هل خمس ثوان كثيرة أم قليلة؟ إن شرب القهوة الساخنة لا يكفي ، لإرفاق بطاقة والذهاب إلى العمل - كثيرًا. لكن في بعض الأحيان ، حتى بسبب هذا التأخير ، تتشكل طوابير عند نقاط التفتيش ، خاصة في الصباح. الآن دعنا نفي بمتطلبات الوقاية من COVID-19 ونبدأ في قياس درجة حرارة كل من يدخلون؟ سيزداد وقت العبور 3-4 مرات ، ولهذا السبب سيظهر حشد ، وبدلاً من محاربة الفيروس ، سنحصل على ظروف مثالية لانتشاره.
لمنع حدوث ذلك ، تحتاج إما إلى ترتيب الأشخاص في قائمة انتظار ، أو أتمتة هذه العملية. في الخيار الثاني ، من الضروري قراءة درجة حرارة عدد كبير من الأشخاص دفعة واحدة ، دون تحميلهم بإجراءات إضافية. يمكن القيام بذلك عن طريق إضافة مصور حراري إلى نظام المراقبة بالفيديو.وتنفيذ عدة إجراءات في وقت واحد: تحديد الوجوه وقياس درجة الحرارة وتحديد وجود القناع. تحدثنا عن كيفية عمل مثل هذه الأنظمة في مؤتمرنا " القياسات الحيوية ضد الوباء " وسنخبرك بالمزيد عنها تحت الخفض.
أين تستخدم أنظمة التصوير الحراري؟
المصور الحراري هو جهاز إلكتروني ضوئي "يرى" في طيف الأشعة تحت الحمراء. نعم ، هذا هو الشيء نفسه من أفلام الحركة حول تحطيم القوات الخاصة وأفلام Predator ، والتي ترسم بشكل جميل صورة عادية بدرجات اللون الأحمر والأزرق. من الناحية العملية ، لا يوجد شيء غير عادي فيه ويتم استخدامها على نطاق واسع: باستخدام أجهزة التصوير الحراري ، فهي تحدد موضع وشكل الأجسام التي تنبعث منها الحرارة وتقيس درجة حرارتها.
في الصناعة ، لطالما استخدمت أجهزة التصوير الحراري لمراقبة درجات الحرارة في خطوط الإنتاج أو المعدات الصناعية أو خطوط الأنابيب. غالبًا ما يمكن رؤية أجهزة التصوير الحراري على طول محيط الأجسام الخطيرة: أنظمة التصوير الحراري "ترى" الحرارة التي ينبعث منها الشخص. بمساعدتهم ، تكتشف أنظمة الأمان الدخول غير المصرح به إلى كائن حتى في الظلام المطلق.
بسبب COVID-19 ، يتم دمج أجهزة التصوير الحراري بشكل متزايد مع أنظمة تحديد الهوية من أجل التحكم في الوصول. على سبيل المثال ، يمكن لأجهزة التصوير الحراري المدمجة في BioSKUD (حل شامل من Rostelecom ، الذي يتم تطويره وإنتاجه في روسيا) قياس درجة حرارة الأشخاص وتتبع الحركة وتسليط الضوء على الأفراد ذوي درجة الحرارة المرتفعة.
لا توجد معايير إلزامية لاستخدام أنظمة التصوير الحراري في روسيا ، ولكن هناك توصية عامة من Rospotrebnadzor ، والتي بموجبها من الضروري التحكم في درجة حرارة جميع الزوار والموظفين. وتقوم أنظمة التصوير الحراري بذلك على الفور تقريبًا ، دون الحاجة إلى إجراءات إضافية من الموظفين والزوار.
كيف تعمل أنظمة قياس درجة الحرارة غير المتصلة
أساس النظام هو مجمع تصوير حراري يتكون من تصوير حراري وكاميرات تقليدية معبأة في مبيت مشترك. إذا كنت تمشي في الممر وكانت الكاميرا ذات العينين الممتلئة تنظر إلى وجهك ، فهذا هو المصور الحراري. يصنعها المخادعون الصينيون أحيانًا في علبة بيضاء ويضيفون "آذانًا" صغيرة لجعلها تبدو أشبه بباندا.
هناك حاجة إلى بصريات بسيطة للتكامل مع "BioSKUD" وتشغيل خوارزميات التعرف على الوجوه - لتحديد والتحقق من توفر معدات الحماية الشخصية (الأقنعة) للأشخاص الوافدين. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال الكاميرا التقليدية ، يمكنك مراقبة المسافة بين الأشخاص أو بين الأشخاص والمعدات. في البرنامج ، يتم عرض معلومات الفيديو حول نتائج القياس في شكل مألوف للمشغل.
