Τα πέντε δευτερόλεπτα είναι πολλά ή λίγα; Το να πιεις ζεστό καφέ δεν αρκεί, το να σκουπίσεις την κάρτα σου και να πας στη δουλειά είναι πολύ. Μερικές φορές όμως ακόμη και λόγω μιας τέτοιας καθυστέρησης, σχηματίζονται ουρές στα σημεία ελέγχου, ειδικά τα πρωινά. Τώρα ας εκπληρώσουμε τις απαιτήσεις για την πρόληψη του COVID-19 και ας αρχίσουμε να μετράμε τη θερμοκρασία όλων που εισέρχονται; Ο χρόνος διέλευσης θα αυξηθεί κατά 3-4 φορές, εξαιτίας αυτού θα εμφανιστεί πλήθος και αντί να καταπολεμήσουμε τον ιό, θα έχουμε ιδανικές συνθήκες για τη διάδοσή του.
Για να μην συμβεί αυτό, πρέπει είτε να οργανώσετε άτομα σε μια ουρά είτε να αυτοματοποιήσετε αυτήν τη διαδικασία. Στη δεύτερη επιλογή, είναι απαραίτητο να μετρήσετε τη θερμοκρασία ενός μεγάλου αριθμού ατόμων ταυτόχρονα, χωρίς να τους επιβαρύνετε με πρόσθετες ενέργειες. Αυτό μπορεί να γίνει με την προσθήκη ενός συστήματος παρακολούθησης βίντεο και εκτελέστε πολλές ενέργειες ταυτόχρονα: αναγνωρίστε πρόσωπα, μετρήστε τη θερμοκρασία και προσδιορίστε την παρουσία μάσκας. Μιλήσαμε για το πώς λειτουργούν τέτοια συστήματα στο συνέδριό μας "«Και θα σας πούμε με περισσότερες λεπτομέρειες κάτω από το κόψιμο.
Πού χρησιμοποιούνται τα συστήματα θερμικής απεικόνισης;
Η θερμική απεικόνιση είναι μια οπτικο-ηλεκτρονική συσκευή που «βλέπει» στο υπέρυθρο φάσμα. Ναι, αυτό είναι το ίδιο πράγμα από ταινίες δράσης για τολμηρές ειδικές δυνάμεις και ταινίες για το Predator, που χρωματίζει όμορφα τη συνηθισμένη εικόνα σε κόκκινους και μπλε τόνους. Στην πράξη, δεν υπάρχει τίποτα ασυνήθιστο σε αυτό και χρησιμοποιούνται αρκετά ευρέως: οι θερμικές συσκευές απεικόνισης καθορίζουν τη θέση και το σχήμα των αντικειμένων που εκπέμπουν θερμότητα και μετρούν τη θερμοκρασία τους.
Στη βιομηχανία, οι συσκευές θερμικής απεικόνισης έχουν χρησιμοποιηθεί από καιρό για την παρακολούθηση των θερμοκρασιών σε γραμμές παραγωγής, βιομηχανικό εξοπλισμό ή αγωγούς. Συχνά οι συσκευές θερμικής απεικόνισης μπορούν να φανούν γύρω από την περίμετρο σοβαρών αντικειμένων: τα συστήματα θερμικής απεικόνισης «βλέπουν» τη θερμότητα που εκπέμπει ένα άτομο. Με τη βοήθειά τους, τα συστήματα ασφαλείας εντοπίζουν μη εξουσιοδοτημένη είσοδο σε μια εγκατάσταση ακόμα και σε απόλυτο σκοτάδι.
Λόγω του COVID-19, οι κάμερες θερμικής απεικόνισης ενσωματώνονται όλο και περισσότερο με συστήματα βιομετρικής αναγνώρισης για έλεγχο πρόσβασης. Για παράδειγμα, ενσωματωμένο στο "» (μια ολοκληρωμένη λύση από τη Rostelecom, η οποία αναπτύσσεται και κατασκευάζεται στη Ρωσία) οι συσκευές θερμικής απεικόνισης μπορούν να μετρήσουν τη θερμοκρασία των ανθρώπων, να παρακολουθήσουν την κίνηση και να τονίσουν άτομα με υψηλές θερμοκρασίες.
Δεν υπάρχουν υποχρεωτικά πρότυπα για τη χρήση συστημάτων θερμικής απεικόνισης στη Ρωσία, αλλά υπάρχει ένα γενικό , σύμφωνα με την οποία είναι απαραίτητη η παρακολούθηση της θερμοκρασίας όλων των επισκεπτών και των εργαζομένων. Και τα συστήματα θερμικής απεικόνισης το κάνουν σχεδόν αμέσως, χωρίς να απαιτούν πρόσθετες ενέργειες από υπαλλήλους και επισκέπτες.
