Je pet sekund veliko ali malo? Ni dovolj popiti vročo kavo, veliko je pometti kartico in iti v službo. Toda včasih tudi zaradi takšne zamude na kontrolnih točkah nastanejo vrste, zlasti zjutraj. Zdaj pa izpolnimo zahteve za preprečevanje COVID-19 in začnimo meriti temperaturo vsem, ki vstopajo? Čas prehoda se bo povečal za 3-4 krat, zaradi tega se bo pojavila gneča in namesto boja proti virusu bomo dobili idealne pogoje za njegovo širjenje.
Če želite preprečiti, da bi se to zgodilo, morate organizirati ljudi v čakalni vrsti ali avtomatizirati ta postopek. Pri drugi možnosti je potrebno meriti temperaturo velikega števila ljudi hkrati, ne da bi jih obremenjevali z dodatnimi dejanji. To lahko storite z dodajanjem videonadzornega sistema in izvajajo več dejanj hkrati: identificirajo obraze, merijo temperaturo in ugotavljajo prisotnost maske. O delovanju tovrstnih sistemov smo govorili na naši konferenci “"in podrobneje vam bomo povedali pod rezom.
Kje se uporabljajo termovizijski sistemi?
Termovizijska kamera je optično-elektronska naprava, ki »vidi« v infrardečem spektru. Da, to je ista stvar iz akcijskih filmov o drznih specialnih enotah in filmih o Predatorju, ki lepo obarva običajno podobo v rdečih in modrih tonih. V praksi to ni nič nenavadnega in se uporabljajo precej široko: termične slike določajo položaj in obliko predmetov, ki oddajajo toploto, in merijo njihovo temperaturo.
V industriji se toplotne slike že dolgo uporabljajo za spremljanje temperatur na proizvodnih linijah, industrijski opremi ali cevovodih. Pogosto lahko toplotne slike vidimo po obodu resnih predmetov: sistemi za toplotno slikanje »vidijo« toploto, ki jo oddaja oseba. Z njihovo pomočjo varnostni sistemi zaznajo nepooblaščen vstop v objekt tudi v popolni temi.
Zaradi COVID-19 se termovizijske kamere vse bolj integrirajo z biometričnimi identifikacijskimi sistemi za nadzor dostopa. Na primer, integriran v "» (celovita rešitev podjetja Rostelecom, ki je razvita in izdelana v Rusiji) termovizijske naprave lahko merijo temperaturo ljudi, spremljajo gibanje in osvetljujejo posameznike s povišano temperaturo.
V Rusiji ni obveznih standardov za uporabo termovizijskih sistemov, vendar obstajajo splošni , po katerem je potrebno spremljati temperaturo vseh obiskovalcev in zaposlenih. Sistemi za termično slikanje to storijo skoraj v trenutku, ne da bi od zaposlenih in obiskovalcev zahtevali dodatna dejanja.
Kako delujejo sistemi za pretočno brezkontaktno merjenje temperature
Osnova sistema je termovizijski kompleks, sestavljen iz termovizijskih in klasičnih kamer, ki so zapakirane v skupno ohišje. Če hodite po hodniku in vam v obraz strmi debela dvooka kamera, je to termovizijska kamera. Kitajski šaljivci jih včasih naredijo bele in dodajo majhna "ušesa", da so bolj podobni pandam.
Enostavna optika je potrebna za integracijo z BioSKUD in delovanje algoritmov za prepoznavanje obrazov – za identifikacijo in preverjanje razpoložljivosti osebne zaščitne opreme (maske) pri vstopajočih. Poleg tega je mogoče uporabiti običajno kamero za spremljanje razdalje med ljudmi ali med ljudmi in opremo. V programski opremi so video informacije o rezultatih meritev prikazane v obliki, ki jo pozna operater.
Da bi termovizijska kamera reagirala samo na temperaturo ljudi, že vsebuje algoritem za zaznavanje obrazov. Oprema odčitava temperaturo iz termične matrice na pravih točkah – v tem primeru na predelu čela. Brez tega »filtra« bi se termovizijska kamera sprožila na skodelicah vroče kave, žarnicah z žarilno nitko itd. Dodatne funkcije vključujejo spremljanje prisotnosti zaščitne opreme in vzdrževanje razdalje.
Običajno so na vhodu v prostore termovizijski sistemi integrirani s sistemi za nadzor in upravljanje dostopa. Kompleks se poveže s strežnikom, ki obdeluje dohodne podatke z algoritmi video analitike in jih posreduje avtomatizirani operaterski delovni postaji (AWS).
Če termovizijska kamera zazna povišano temperaturo, navadna kamera posname fotografijo obiskovalca in jo pošlje nadzornemu sistemu za identifikacijo z bazo zaposlenih oziroma obiskovalcev.
Umerjanje termovizijskih sistemov: od referenčnih vzorcev do strojnega učenja
Za nastavitev in delovanje pretočnega brezkontaktnega merjenja temperature se običajno uporablja absolutno črno telo (ABL), ki pri kateri koli temperaturi absorbira elektromagnetno sevanje v vseh območjih. Nameščen je v vidnem polju termovizijske kamere in se uporablja za kalibracijo termovizijske kamere. Črno telo vzdržuje referenčno temperaturo 32–40 °C (odvisno od proizvajalca), s katero se oprema "preverja" vsakič, ko meri temperaturo drugih predmetov.