لكي يتفاعل المصور الحراري فقط مع درجة حرارة الأشخاص ، فإنه يحتوي بالفعل على خوارزمية للكشف عن الوجه. يقرأ الجهاز درجة الحرارة من المصفوفة الحرارية عند النقاط الصحيحة - في هذه الحالة ، في الجبهة. بدون هذا "الفلتر" ، سيتم تشغيل المصور الحراري بواسطة أكواب القهوة الساخنة ، والمصابيح المتوهجة ، وما إلى ذلك. وتشمل الوظائف الإضافية مراقبة وجود معدات الحماية والحفاظ على المسافة.
عادة ، عند مدخل المبنى ، يتم دمج أنظمة التصوير الحراري مع أنظمة التحكم في الوصول والإدارة. المجمع متصل بالخادم ، الذي يعالج البيانات الواردة باستخدام خوارزميات تحليلات الفيديو وينقلها إلى محطة العمل الآلية للمشغل (AWP).
إذا اكتشفت كاميرا التصوير الحراري درجة حرارة مرتفعة ، فإن الكاميرا التقليدية تلتقط صورة للزائر وترسلها إلى نظام التحكم للتعرف عليها مع قاعدة الموظفين أو الزوار.
معايرة أنظمة التصوير الحراري: من العينات المرجعية إلى التعلم الآلي
لإعداد وتشغيل قياس درجة حرارة التدفق غير المتصل ، يتم استخدام جسم أسود تمامًا (جسم أسود) ، والذي يمتص الإشعاع الكهرومغناطيسي في جميع النطاقات عند أي درجة حرارة. يتم تثبيته في مجال رؤية كاميرا التصوير الحراري ويستخدم لمعايرة التصوير الحراري. في الجسم الأسود ، يتم الحفاظ على درجة الحرارة المرجعية عند 32-40 درجة مئوية (حسب الشركة المصنعة) ، والتي يتم من خلالها "فحص" الجهاز في كل مرة عن طريق قياس درجة حرارة الأشياء الأخرى.
من غير المناسب استخدام مثل هذا النظام. لذلك ، لكي يعمل المصور الحراري بشكل صحيح ، يجب أن يسخن الجسم الأسود إلى درجة الحرارة المطلوبة لمدة 10-15 دقيقة. في أحد المواقع ، تم إيقاف مجمع التصوير الحراري ليلاً ، وفي الصباح لم يكن لدى الجسم الأسود الوقت الكافي للتدفئة بشكل صحيح. ونتيجة لذلك ، كانت درجة حرارة جميع الذين دخلوا في بداية المناوبة مرتفعة. اكتشفنا ذلك لاحقًا ، والآن لم يتم إيقاف تشغيل مجمع التصوير الحراري في الليل.
نعمل حاليًا على تطوير تقنية تجريبية تجعل من الممكن الاستغناء عن الجسم الأسود. اتضح أن بشرتنا قريبة في خصائصها من الجسم الأسود تمامًا ، ويمكن استخدام وجه الشخص كمرجع. نعلم أن درجة حرارة جسم معظم الناس تبلغ 36.6 درجة مئوية. على سبيل المثال ، إذا قمت بتتبع الأشخاص الذين لديهم نفس درجة الحرارة لمدة 10 دقائق وأخذت درجة الحرارة 36.6 درجة مئوية ، فيمكنك معايرة جهاز التصوير الحراري من خلال وجوههم. تُظهر هذه التقنية ، التي تم تنفيذها بمساعدة الذكاء الاصطناعي ، نتائج جيدة - ليست أسوأ من تلك الموجودة في أنظمة التصوير الحراري ذات الجسم الأسود.
حيث لا يزال الجسم الأسود قيد الاستخدام ، يساعد الذكاء الاصطناعي في معايرة أجهزة التصوير الحرارية. الحقيقة هي أن معظم أنظمة التصوير الحراري تتضمن التثبيت اليدوي للتصوير الحراري وتعديله على الجسم الأسود. ولكن بعد ذلك ، عندما تتغير الظروف ، يجب إجراء المعايرة مرة أخرى ، وإلا فإن أجهزة التصوير الحرارية تبدأ في إظهار درجة الحرارة مع الانحرافات أو الاستجابة للزوار بدرجة الحرارة العادية. لا تزال المعايرة اليدوية ممتعة ، لذلك قمنا بتطوير وحدة قائمة على الذكاء الاصطناعي تكون مسؤولة عن اكتشاف سوائل الجسم السوداء وتهيئة كل شيء بنفسه.