Πώς λειτουργούν τα συστήματα μέτρησης θερμοκρασίας χωρίς επαφή ροής
Η βάση του συστήματος είναι ένα σύμπλεγμα θερμικής απεικόνισης που αποτελείται από θερμική απεικόνιση και συμβατικές κάμερες, οι οποίες συσκευάζονται σε κοινό περίβλημα. Εάν περπατάτε σε έναν διάδρομο και μια παχουλή κάμερα με δύο μάτια σας κοιτάζει κατάματα, αυτό είναι ένα θερμικό σύστημα απεικόνισης. Οι Κινέζοι φαρσέρ μερικές φορές τα κάνουν λευκά και προσθέτουν μικρά "αυτιά" για να μοιάζουν περισσότερο με πάντα.
Απαιτούνται απλά οπτικά για την ενσωμάτωση με το BioSKUD και τη λειτουργία αλγορίθμων αναγνώρισης προσώπου - για τον εντοπισμό και τον έλεγχο της διαθεσιμότητας ατομικού προστατευτικού εξοπλισμού (μάσκες) για όσους εισέρχονται. Επιπλέον, μια συμβατική κάμερα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παρακολούθηση της απόστασης μεταξύ ανθρώπων ή μεταξύ ατόμων και εξοπλισμού. Στο λογισμικό, οι πληροφορίες βίντεο σχετικά με τα αποτελέσματα των μετρήσεων εμφανίζονται με μια οικεία μορφή στον χειριστή.
Προκειμένου η συσκευή θερμικής απεικόνισης να αντιδρά μόνο στη θερμοκρασία των ανθρώπων, περιέχει ήδη έναν αλγόριθμο ανίχνευσης προσώπου. Ο εξοπλισμός διαβάζει τη θερμοκρασία από μια θερμική μήτρα στα σωστά σημεία - σε αυτήν την περίπτωση, στην περιοχή του μετώπου. Χωρίς αυτό το «φίλτρο», η θερμική απεικόνιση θα ενεργοποιείτο σε φλιτζάνια ζεστού καφέ, λαμπτήρες πυρακτώσεως κ.λπ. Οι πρόσθετες λειτουργίες περιλαμβάνουν την παρακολούθηση της παρουσίας προστατευτικού εξοπλισμού και τη διατήρηση της απόστασης.
Συνήθως, στην είσοδο των χώρων, τα συστήματα θερμικής απεικόνισης είναι ενσωματωμένα με συστήματα ελέγχου πρόσβασης και διαχείρισης. Το συγκρότημα συνδέεται με έναν διακομιστή, ο οποίος επεξεργάζεται τα εισερχόμενα δεδομένα χρησιμοποιώντας αλγόριθμους ανάλυσης βίντεο και τα μεταδίδει στον αυτοματοποιημένο σταθμό εργασίας του χειριστή (AWS).
Εάν μια κάμερα θερμικής απεικόνισης ανιχνεύσει αυξημένη θερμοκρασία, τότε μια κανονική κάμερα φωτογραφίζει τον επισκέπτη και τη στέλνει στο σύστημα ελέγχου για ταυτοποίηση με τη βάση δεδομένων εργαζομένων ή επισκεπτών.
Βαθμονόμηση συστημάτων θερμικής απεικόνισης: από δείγματα αναφοράς έως μηχανική μάθηση
Για τη ρύθμιση και τη λειτουργία μέτρησης θερμοκρασίας χωρίς επαφή ροής, συνήθως χρησιμοποιείται απόλυτο μαύρο σώμα (ABL), που σε οποιαδήποτε θερμοκρασία απορροφά την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε όλες τις περιοχές. Τοποθετείται στο οπτικό πεδίο της κάμερας θερμικής απεικόνισης και χρησιμοποιείται για τη βαθμονόμηση της θερμικής απεικόνισης. Το μαύρο σώμα διατηρεί μια θερμοκρασία αναφοράς 32–40 °C (ανάλογα με τον κατασκευαστή), με την οποία ο εξοπλισμός «ελέγχεται» κάθε φορά που μετρά τη θερμοκρασία άλλων αντικειμένων.
