呼吁廣大廠商、廣大客戶共同努力,生產(chǎn)出真正適合廣大客戶應(yīng)用的產(chǎn)品,逐步規(guī)范市場,為行業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)有的努力。
北京高普樂光電科技有限公司一直秉承:創(chuàng)新的技術(shù)、十年的沉淀、軍工的品質(zhì)、用心的服務(wù);讓“視”界更清晰,讓社會更安全!
北京高普樂光電科技有限公司(原北京紫晶視訊電子技術(shù)有限公司,成立于1998年)是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體的科技型企業(yè)。我們專注于夜視技術(shù)及產(chǎn)品,堅(jiān)持創(chuàng)新研發(fā)、高效規(guī)范生產(chǎn)、完善營銷渠道,走自主品牌和自主知識產(chǎn)權(quán)的道路。經(jīng)過多年的努力和積累,公司在激光夜視、紅外夜視、精密重載轉(zhuǎn)臺的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用方面都取得了豐碩的成果,獲得了多項(xiàng)專利。
客戶的需求引領(lǐng)著創(chuàng)新的腳步。十年前,為了滿足某衛(wèi)星發(fā)射中心對發(fā)射現(xiàn)場的安保監(jiān)控要求,我們聯(lián)合中科院、北京理工大學(xué)、成都光電所等單位的專家、教授,引進(jìn)了美國的先進(jìn)技術(shù),成功開發(fā)應(yīng)用了第一臺以激光為夜視照明光源的遠(yuǎn)距離監(jiān)控?cái)z像機(jī),實(shí)現(xiàn)了24小時的視頻連續(xù)監(jiān)控。 “激光夜視攝像機(jī)” 從誕生第一天起,就以其“距離遠(yuǎn)、能夜視”得到了人們的關(guān)注,結(jié)合紅外夜視技術(shù),越來越多地應(yīng)用在了公安、鐵路、公路、軍隊(duì)、漁政、環(huán)保、機(jī)場、廠區(qū)、礦區(qū)、電力、森林防火、平安城市、石油石化、水資源保護(hù)、城市安防、高空瞭望、野生動物保護(hù)等行業(yè)和領(lǐng)域。酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心、中朝邊境、中越邊境、北京奧運(yùn)會、60周年國慶大閱兵、上海世博會、某國家大型航母港口等大型項(xiàng)目的應(yīng)用是對高普樂夜視產(chǎn)品的充分檢驗(yàn)和肯定。
公司擁有一支富有激情、敢于挑戰(zhàn)、經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)、營銷團(tuán)隊(duì)。研發(fā)團(tuán)隊(duì)主要由博士、碩士等高科技人才組成。為了保證技術(shù)的先進(jìn)性,公司與北京理工大學(xué)光電學(xué)院共同組建“視頻技術(shù)研發(fā)中心”,并保持與清華大學(xué)人工智能中心、中科研成都光電所等科研院所長期的開發(fā)合作關(guān)系。
十年如一日,我們專注于遠(yuǎn)距離夜視。過去的十年我們專注于遠(yuǎn)距離夜視技術(shù)的創(chuàng)新,專注于針對客戶需求的定制化服務(wù),專注于在野外環(huán)境使用的設(shè)備的可靠性,我們一直專注在這個領(lǐng)域的深度挖掘、持續(xù)耕耘,“高普樂·夜視”的品牌也得到了客戶的認(rèn)可。我們一直有一個夢想:“平安城市”之后,還有“平安鄉(xiāng)村”、“平安交通”、“平安能源”、“平安森林”…未來的“平安中國”,有我們貢獻(xiàn)的力量!十年,我們剛起步……