თერმოგრაფიული კონტროლი: უკონტაქტო ბიომეტრია თერმომეტრების, კორონავირუსისა და უპასუხისმგებლო თანამშრომლების წინააღმდეგ

ხუთი წამი ბევრია თუ ცოტა? ცხელი ყავის დალევა საკმარისი არ არის, ბარათის გადაფურცვლა და სამსახურში წასვლა ბევრია. მაგრამ ხანდახან ასეთი შეფერხების გამო რიგები ჩნდება საგუშაგოებზე, განსაკუთრებით დილაობით. ახლა მოდით შევასრულოთ მოთხოვნები COVID-19-ის პრევენციისთვის და დავიწყოთ ყველა შემოსულის ტემპერატურის გაზომვა? გავლის დრო 3-4-ჯერ გაიზრდება, ამის გამო გაჩნდება ხალხმრავლობა და ვირუსთან ბრძოლის ნაცვლად, მის გავრცელებისთვის იდეალურ პირობებს მივიღებთ. 

ამის თავიდან ასაცილებლად, თქვენ უნდა მოაწყოთ ხალხი რიგში ან ამ პროცესის ავტომატიზაცია. მეორე ვარიანტში აუცილებელია დიდი რაოდენობის ადამიანების ტემპერატურის ერთბაშად გაზომვა, დამატებითი ქმედებებით დატვირთვის გარეშე. ეს შეიძლება გაკეთდეს ვიდეოთვალთვალის სისტემის დამატებით თერმული გამოსახულება და შეასრულეთ რამდენიმე მოქმედება ერთდროულად: ამოიცნოთ სახეები, გაზომეთ ტემპერატურა და დაადგინეთ ნიღბის არსებობა. ჩვენ ვისაუბრეთ იმაზე, თუ როგორ მუშაობს ასეთი სისტემები ჩვენს კონფერენციაზე.ბიომეტრია პანდემიის წინააღმდეგ"და ჩვენ უფრო დეტალურად გეტყვით ჭრის ქვეშ.

სად გამოიყენება თერმული გამოსახულების სისტემები?

თერმული გამოსახულება არის ოპტიკურ-ელექტრონული მოწყობილობა, რომელიც "ხედავს" ინფრაწითელ სპექტრში. დიახ, ეს იგივეა სამოქმედო ფილმებიდან სპეცრაზმის და მტაცებლის შესახებ ფილმებიდან, რომლებიც ლამაზად აფერადებენ ჩვეულებრივ სურათს წითელ და ლურჯ ტონებში. პრაქტიკაში, ამაში უჩვეულო არაფერია და ისინი საკმაოდ ფართოდ გამოიყენება: თერმოგამომსახველები განსაზღვრავენ სითბოს გამოსხივებული ობიექტების პოზიციას და ფორმას და ზომავენ მათ ტემპერატურას.

ინდუსტრიაში, თერმული გამოსახულება დიდი ხანია გამოიყენება წარმოების ხაზებზე, სამრეწველო აღჭურვილობასა თუ მილსადენებზე ტემპერატურის მონიტორინგისთვის. ხშირად თერმული გამოსახულების დანახვა შესაძლებელია სერიოზული ობიექტების პერიმეტრის გარშემო: თერმული გამოსახულების სისტემები „ხედავენ“ სითბოს, რომელსაც ადამიანი გამოყოფს. მათი დახმარებით უსაფრთხოების სისტემები აღმოაჩენენ ობიექტში უნებართვო შესვლას სრულ სიბნელეშიც კი. 

COVID-19-ის გამო, თერმული გამოსახულების კამერები სულ უფრო მეტად ინტეგრირდება ბიომეტრიულ იდენტიფიკაციის სისტემებთან წვდომის კონტროლისთვის. მაგალითად, ინტეგრირებული "BioSKUD» (ყოვლისმომცველი გადაწყვეტა Rostelecom-ისგან, რომელიც შემუშავებულია და იწარმოება რუსეთში) თერმული გამოსახულების მოწყობილობებს შეუძლიათ გაზომონ ადამიანების ტემპერატურა, თვალყური ადევნონ მოძრაობას და გამოკვეთონ ამაღლებული ტემპერატურის მქონე პირები. 