Δεν είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε ένα τέτοιο σύστημα. Έτσι, για να λειτουργήσει σωστά η θερμική απεικόνιση, το μαύρο σώμα πρέπει να ζεσταθεί στην επιθυμητή θερμοκρασία για 10–15 λεπτά. Σε μια εγκατάσταση, το συγκρότημα θερμικής απεικόνισης απενεργοποιήθηκε τη νύχτα και το πρωί το μαύρο σώμα δεν είχε χρόνο να ζεσταθεί σωστά. Ως αποτέλεσμα, όλοι όσοι έμπαιναν στη βάρδια είχαν αυξημένη θερμοκρασία στην αρχή της βάρδιας. Αργότερα το καταλάβαμε και τώρα το σύστημα θερμικής απεικόνισης δεν απενεργοποιείται τη νύχτα.
Αυτήν τη στιγμή αναπτύσσουμε μια πειραματική τεχνολογία που μας επιτρέπει να κάνουμε χωρίς το μαύρο σώμα. Αποδείχθηκε ότι το δέρμα μας είναι κοντά στα χαρακτηριστικά του σε ένα εντελώς μαύρο σώμα και το πρόσωπο ενός ατόμου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πρότυπο. Γνωρίζουμε ότι οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν θερμοκρασία σώματος 36,6 °C. Εάν, για παράδειγμα, παρακολουθείτε άτομα με την ίδια θερμοκρασία για 10 λεπτά και μετράτε αυτή τη θερμοκρασία στους 36,6 °C, τότε μπορείτε να βαθμονομήσετε τη συσκευή θερμικής απεικόνισης με βάση τα πρόσωπά τους. Αυτή η τεχνολογία, που εφαρμόζεται με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης, δείχνει καλά αποτελέσματα - όχι χειρότερα από τα συστήματα θερμικής απεικόνισης με μαύρο σώμα.
Όπου εξακολουθεί να χρησιμοποιείται το μαύρο σώμα, η τεχνητή νοημοσύνη βοηθά στη βαθμονόμηση των θερμικών εικόνων. Το γεγονός είναι ότι τα περισσότερα συστήματα θερμικής απεικόνισης απαιτούν χειροκίνητη εγκατάσταση της συσκευής θερμικής απεικόνισης και προσαρμογή της στο μαύρο σώμα. Στη συνέχεια, όμως, όταν αλλάξουν οι συνθήκες, η βαθμονόμηση πρέπει να γίνει ξανά, διαφορετικά οι συσκευές θερμικής απεικόνισης αρχίζουν να δείχνουν αποκλίσεις θερμοκρασίας ή να αντιδρούν στους επισκέπτες με κανονική θερμοκρασία. Η χειροκίνητη βαθμονόμηση είναι μεγάλη χαρά, γι' αυτό έχουμε αναπτύξει μια μονάδα βασισμένη στην τεχνητή νοημοσύνη, η οποία είναι υπεύθυνη για την ανίχνευση του μαύρου σώματος και προσαρμόζει τα πάντα από μόνη της.
Είναι δυνατόν να μεταμφιεστείτε από αλγόριθμους;
Η τεχνητή νοημοσύνη και η μηχανική μάθηση χρησιμοποιούνται συχνά στα βιομετρικά χωρίς επαφή. Η τεχνητή νοημοσύνη είναι υπεύθυνη για την ανίχνευση προσώπων σε ένα ρεύμα για τη μέτρηση της θερμοκρασίας, αγνοώντας τα ξένα αντικείμενα (ένα ζεστό φλιτζάνι καφέ ή τσάι, στοιχεία φωτισμού, ηλεκτρονικά). Λοιπόν, οι αλγόριθμοι εκπαίδευσης για την αναγνώριση προσώπων που φορούν μάσκες ήταν απαραίτητος για κάθε σύστημα από το 2018, ακόμη και πριν από τον κορωνοϊό: στη Μέση Ανατολή, οι άνθρωποι καλύπτουν σημαντικό μέρος του προσώπου τους για θρησκευτικούς λόγους και σε πολλές ασιατικές χώρες έχουν από καιρό χρησιμοποιούσε μάσκες για προστασία από τη γρίπη ή την αστική αιθαλομίχλη. Η αναγνώριση ενός μισοκρυμμένου προσώπου είναι πιο δύσκολη, αλλά οι αλγόριθμοι βελτιώνονται επίσης: σήμερα τα νευρωνικά δίκτυα εντοπίζουν πρόσωπα που φορούν μάσκες με την ίδια πιθανότητα όπως πριν από ένα χρόνο χωρίς μάσκες.
