Je pět sekund hodně nebo málo? Pít horkou kávu nestačí, přejet kartou a jít do práce je hodně. Někdy se ale i kvůli takovému zpoždění tvoří na kontrolních stanovištích fronty, zejména ráno. Nyní splníme požadavky na prevenci COVID-19 a začneme měřit teplotu všem vstupujícím? Doba průchodu se prodlouží 3-4krát, kvůli tomu se objeví dav a místo boje s virem získáme ideální podmínky pro jeho šíření.
Abyste tomu zabránili, musíte buď uspořádat lidi do fronty, nebo tento proces automatizovat. Ve druhé možnosti je nutné měřit teplotu velkému počtu lidí najednou, aniž bychom je zatěžovali dalšími akcemi. To lze provést přidáním video monitorovacího systému a provádět několik akcí najednou: identifikovat obličeje, měřit teplotu a určit přítomnost masky. O tom, jak takové systémy fungují, jsme hovořili na naší konferenci ““ a pod střihem vám to řekneme podrobněji.
Kde se používají termovizní systémy?
Termokamera je opticko-elektronické zařízení, které „vidí“ v infračerveném spektru. Ano, jde o to samé z akčních filmů o uspěchaných speciálních jednotkách a filmů o Predátorovi, který nádherně barví obvyklý obraz do červených a modrých tónů. V praxi na tom není nic neobvyklého a používají se poměrně široce: termokamery určují polohu a tvar objektů vyzařujících teplo a měří jejich teplotu.
V průmyslu se termokamery již dlouho používají ke sledování teplot na výrobních linkách, průmyslových zařízeních nebo potrubích. Termokamery lze často vidět po obvodu vážných objektů: termovizní systémy „vidí“ teplo, které člověk vyzařuje. S jejich pomocí bezpečnostní systémy detekují neoprávněný vstup do objektu i v naprosté tmě.
Kvůli COVID-19 jsou termovizní kamery stále více integrovány s biometrickými identifikačními systémy pro kontrolu přístupu. Například integrován do "» (komplexní řešení od Rostelecomu, které je vyvinuto a vyráběno v Rusku) termovizní zařízení dokážou měřit teplotu lidí, sledovat pohyb a zvýraznit jedince se zvýšenou teplotou.
V Rusku neexistují žádné povinné normy pro používání termovizních systémů, ale existuje obecná , podle kterého je nutné sledovat teplotu všech návštěvníků i zaměstnanců. A termovizní systémy to dělají téměř okamžitě, aniž by vyžadovaly další akce ze strany zaměstnanců a návštěvníků.
Jak fungují systémy pro streamingové bezkontaktní měření teploty
Základem systému je termovizní komplex sestávající z termovizí a klasických kamer, které jsou zabaleny ve společném pouzdře. Pokud jdete chodbou a do tváře vám hledí baculatá dvouoká kamera, jedná se o termokameru. Čínští vtipálci je někdy dělají bílé a přidávají malé „uši“, aby vypadaly spíše jako pandy.
Pro integraci s BioSKUD a provoz algoritmů pro rozpoznávání obličeje je zapotřebí jednoduchá optika – pro identifikaci a kontrolu dostupnosti osobních ochranných prostředků (masek) pro vstupující. Kromě toho lze konvenční kameru použít ke sledování vzdálenosti mezi lidmi nebo mezi lidmi a zařízením. V softwaru se zobrazují videoinformace o výsledcích měření ve formě známé obsluze.
Aby termokamera reagovala pouze na teplotu osob, obsahuje již algoritmus detekce obličeje. Zařízení čte teplotu z tepelné matrice ve správných bodech – v tomto případě v oblasti čela. Bez tohoto „filtru“ by se termokamera spustila u šálků horké kávy, žárovek atd. Mezi další funkce patří sledování přítomnosti ochranných prostředků a udržování vzdálenosti.
Obvykle jsou u vstupu do prostor termovizní systémy integrovány se systémy kontroly a řízení přístupu. Komplex se připojuje k serveru, který zpracovává příchozí data pomocí videoanalytických algoritmů a přenáší je na automatizovanou pracovní stanici operátora (AWS).
Pokud termovizní kamera zaznamená zvýšenou teplotu, pak běžná kamera návštěvníka vyfotí a odešle do řídicího systému k identifikaci s databází zaměstnanců nebo návštěvníků.
Kalibrace termovizních systémů: od referenčních vzorků po strojové učení
Obvykle se používá k nastavení a provozu streamovaného bezkontaktního měření teploty absolutně černé tělo (ABL), který při jakékoli teplotě pohlcuje elektromagnetické záření ve všech rozsazích. Instaluje se do zorného pole termovizní kamery a slouží ke kalibraci termokamery. Černé těleso si udržuje referenční teplotu 32–40 °C (v závislosti na výrobci), se kterou je zařízení „kontrolováno“ při každém měření teploty jiných objektů.