რუსეთში თერმული გამოსახულების სისტემების გამოყენების სავალდებულო სტანდარტები არ არსებობს, მაგრამ არსებობს ზოგადი როსპოტრებნადზორის რეკომენდაცია, რომლის მიხედვითაც აუცილებელია ყველა ვიზიტორისა და თანამშრომლის ტემპერატურის მონიტორინგი. და თერმული გამოსახულების სისტემები ამას აკეთებენ თითქმის მყისიერად, თანამშრომლებისა და ვიზიტორებისგან დამატებითი ქმედებების გარეშე.

როგორ მუშაობს სტრიმინგის უკონტაქტო ტემპერატურის გაზომვის სისტემები

სისტემის საფუძველია თერმული გამოსახულების კომპლექსი, რომელიც შედგება თერმოგრაფიული და ჩვეულებრივი კამერებისგან, რომლებიც შეფუთულია საერთო კორპუსში. თუ თქვენ მიდიხართ დერეფანში და ორთვალიანი კამერა გიყურებთ სახეში, ეს არის თერმოგამომსახველი. ჩინელი პრანკერები მათ ხანდახან ათეთრებენ და პატარა „ყურებს“ უმატებენ, რათა პანდას უფრო დაემსგავსონ. 

მარტივი ოპტიკა საჭიროა BioSKUD-თან ინტეგრაციისთვის და სახის ამოცნობის ალგორითმების ფუნქციონირებისთვის - შემოსული პირებისთვის პირადი დამცავი აღჭურვილობის (ნიღბების) ხელმისაწვდომობის იდენტიფიცირებისთვის და შესამოწმებლად. გარდა ამისა, ჩვეულებრივი კამერა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ადამიანებს შორის მანძილის მონიტორინგისთვის ან ადამიანებსა და აღჭურვილობას შორის. პროგრამაში ვიდეო ინფორმაცია გაზომვის შედეგების შესახებ ნაჩვენებია ოპერატორისთვის ნაცნობი ფორმით.

იმისათვის, რომ თერმოგამომსახველმა რეაგირება მოახდინოს მხოლოდ ადამიანების ტემპერატურაზე, ის უკვე შეიცავს სახის ამოცნობის ალგორითმს. მოწყობილობა კითხულობს ტემპერატურას თერმული მატრიციდან სწორ წერტილებში - ამ შემთხვევაში, შუბლის მიდამოში. ამ „ფილტრის“ გარეშე თერმოგამომსახველი ამუშავებს ფინჯნებს ცხელ ყავას, ინკანდესენტურ ნათურებს და ა.შ. დამატებითი ფუნქციები მოიცავს დამცავი აღჭურვილობის არსებობის მონიტორინგს და დისტანციის შენარჩუნებას. 

როგორც წესი, შენობის შესასვლელთან, თერმული გამოსახულების სისტემები ინტეგრირებულია დაშვების კონტროლისა და მართვის სისტემებთან. კომპლექსი უკავშირდება სერვერს, რომელიც ამუშავებს შემომავალ მონაცემებს ვიდეო ანალიტიკური ალგორითმების გამოყენებით და გადასცემს მათ ავტომატური ოპერატორის სამუშაო სადგურზე (AWS). 

თუ თერმოგრაფიული კამერა აღმოაჩენს ამაღლებულ ტემპერატურას, მაშინ ჩვეულებრივი კამერა იღებს ვიზიტორს ფოტოს და აგზავნის საკონტროლო სისტემაში თანამშრომლების ან ვიზიტორების მონაცემთა ბაზაში იდენტიფიკაციისთვის. 

თერმული გამოსახულების სისტემების დაკალიბრება: საცნობარო ნიმუშებიდან მანქანურ სწავლებამდე

ჩვეულებრივ გამოიყენება ნაკადის უკონტაქტო ტემპერატურის გაზომვის დასაყენებლად და გამოსაყენებლად აბსოლუტური შავი სხეული (ABL), რომელიც ნებისმიერ ტემპერატურაზე შთანთქავს ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას ყველა დიაპაზონში. იგი დამონტაჟებულია თერმოგრაფიული კამერის ხედვის ველში და გამოიყენება თერმოგამოსახულების დასაკალიბრებლად. შავი სხეული ინარჩუნებს საცნობარო ტემპერატურას 32-40 °C (დამოკიდებულია მწარმოებლის მიხედვით), რომლითაც მოწყობილობა „შემოწმებულია“ ყოველ ჯერზე, როდესაც ის ზომავს სხვა ობიექტების ტემპერატურას.