Φαίνεται ότι οι μάσκες και ο άλλος εξοπλισμός ατομικής προστασίας θα έπρεπε να είχαν γίνει πρόβλημα στην αναγνώριση. Αλλά στην πράξη, ούτε η παρουσία μάσκας ούτε η αλλαγή στο χτένισμα ή στο σχήμα των γυαλιών επηρεάζει την ακρίβεια της αναγνώρισης. Οι αλγόριθμοι για την ανίχνευση προσώπων χρησιμοποιούν σημεία από την περιοχή ματιών-αυτιών-μύτης που παραμένουν ανοιχτά.
Η μόνη κατάσταση «αποτυχίας» στο ιατρείο μας περιλαμβάνει την αλλαγή της εμφάνισής του μέσω πλαστικής χειρουργικής. Μια υπάλληλος μετά από πλαστική χειρουργική δεν μπόρεσε να περάσει από τα τουρνικέ: οι βιομετρικοί επεξεργαστές δεν μπόρεσαν να την αναγνωρίσουν. Έπρεπε να ενημερώσω τη φωτογραφία, ώστε να λειτουργήσει ξανά η πρόσβαση με βάση τη γεωμετρία του προσώπου.
Δυνατότητες συστημάτων θερμικής απεικόνισης
Η ακρίβεια μέτρησης και η ταχύτητά της εξαρτώνται από την ανάλυση της μήτρας θερμικής απεικόνισης και τα άλλα χαρακτηριστικά της. Αλλά πίσω από κάθε μήτρα υπάρχει λογισμικό: ένας αλγόριθμος ανάλυσης βίντεο είναι υπεύθυνος για την αναγνώριση αντικειμένων στο πλαίσιο, την αναγνώριση και το φιλτράρισμα τους.
Για παράδειγμα, ο αλγόριθμος ενός από τα συγκροτήματα μετρά τη θερμοκρασία 20 ατόμων ταυτόχρονα. Η χωρητικότητα του συγκροτήματος είναι έως 400 άτομα ανά λεπτό, η οποία είναι αρκετή για χρήση σε μεγάλες βιομηχανικές επιχειρήσεις, αεροδρόμια και σιδηροδρομικούς σταθμούς. Ταυτόχρονα, οι συσκευές θερμικής απεικόνισης καταγράφουν θερμοκρασία σε απόσταση έως και 9 μέτρων με ακρίβεια συν ή πλην 0,3 °C.
Υπάρχουν πιο απλά συμπλέγματα. Ωστόσο, μπορούν επίσης να αντιμετωπίσουν αποτελεσματικά τα καθήκοντά τους. Μια λύση είναι η ενσωμάτωση μιας θερμικής απεικόνισης στο πλαίσιο του ανιχνευτή μετάλλων. Αυτό το σετ εξοπλισμού είναι κατάλληλο για σημεία ελέγχου με μικρή ροή επισκεπτών - έως 40 άτομα ανά λεπτό. Τέτοιος εξοπλισμός ανιχνεύει τα πρόσωπα των ανθρώπων και μετρά τη θερμοκρασία με ακρίβεια 0,5 °C σε απόσταση έως και 1 μέτρο.
Προβλήματα κατά την εργασία με θερμικές συσκευές απεικόνισης
Η μέτρηση θερμοκρασίας χωρίς επαφή των ανθρώπων σε ένα ρεύμα δεν μπορεί ακόμα να χαρακτηριστεί τέλεια. Για παράδειγμα, εάν ένα άτομο είναι έξω για μεγάλο χρονικό διάστημα σε κρύο καιρό, στην είσοδο η θερμική απεικόνιση θα δείξει θερμοκρασία 1–2 °C χαμηλότερη από την πραγματική. Εξαιτίας αυτού, το σύστημα μπορεί να επιτρέψει σε άτομα με υψηλές θερμοκρασίες να εισέλθουν στην εγκατάσταση. Αυτό μπορεί να λυθεί με διάφορους τρόπους, για παράδειγμα:
- α) δημιουργήστε έναν θερμικό διάδρομο έτσι ώστε πριν από τη μέτρηση της θερμοκρασίας, οι άνθρωποι να προσαρμοστούν και να απομακρυνθούν από τον παγετό.
- β) τις παγωμένες μέρες, προσθέστε 1–2 °C στη θερμοκρασία όλων των εισερχόμενων επιβατών - ωστόσο, αυτό θα κάνει όσους έφτασαν με αυτοκίνητο να υποψιαστούν.
Ένα άλλο πρόβλημα είναι η τιμή των συστημάτων θερμικής απεικόνισης ακριβείας. Αυτό οφείλεται στο υψηλό κόστος παραγωγής μιας μήτρας θερμικής απεικόνισης, η οποία απαιτεί ακριβή βαθμονόμηση, οπτικά γερμανίου κ.λπ.
Πηγή: www.habr.com