هل الخمس ثواني كثيرة أم قليلة؟ إن شرب القهوة الساخنة لا يكفي، كما أن تمرير بطاقتك والذهاب إلى العمل يعد كثيرًا. لكن في بعض الأحيان، حتى بسبب هذا التأخير، تتشكل طوابير عند نقاط التفتيش، خاصة في الصباح. الآن دعونا نستكمل متطلبات الوقاية من فيروس كورونا (COVID-19) ونبدأ بقياس درجة حرارة كل من يدخل؟ سيزيد وقت المرور بمقدار 3-4 مرات، ولهذا سيظهر حشد من الناس، وبدلاً من محاربة الفيروس سنحصل على الظروف المثالية لانتشاره.
لمنع حدوث ذلك، تحتاج إما إلى تنظيم الأشخاص في قائمة انتظار أو أتمتة هذه العملية. في الخيار الثاني، من الضروري قياس درجة حرارة عدد كبير من الأشخاص دفعة واحدة، دون إثقال كاهلهم بإجراءات إضافية. ويمكن القيام بذلك عن طريق إضافة نظام المراقبة بالفيديو وتنفيذ عدة إجراءات في وقت واحد: تحديد الوجوه وقياس درجة الحرارة وتحديد وجود القناع. تحدثنا عن كيفية عمل هذه الأنظمة في مؤتمرنا “"وسوف نخبرك بمزيد من التفاصيل تحت الخفض.
أين تستخدم أنظمة التصوير الحراري؟
جهاز التصوير الحراري هو جهاز إلكتروني بصري "يرى" في طيف الأشعة تحت الحمراء. نعم، هذا هو نفس الشيء من أفلام الحركة حول تحطيم القوات الخاصة والأفلام حول المفترس، والتي تلون الصورة المعتادة بشكل جميل باللونين الأحمر والأزرق. من الناحية العملية، لا يوجد شيء غير عادي في هذا الأمر ويتم استخدامها على نطاق واسع: تحدد أجهزة التصوير الحراري موضع وشكل الأجسام التي تنبعث منها الحرارة وتقيس درجة حرارتها.
في الصناعة، تُستخدم أجهزة التصوير الحراري منذ فترة طويلة لمراقبة درجات الحرارة على خطوط الإنتاج أو المعدات الصناعية أو خطوط الأنابيب. في كثير من الأحيان يمكن رؤية أجهزة التصوير الحراري حول محيط الأشياء الخطيرة: أنظمة التصوير الحراري "ترى" الحرارة التي ينبعث منها الشخص. وبمساعدتهم، تكتشف أنظمة الأمان الدخول غير المصرح به إلى المنشأة حتى في الظلام الدامس.
بسبب فيروس كورونا (COVID-19)، يتم دمج كاميرات التصوير الحراري بشكل متزايد مع أنظمة تحديد الهوية البيومترية للتحكم في الوصول. على سبيل المثال، تم دمجها في "» (حل شامل من شركة Rostelecom تم تطويره وتصنيعه في روسيا) يمكن لأجهزة التصوير الحراري قياس درجة حرارة الأشخاص وتتبع الحركة وتسليط الضوء على الأفراد الذين يعانون من درجات حرارة مرتفعة.
لا توجد معايير إلزامية لاستخدام أنظمة التصوير الحراري في روسيا، ولكن هناك معايير عامة والتي بموجبها من الضروري مراقبة درجة حرارة جميع الزوار والموظفين. وتقوم أنظمة التصوير الحراري بذلك على الفور تقريبًا، دون الحاجة إلى اتخاذ إجراءات إضافية من الموظفين والزوار.
كيف تعمل أنظمة تدفق قياس درجة حرارة عدم الاتصال
أساس النظام هو مجمع تصوير حراري يتكون من كاميرات تصوير حراري وكاميرات تقليدية، والتي يتم تعبئتها في مبيت مشترك. إذا كنت تسير في ممر وتحدق في وجهك كاميرا ذات عينين، فهذا جهاز تصوير حراري. أحيانًا ما يجعل المخادعون الصينيون الباندا بيضاء اللون ويضيفون "آذانًا" صغيرة لجعلها تبدو أشبه بالباندا.
هناك حاجة إلى بصريات بسيطة للتكامل مع BioSKUD وتشغيل خوارزميات التعرف على الوجه - لتحديد والتحقق من توفر معدات الحماية الشخصية (الأقنعة) لأولئك الذين يدخلون. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الكاميرا التقليدية لمراقبة المسافة بين الأشخاص أو بين الأشخاص والمعدات. في البرنامج، يتم عرض معلومات الفيديو حول نتائج القياس في نموذج مألوف للمشغل.