არასასიამოვნოა ასეთი სისტემის გამოყენება. ასე რომ, თერმული გამოსახულების სწორად მუშაობისთვის, შავი სხეული სასურველ ტემპერატურამდე 10-15 წუთის განმავლობაში უნდა გაათბო. ერთ დაწესებულებაში ღამით გამორთული იყო თერმოგრაფიული კომპლექსი, დილით კი შავ სხეულს სათანადოდ გახურების დრო არ ჰქონდა. შედეგად, ცვლაში შესულ ყველას ჰქონდა მომატებული ტემპერატურა ცვლის დასაწყისში. მოგვიანებით ჩვენ გავარკვიეთ და ახლა თერმული გამოსახულების სისტემა ღამით არ არის გამორთული.

ჩვენ ამჟამად ვავითარებთ ექსპერიმენტულ ტექნოლოგიას, რომელიც საშუალებას გვაძლევს გავაკეთოთ შავი სხეულის გარეშე. აღმოჩნდა, რომ ჩვენი კანი თავისი მახასიათებლებით ახლოს არის სრულიად შავ სხეულთან და ადამიანის სახე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სტანდარტი. ჩვენ ვიცით, რომ ადამიანების უმეტესობას აქვს სხეულის ტემპერატურა 36,6 °C. თუ, მაგალითად, ადევნებთ თვალყურს ერთი და იგივე ტემპერატურის მქონე ადამიანებს 10 წუთის განმავლობაში და აფასებთ ამ ტემპერატურას 36,6 °C-მდე, მაშინ შეგიძლიათ დააკალიბროთ თერმული გამოსახულება მათი სახეების მიხედვით. ხელოვნური ინტელექტის დახმარებით განხორციელებული ეს ტექნოლოგია კარგ შედეგს აჩვენებს - არა უარესი, ვიდრე თერმული გამოსახულების სისტემები შავი სხეულით.

იქ, სადაც შავი სხეული ჯერ კიდევ გამოიყენება, ხელოვნური ინტელექტი ეხმარება თერმული გამოსახულების დაკალიბრებაში. ფაქტია, რომ თერმოგრაფიული სისტემების უმეტესობა მოითხოვს თერმოგამოსახულების ხელით ინსტალაციას და მის შავ სხეულზე მორგებას. მაგრამ შემდეგ, როდესაც პირობები შეიცვლება, კალიბრაცია უნდა განმეორდეს, წინააღმდეგ შემთხვევაში თერმოგამომსახველები იწყებენ ტემპერატურის გადახრების ჩვენებას ან ვიზიტორებზე რეაგირებას ნორმალური ტემპერატურით. ხელით კალიბრაცია ძალიან სასიამოვნოა, ამიტომ ჩვენ შევიმუშავეთ მოდული ხელოვნური ინტელექტის საფუძველზე, რომელიც პასუხისმგებელია შავი სხეულის აღმოჩენაზე და თავად არეგულირებს ყველაფერს. 

შესაძლებელია თუ არა ალგორითმებისგან შენიღბვა?

ხელოვნური ინტელექტი და მანქანათმცოდნეობა ხშირად გამოიყენება უკონტაქტო ბიომეტრიაში. AI პასუხისმგებელია ნაკადში სახეების აღმოჩენაზე ტემპერატურის გასაზომად, უცხო ობიექტების იგნორირებაზე (ცხელი ყავა ან ჩაი, განათების ელემენტები, ელექტრონიკა). ნიღბიანი სახეების ამოცნობის ალგორითმების სწავლება აუცილებელია ნებისმიერი სისტემისთვის 2018 წლიდან, ჯერ კიდევ კოროვირუსამდე: ახლო აღმოსავლეთში ადამიანები თავიანთი სახის მნიშვნელოვან ნაწილს რელიგიური მიზეზების გამო იფარებენ, აზიის ბევრ ქვეყანაში კი დიდი ხანია. იყენებდნენ ნიღბებს გრიპისგან ან ურბანული სმოგისგან დასაცავად. ნახევრად დამალული სახის ამოცნობა უფრო რთულია, მაგრამ ალგორითმებიც იხვეწება: დღეს ნერვული ქსელები აღმოაჩენენ სახეებს, რომლებიც ატარებენ ნიღბებს, იგივე ალბათობით, როგორც ერთი წლის წინ ნიღბების გარეშე.