هل من الممكن أن تتنكر من الخوارزميات
غالبًا ما يستخدم الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في القياسات الحيوية غير التلامسية. الذكاء الاصطناعي مسؤول عن اكتشاف الوجوه في التدفق لقياس درجة الحرارة ، وتجاهل الأجسام الغريبة (فنجان ساخن من القهوة أو الشاي ، وعناصر الإضاءة ، والإلكترونيات). حسنًا ، يعد تدريب الخوارزميات للتعرف على الوجوه في الأقنعة أمرًا ضروريًا لأي نظام منذ عام 2018 ، حتى قبل فيروس كورونا: في الشرق الأوسط ، يغطي الناس جزءًا كبيرًا من وجوههم لأسباب دينية ، وفي العديد من البلدان الآسيوية ، استخدمت الأقنعة منذ فترة طويلة للحماية من الأنفلونزا أو الضباب الدخاني في المناطق الحضرية. من الصعب التعرف على الوجه نصف المخفي ، لكن الخوارزميات تتحسن أيضًا: اليوم ، تكتشف الشبكات العصبية الوجوه المقنعة بنفس الاحتمالية التي كانت عليها قبل عام بدون أقنعة.
يبدو أن الأقنعة ومعدات الحماية الشخصية الأخرى يجب أن تصبح مشكلة في تحديد الهوية. لكن من الناحية العملية ، لا يؤثر وجود القناع ولا التغيير في تصفيفة الشعر أو شكل النظارات على دقة التعرف. تستخدم خوارزميات اكتشاف الوجه نقاطًا مفتوحة بين العين والأذن والأنف.
يرتبط موقف "الفشل" الوحيد من ممارستنا بتغيير المظهر بمساعدة الجراحة التجميلية. بعد الجراحة التجميلية ، لم تتمكن الموظفة من المرور عبر البوابات الدوارة: لم تتمكن المعالجات البيومترية من التعرف عليها. اضطررت إلى تحديث الصورة حتى يعمل الوصول الهندسي للوجه مرة أخرى.
إمكانيات أنظمة التصوير الحراري
تعتمد دقة القياس وسرعته على دقة مصفوفة التصوير الحراري وخصائصها الأخرى. ولكن يوجد خلف أي مصفوفة برمجيات: خوارزمية تحليلات الفيديو مسؤولة عن تحديد الأشياء في الإطار وتحديدها وتصفيتها.
على سبيل المثال ، تقوم خوارزمية أحد المجمعات بقياس درجة حرارة 20 شخصًا في وقت واحد. تصل سعة المجمع إلى 400 فرد في الدقيقة ، وهو ما يكفي للاستخدام في المؤسسات الصناعية الكبرى والمطارات ومحطات القطارات. في الوقت نفسه ، تسجل أجهزة التصوير الحراري درجة الحرارة على مسافة تصل إلى 9 أمتار بدقة تزيد أو تقل عن 0.3 درجة مئوية.
هناك مجمعات أبسط. ومع ذلك ، يمكنهم التعامل بفعالية مع مهامهم. أحد الحلول هو دمج المصور الحراري في إطار جهاز الكشف عن المعادن. هذه المجموعة من المعدات مناسبة لنقاط التفتيش التي يتدفق فيها عدد قليل من الزوار - ما يصل إلى 40 شخصًا في الدقيقة. تكتشف هذه المعدات وجوه الأشخاص وتقيس درجة الحرارة بدقة 0.5 درجة مئوية على مسافة تصل إلى متر واحد.
مشاكل عند العمل بأجهزة التصوير الحراري
لا يمكن حتى الآن وصف قياس درجة حرارة الأشخاص في التيار غير المتصل بالكمال. على سبيل المثال ، إذا كان الشخص موجودًا في الخارج لفترة طويلة في الطقس البارد ، عند المدخل ، سيعرض جهاز التصوير الحراري درجة حرارة أقل بمقدار 1-2 درجة مئوية عن تلك الحقيقية. لهذا السبب ، يمكن للنظام أن يسمح للأشخاص الذين لديهم درجة حرارة مرتفعة بدخول الجسم. يمكن حل ذلك بطرق مختلفة ، على سبيل المثال:
- أ) إنشاء ممر حراري بحيث قبل قياس درجة الحرارة ، يتكيف الناس ويبتعدون عن الصقيع ؛
- ب) في الأيام الباردة ، أضف 1-2 درجة مئوية إلى درجة حرارة جميع الوافدين - ومع ذلك ، بهذه الطريقة سيقع الشك في أولئك الذين وصلوا بالسيارة.
مشكلة أخرى هي ثمن أنظمة التصوير الحراري الدقيقة. ويرجع ذلك إلى التكلفة العالية لإنتاج مصفوفة التصوير الحراري ، والتي تتطلب معايرة دقيقة ، وبصريات الجرمانيوم ، إلخ.