Hoe ver kan ik zien met een warmtebeeldcamera?

Dit is een terechte vraag, maar er is geen eenvoudig antwoord. Er zijn te veel factoren die de resultaten beïnvloeden, zoals de verzwakking in verschillende klimatologische omstandigheden, de gevoeligheid van de warmtebeelddetector, het beeldvormingsalgoritme, dode punten en achtergrondruis, en het temperatuurverschil tussen het object en de achtergrond. Een sigarettenpeuk is bijvoorbeeld veel duidelijker te zien dan de bladeren aan een boom op dezelfde afstand, zelfs als de peuk veel kleiner is, vanwege het temperatuurverschil tussen het object en de achtergrond.
De detectieafstand is het resultaat van een combinatie van subjectieve en objectieve factoren. Het hangt samen met de visuele psychologie, ervaring en andere factoren van de waarnemer. Om de vraag "hoe ver kan een warmtebeeldcamera zien?" te beantwoorden, moeten we eerst vaststellen wat dit precies inhoudt. Bijvoorbeeld: terwijl A denkt een object duidelijk te kunnen zien, ziet B dat misschien niet. Daarom is een objectieve en uniforme evaluatiestandaard noodzakelijk.

Johnsons criteria
Johnson vergeleek het probleem van oogdetectie met lijnparen aan de hand van een experiment. Een lijnpaar is de afstand tussen parallelle lichte en donkere lijnen op de grens van de gezichtsscherpte van de waarnemer. Een lijnpaar is gelijk aan twee pixels. Talrijke studies hebben aangetoond dat het mogelijk is om het doelherkenningsvermogen van een infrarood warmtebeeldcamera te bepalen met behulp van lijnparen, zonder rekening te houden met de aard van het doel en eventuele beelddefecten.

Het beeld van elk object in het brandvlak beslaat een paar pixels. Dit aantal kan worden berekend aan de hand van de grootte, de afstand tussen het object en de warmtebeeldcamera, en het momentane gezichtsveld (IFOV). De verhouding tussen de grootte van het object (d) en de afstand (L) wordt de openingshoek genoemd. Deze kan worden gedeeld door het IFOV om het aantal pixels te verkrijgen dat door het beeld wordt ingenomen, oftewel n = (D / L) / IFOV = (DF) / (LD). Het is duidelijk dat hoe groter de brandpuntsafstand, hoe meer primaire punten het objectbeeld inneemt. Volgens het Johnson-criterium is de detectieafstand groter. Aan de andere kant geldt dat hoe groter de brandpuntsafstand, hoe kleiner de gezichtsveldhoek en hoe hoger de kosten.

We kunnen berekenen hoe ver een specifiek thermisch beeld kan zien op basis van de minimale resoluties volgens de criteria van Johnson:

Detectie – er is een object aanwezig: 2 +1/-0,5 pixels
Herkenning – het type object kan worden onderscheiden, een persoon versus een auto: 8 +1,6/-0,4 pixels
Identificatie – een specifiek object kan worden onderscheiden, een vrouw versus een man, de specifieke auto: 12,8 +3,2/-2,8 pixels
Deze metingen geven een kans van 50% dat een waarnemer een object op het gespecificeerde niveau kan onderscheiden.


Geplaatst op: 23 november 2021