لكي يتفاعل جهاز التصوير الحراري مع درجة حرارة الأشخاص فقط، فهو يحتوي بالفعل على خوارزمية للكشف عن الوجه. يقرأ الجهاز درجة الحرارة من مصفوفة حرارية في النقاط الصحيحة - في هذه الحالة، في منطقة الجبهة. وبدون هذا "الفلتر"، سيتم تشغيل جهاز التصوير الحراري في فناجين القهوة الساخنة، والمصابيح المتوهجة، وما إلى ذلك. وتشمل الوظائف الإضافية مراقبة وجود معدات الحماية والحفاظ على المسافة.
عادة، عند مدخل المبنى، يتم دمج أنظمة التصوير الحراري مع أنظمة التحكم في الوصول وإدارته. يتصل المجمع بالخادم الذي يعالج البيانات الواردة باستخدام خوارزميات تحليلات الفيديو وينقلها إلى محطة عمل المشغل الآلي (AWS).
إذا اكتشفت كاميرا التصوير الحراري ارتفاع درجة الحرارة، تقوم الكاميرا العادية بالتقاط صورة للزائر وإرسالها إلى نظام التحكم للتعرف عليها مع قاعدة بيانات الموظفين أو الزوار.
معايرة أنظمة التصوير الحراري: من العينات المرجعية إلى التعلم الآلي
لإعداد وتشغيل قياس درجة حرارة عدم الاتصال المتدفق، يتم استخدامه عادةً الجسم الأسود المطلق (ABL)والتي في أي درجة حرارة تمتص الإشعاع الكهرومغناطيسي في جميع النطاقات. يتم تثبيته في مجال رؤية كاميرا التصوير الحراري ويستخدم لمعايرة جهاز التصوير الحراري. يحافظ الجسم الأسود على درجة حرارة مرجعية تبلغ 32-40 درجة مئوية (اعتمادًا على الشركة المصنعة)، والتي يتم من خلالها "فحص" الجهاز في كل مرة يقيس فيها درجة حرارة الأجسام الأخرى.
من غير المناسب استخدام مثل هذا النظام. لذلك، لكي يعمل جهاز التصوير الحراري بشكل صحيح، يجب أن يتم تسخين الجسم الأسود إلى درجة الحرارة المطلوبة لمدة 10-15 دقيقة. في إحدى المنشآت، تم إيقاف تشغيل مجمع التصوير الحراري ليلاً، وفي الصباح لم يكن لدى الجسم الأسود الوقت الكافي للإحماء بشكل صحيح. ونتيجة لذلك، كانت درجة حرارة كل من يدخل الوردية مرتفعة في بداية الوردية. في وقت لاحق اكتشفنا ذلك، والآن لا يتم إيقاف تشغيل نظام التصوير الحراري في الليل.
نعمل حاليًا على تطوير تقنية تجريبية تسمح لنا بالاستغناء عن الجسم الأسود. اتضح أن بشرتنا قريبة في خصائصها من الجسم الأسود بالكامل، ويمكن استخدام وجه الشخص كمعيار. نحن نعلم أن درجة حرارة الجسم لدى معظم الناس تبلغ 36,6 درجة مئوية. على سبيل المثال، إذا قمت بتتبع الأشخاص الذين لديهم نفس درجة الحرارة لمدة 10 دقائق ووجدت أن درجة الحرارة هذه تبلغ 36,6 درجة مئوية، فيمكنك معايرة جهاز التصوير الحراري بناءً على وجوههم. تظهر هذه التكنولوجيا، التي تم تنفيذها بمساعدة الذكاء الاصطناعي، نتائج جيدة - ليست أسوأ من أنظمة التصوير الحراري ذات الجسم الأسود.
وفي الأماكن التي لا يزال يُستخدم فيها الجسم الأسود، يساعد الذكاء الاصطناعي في معايرة أجهزة التصوير الحراري. الحقيقة هي أن معظم أنظمة التصوير الحراري تتطلب التثبيت اليدوي لجهاز التصوير الحراري وضبطه على الجسم الأسود. ولكن بعد ذلك، عندما تتغير الظروف، يجب إجراء المعايرة مرة أخرى، وإلا فإن أجهزة التصوير الحراري تبدأ في إظهار انحرافات في درجات الحرارة أو تتفاعل مع الزوار بدرجة حرارة عادية. تعتبر المعايرة اليدوية ممتعة للغاية، لذلك قمنا بتطوير وحدة تعتمد على الذكاء الاصطناعي، وهي المسؤولة عن اكتشاف الجسم الأسود وضبط كل شيء بنفسها.