Uporaba takega sistema je neprijetna. Za pravilno delovanje toplotne slike se mora črno telo segreti na želeno temperaturo 10–15 minut. V enem objektu je bil termovizijski kompleks ponoči izklopljen in črno telo zjutraj ni imelo časa, da bi se pravilno ogrelo. Posledično so imeli vsi, ki so vstopili v izmeno, na začetku izmene povišano temperaturo. Kasneje smo to ugotovili in zdaj se termovizijski sistem ponoči ne izklaplja.
Trenutno razvijamo eksperimentalno tehnologijo, ki nam omogoča, da delamo brez črnega telesa. Izkazalo se je, da je naša koža po svojih značilnostih blizu popolnoma črnemu telesu, obraz osebe pa lahko uporabimo kot standard. Vemo, da ima večina ljudi telesno temperaturo 36,6 °C. Če na primer sledite ljudem z isto temperaturo 10 minut in vzamete, da je ta temperatura 36,6 °C, potem lahko termovizijsko kamero umerite na podlagi njihovih obrazov. Ta tehnologija, implementirana s pomočjo umetne inteligence, kaže dobre rezultate - nič slabše od toplotnih slikovnih sistemov s črnim telesom.
Kjer se črno telo še vedno uporablja, umetna inteligenca pomaga pri kalibraciji termovizij. Dejstvo je, da večina termovizijskih sistemov zahteva ročno namestitev termovizijske slike in njeno prilagajanje črnemu telesu. Toda potem, ko se razmere spremenijo, je treba kalibracijo opraviti znova, sicer začnejo termovizijske naprave kazati temperaturna odstopanja ali se na obiskovalce odzivajo z normalno temperaturo. Ročna kalibracija je v veselje, zato smo razvili modul na osnovi umetne inteligence, ki skrbi za zaznavanje črnega telesa in vse prilagodi sam.
Se je mogoče prikriti pred algoritmi?
Umetna inteligenca in strojno učenje se pogosto uporabljata v brezkontaktni biometriji. AI je odgovoren za zaznavanje obrazov v toku za merjenje temperature, pri čemer ignorira tujke (vroča skodelica kave ali čaja, svetlobni elementi, elektronika). No, algoritmi za usposabljanje za prepoznavanje obrazov, ki nosijo maske, so nujni za vsak sistem že od leta 2018, še pred koronavirusom: na Bližnjem vzhodu si ljudje iz verskih razlogov zakrivajo velik del obraza, v številnih azijskih državah pa že dolgo uporabljali maske za zaščito pred gripo ali mestnim smogom. Prepoznavanje napol skritega obraza je težje, vendar se tudi algoritmi izboljšujejo: danes nevronske mreže z enako verjetnostjo kot pred letom dni brez mask zaznavajo obraze, ki nosijo maske.
Zdi se, da bi morale maske in druga osebna zaščitna oprema postati problem pri identifikaciji. Toda v praksi niti prisotnost maske niti sprememba pričeske ali oblike očal ne vpliva na natančnost prepoznave. Algoritmi za zaznavanje obrazov uporabljajo točke iz področja oči-ušesa-nos, ki ostanejo odprte.
Edina »neuspešna« situacija v naši praksi je sprememba videza s plastično operacijo. Zaposleni po plastični operaciji ni mogel iti skozi vrtljive ključe: biometrični procesorji je niso mogli identificirati. Moral sem posodobiti fotografijo, da je dostop z obrazno geometrijo spet deloval.
Zmogljivosti termovizijskih sistemov
Natančnost meritve in njena hitrost sta odvisni od ločljivosti termovizijske matrike in njenih drugih lastnosti. Toda za vsako matrico je programska oprema: algoritem video analitike je odgovoren za prepoznavanje predmetov v okvirju, njihovo prepoznavanje in filtriranje.
Na primer, algoritem enega od kompleksov meri temperaturo 20 ljudi hkrati. Zmogljivost kompleksa je do 400 ljudi na minuto, kar je dovolj za uporabo v velikih industrijskih podjetjih, na letališčih in železniških postajah. Hkrati termovizijske kamere beležijo temperaturo na razdalji do 9 metrov z natančnostjo plus ali minus 0,3 °C.
Obstajajo enostavnejši kompleksi. Vendar pa se lahko tudi učinkovito spopadajo s svojimi nalogami. Ena od rešitev je integracija toplotne slike v okvir detektorja kovin. Ta komplet opreme je primeren za kontrolne točke z majhnim pretokom obiskovalcev - do 40 ljudi na minuto. Takšna oprema zaznava obraze ljudi in meri temperaturo z natančnostjo 0,5 °C na razdalji do 1 metra.
Težave pri delu s termovizijskimi kamerami
Brezkontaktnega merjenja temperature ljudi v toku še ne moremo imenovati popolnega. Na primer, če je bila oseba dlje časa zunaj v hladnem vremenu, bo termovizijska kamera na vhodu pokazala temperaturo, ki je za 1–2 °C nižja od dejanske. Zaradi tega lahko sistem ljudem s povišano temperaturo omogoči vstop v objekt. To je mogoče rešiti na različne načine, npr.
- a) ustvarite toplotni koridor, tako da se ljudje pred merjenjem temperature prilagodijo in odmaknejo od zmrzali;
- b) v mrzlih dneh dodajte 1–2 °C temperaturi vseh prihajajočih potnikov – vendar bodo zaradi tega sumljivi tisti, ki so prispeli z avtomobilom.
Druga težava je cena natančnih termovizijskih sistemov. To je posledica visokih stroškov izdelave termovizijske matrice, ki zahteva natančno kalibracijo, germanijevo optiko itd.
Vir: www.habr.com