როგორც ჩანს, ნიღბები და სხვა პირადი დამცავი აღჭურვილობა იდენტიფიკაციის პრობლემა უნდა გამხდარიყო. მაგრამ პრაქტიკაში არც ნიღბის არსებობა და არც თმის ვარცხნილობის ან სათვალის ფორმის შეცვლა არ მოქმედებს ამოცნობის სიზუსტეზე. სახეების გამოვლენის ალგორითმები იყენებენ წერტილებს თვალ-ყურ-ცხვირის მიდამოდან, რომლებიც ღია რჩება. 

ჩვენს პრაქტიკაში ერთადერთი „მარცხი“ არის გარეგნობის შეცვლა პლასტიკური ქირურგიით. პლასტიკური ოპერაციის შემდეგ თანამშრომელმა ვერ შეძლო ტურნიკების გავლა: ბიომეტრიულმა პროცესორებმა ვერ შეძლეს მისი იდენტიფიცირება. ფოტოს განახლება მომიწია, რათა სახის გეომეტრიით ხელმისაწვდომობა ისევ იმუშაოს.

თერმული გამოსახულების სისტემების შესაძლებლობები

გაზომვის სიზუსტე და მისი სიჩქარე დამოკიდებულია თერმული გამოსახულების მატრიცის გარჩევადობაზე და მის სხვა მახასიათებლებზე. მაგრამ ნებისმიერი მატრიცის მიღმა დგას პროგრამული უზრუნველყოფა: ვიდეო ანალიტიკის ალგორითმი პასუხისმგებელია ჩარჩოში არსებული ობიექტების იდენტიფიცირებაზე, მათ იდენტიფიცირებასა და ფილტრაციაზე. 

მაგალითად, ერთ-ერთი კომპლექსის ალგორითმი ზომავს 20 ადამიანის ტემპერატურას ერთდროულად. კომპლექსის ტევადობა წუთში 400 ადამიანამდეა, რაც საკმარისია მსხვილ სამრეწველო საწარმოებში, აეროპორტებსა და მატარებლის სადგურებზე გამოსაყენებლად. ამავდროულად, თერმოგამომსახველები აღრიცხავენ ტემპერატურას 9 მეტრამდე მანძილზე, პლუს-მინუს 0,3 °C სიზუსტით. 
არის უფრო მარტივი კომპლექსები. თუმცა, მათ ასევე შეუძლიათ ეფექტურად გაუმკლავდნენ თავიანთ ამოცანებს. ერთი გამოსავალი არის თერმული გამოსახულების ინტეგრირება ლითონის დეტექტორის ჩარჩოში. აღჭურვილობის ეს ნაკრები შესაფერისია ვიზიტორთა მცირე ნაკადის საგუშაგოებისთვის - წუთში 40 ადამიანამდე. ასეთი აღჭურვილობა ამოიცნობს ადამიანების სახეებს და ზომავს ტემპერატურას 0,5 °C სიზუსტით 1 მეტრამდე მანძილზე.

პრობლემები თერმოგამომსახველებთან მუშაობისას

ნაკადში ადამიანების უკონტაქტო ტემპერატურის გაზომვას ჯერ ვერ ვუწოდებთ სრულყოფილს. მაგალითად, თუ ადამიანი დიდი ხნის განმავლობაში იმყოფებოდა გარეთ ცივ ამინდში, შესასვლელში თერმოგამომსახველი აჩვენებს ტემპერატურას 1-2 °C-ით დაბალ ტემპერატურაზე. ამის გამო, სისტემამ შეიძლება დაუშვას დაწესებულებაში მაღალი ტემპერატურის მქონე ადამიანებს შესვლა. ეს შეიძლება მოგვარდეს სხვადასხვა გზით, მაგალითად:

• ა) შექმნათ თერმული დერეფანი, რათა ტემპერატურის გაზომვამდე ხალხი მოერგოს და მოშორდეს ყინვას;
• ბ) ყინვაგამძლე დღეებში, ყველა შემოსული მგზავრის ტემპერატურას დაუმატეთ 1–2 °C - თუმცა ეს მანქანით მისულებს ეჭვის ქვეშ დააყენებს.

კიდევ ერთი პრობლემა არის ზუსტი თერმული გამოსახულების სისტემების ფასი. ეს გამოწვეულია თერმული გამოსახულების მატრიცის წარმოების მაღალი ღირებულებით, რომელიც მოითხოვს ზუსტ კალიბრაციას, გერმანიუმის ოპტიკას და ა.შ. 

წყარო: www.habr.com