هل من الممكن إخفاء نفسك عن الخوارزميات؟
غالبًا ما يتم استخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في القياسات الحيوية غير التلامسية. الذكاء الاصطناعي مسؤول عن اكتشاف الوجوه في مجرى لقياس درجة الحرارة، وتجاهل الأجسام الغريبة (فنجان ساخن من القهوة أو الشاي، وعناصر الإضاءة، والإلكترونيات). حسنًا، لقد كان تدريب الخوارزميات للتعرف على الوجوه التي ترتدي الأقنعة أمرًا ضروريًا لأي نظام منذ عام 2018، حتى قبل ظهور فيروس كورونا: في الشرق الأوسط، يغطي الأشخاص جزءًا كبيرًا من وجوههم لأسباب دينية، وفي العديد من البلدان الآسيوية منذ فترة طويلة تستخدم الأقنعة للحماية من الأنفلونزا أو الضباب الدخاني في المناطق الحضرية. يعد التعرف على الوجه نصف المخفي أكثر صعوبة، لكن الخوارزميات تتحسن أيضًا: فاليوم تكتشف الشبكات العصبية الوجوه التي ترتدي أقنعة بنفس الاحتمالية التي كانت عليها قبل عام بدون أقنعة.
يبدو أن الأقنعة ومعدات الحماية الشخصية الأخرى كان ينبغي أن تصبح مشكلة في تحديد الهوية. لكن من الناحية العملية، لا يؤثر وجود القناع أو التغيير في تصفيفة الشعر أو شكل النظارات على دقة التعرف. تستخدم خوارزميات اكتشاف الوجوه نقاطًا من منطقة العين والأذن والأنف التي تظل مفتوحة.
حالة "الفشل" الوحيدة في ممارستنا تتضمن تغيير المظهر من خلال الجراحة التجميلية. لم تتمكن إحدى الموظفات بعد الجراحة التجميلية من المرور عبر البوابات الدوارة: لم تتمكن معالجات القياسات الحيوية من التعرف عليها. اضطررت إلى تحديث الصورة حتى يعمل الوصول عن طريق هندسة الوجه مرة أخرى.
قدرات أنظمة التصوير الحراري
تعتمد دقة القياس وسرعته على دقة مصفوفة التصوير الحراري وخصائصها الأخرى. ولكن خلف أي مصفوفة يوجد برنامج: خوارزمية تحليل الفيديو مسؤولة عن تحديد الكائنات الموجودة في الإطار وتحديدها وتصفيتها.
على سبيل المثال، تقوم خوارزمية أحد المجمعات بقياس درجة حرارة 20 شخصًا في نفس الوقت. وتبلغ قدرة المجمع ما يصل إلى 400 شخص في الدقيقة، وهو ما يكفي للاستخدام في المؤسسات الصناعية الكبرى والمطارات ومحطات القطار. وفي الوقت نفسه، تسجل أجهزة التصوير الحراري درجة الحرارة على مسافة تصل إلى 9 أمتار بدقة تزيد أو تقل عن 0,3 درجة مئوية.
هناك مجمعات أبسط. ومع ذلك، يمكنهم أيضًا التعامل مع مهامهم بفعالية. أحد الحلول هو دمج جهاز تصوير حراري في إطار جهاز الكشف عن المعادن. هذه المجموعة من المعدات مناسبة لنقاط التفتيش ذات تدفق صغير من الزوار - ما يصل إلى 40 شخصًا في الدقيقة. تكتشف هذه المعدات وجوه الأشخاص وتقيس درجة الحرارة بدقة 0,5 درجة مئوية على مسافة تصل إلى متر واحد.
مشاكل عند العمل مع أجهزة التصوير الحراري
لا يمكن حتى الآن وصف قياس درجة حرارة عدم الاتصال للأشخاص في الدفق بأنه مثالي. على سبيل المثال، إذا كان الشخص في الخارج لفترة طويلة في الطقس البارد، فسوف يُظهر التصوير الحراري عند المدخل درجة حرارة أقل بمقدار 1-2 درجة مئوية من درجة الحرارة الحقيقية. ولهذا السبب، قد يسمح النظام للأشخاص الذين يعانون من درجات حرارة مرتفعة بدخول المنشأة. ويمكن حل ذلك بطرق مختلفة، على سبيل المثال:
- أ) إنشاء ممر حراري بحيث يتكيف الناس قبل قياس درجة الحرارة ويبتعدون عن الصقيع؛
- ب) في الأيام الباردة، أضف 1-2 درجة مئوية إلى درجة حرارة جميع الركاب القادمين - ومع ذلك، فإن ذلك سيجعل أولئك الذين وصلوا بالسيارة موضع شك.
هناك مشكلة أخرى تتمثل في ارتفاع أسعار أنظمة التصوير الحراري الدقيقة. ويرجع ذلك إلى التكلفة العالية لإنتاج مصفوفة التصوير الحراري، الأمر الذي يتطلب معايرة دقيقة، وبصريات الجرمانيوم، وما إلى ذلك.
المصدر: www.habr.com