Použití takového systému je nepohodlné. Aby tedy termokamera správně fungovala, musí se černé těleso zahřát na požadovanou teplotu po dobu 10–15 minut. V jednom zařízení byl na noc termovizní komplex vypnutý a ráno se černé těleso nestihlo pořádně zahřát. Výsledkem bylo, že každý, kdo nastoupil do směny, měl na začátku směny zvýšenou teplotu. Později jsme na to přišli a nyní není termovizní systém v noci vypnutý.
V současné době vyvíjíme experimentální technologii, která nám umožňuje obejít se bez černého tělesa. Ukázalo se, že naše kůže je svými vlastnostmi blízká zcela černému tělu a jako standard lze použít obličej člověka. Víme, že většina lidí má tělesnou teplotu 36,6 °C. Pokud například sledujete osoby se stejnou teplotou po dobu 10 minut a tuto teplotu určíte na 36,6 °C, pak můžete termokameru zkalibrovat podle jejich obličejů. Tato technologie implementovaná za pomoci umělé inteligence vykazuje dobré výsledky – o nic horší než termovizní systémy s černým tělesem.
Tam, kde se stále používá černé těleso, pomáhá umělá inteligence při kalibraci termokamer. Faktem je, že většina termovizních systémů vyžaduje ruční instalaci termokamery a její přizpůsobení černému tělu. Při změně podmínek se ale musí kalibrace provést znovu, jinak začnou termokamery ukazovat teplotní odchylky nebo reagovat na návštěvníky normální teplotou. Manuální kalibrace je taková radost, proto jsme vyvinuli modul založený na umělé inteligenci, který má na starosti detekci černého tělesa a sám vše upravuje.
Je možné se maskovat před algoritmy?
V bezkontaktní biometrii se často využívá umělá inteligence a strojové učení. Umělá inteligence je zodpovědná za detekci tváří v proudu za účelem měření teploty, přičemž ignoruje cizí předměty (horký šálek kávy nebo čaje, osvětlovací prvky, elektronika). Tréninkové algoritmy pro rozpoznávání obličejů s maskami jsou nutností pro každý systém od roku 2018, dokonce i před koronavirem: na Blízkém východě si lidé zakrývají významnou část obličeje z náboženských důvodů a v mnoha asijských zemích už dlouho používali roušky k ochraně před chřipkou nebo městským smogem. Rozpoznat napůl skrytou tvář je obtížnější, ale také se zlepšují algoritmy: neuronové sítě dnes detekují obličeje s maskami se stejnou pravděpodobností jako před rokem bez masek.
Zdálo by se, že roušky a další osobní ochranné prostředky se měly stát problémem při identifikaci. Ale v praxi ani přítomnost masky, ani změna účesu či tvaru brýlí neovlivňuje přesnost rozpoznání. Algoritmy pro detekci tváří používají body z oblasti oka, ucha a nosu, které zůstávají otevřené.
Jediná „neúspěšná“ situace v naší praxi zahrnuje změnu vzhledu pomocí plastické chirurgie. Zaměstnankyně po plastické operaci nemohla projít turnikety: biometrické procesory ji nedokázaly identifikovat. Musel jsem aktualizovat fotku, aby opět fungoval přístup pomocí geometrie obličeje.
Možnosti termovizních systémů
Přesnost měření a jeho rychlost závisí na rozlišení matice termokamery a jejích dalších charakteristikách. Ale za každou maticí je software: algoritmus analýzy videa je zodpovědný za identifikaci objektů v rámci, jejich identifikaci a filtrování.
Například algoritmus jednoho z komplexů měří teplotu 20 lidí současně. Kapacita areálu je až 400 osob za minutu, což stačí pro využití na velkých průmyslových podnicích, letištích a nádražích. Termokamery přitom zaznamenávají teplotu na vzdálenost až 9 metrů s přesností plus minus 0,3 °C.
Existují jednodušší komplexy. Dokážou se však také efektivně vypořádat se svými úkoly. Jedním z řešení je integrace termokamery do rámu detektoru kovů. Tato sada zařízení je vhodná pro kontrolní stanoviště s malým tokem návštěvníků - do 40 osob za minutu. Takové zařízení detekuje obličeje lidí a měří teplotu s přesností 0,5 °C na vzdálenost až 1 metr.
Problémy při práci s termokamerami
Bezdotykové měření teploty osob v potoce zatím nelze nazvat dokonalým. Pokud je člověk například delší dobu venku v chladném počasí, u vstupu ukáže termokamera teplotu o 1–2 °C nižší, než je skutečná. Z tohoto důvodu může systém umožnit vstup do zařízení osobám se zvýšenou teplotou. Dá se to řešit různými způsoby, např.
- a) vytvořit tepelný koridor, aby se lidé před měřením teploty přizpůsobili a vzdálili se od mrazu;
- b) v mrazivých dnech přidat 1–2 °C k teplotě všem přijíždějícím cestujícím - tím se však dostane do podezření ti, kteří přijeli autem.
Dalším problémem je cenovka přesných termovizních systémů. To je způsobeno vysokými náklady na výrobu termovizní matrice, která vyžaduje přesnou kalibraci, germaniovou optiku atd.
Zdroj: www.habr.com