Quando un cliente decide di acquistare una termocamera a infrarossi, la distanza a cui può vedere è una domanda molto importante e difficile da spiegare.
Per capire come calcolare questa distanza, dobbiamo prima conoscere i criteri di Johnson.
I criteri di Johnson sono lo standard utilizzato per DRI (Detection, Recognition, and Identification - Rilevamento, Riconoscimento e Identificazione). Vengono calcolati in base a quanti pixel sono necessari per effettuare una valutazione accurata dell'oggetto.
Rilevamento
Il rilevamento è definito come: se un bersaglio viene trovato nel campo visivo, l'immagine del bersaglio deve occupare più di 1,5 pixel nella direzione della dimensione critica.
Riconoscimento
Il riconoscimento è definito come: il bersaglio può essere classificato per identificare se il bersaglio è un'auto, un camion o una persona, il che significa che l'immagine del bersaglio deve occupare più di 6 pixel nella direzione della dimensione critica.
Identificazione
La definizione di riconoscimento è che il modello e altre caratteristiche del bersaglio possono essere distinti. Ad esempio, per distinguere tra il nemico e noi, l'immagine del bersaglio deve occupare più di 12 pixel nella direzione della dimensione critica.
I dati di cui sopra sono ottenuti a condizione che la probabilità sia del 50%, ovvero il bersaglio può essere appena trovato e il contrasto tra il bersaglio e lo sfondo è 1. Dai criteri di Johnson di cui sopra, si può vedere che la distanza a cui una termocamera a infrarossi può vedere è determinata dalle dimensioni del bersaglio, dalla lunghezza focale dell'obiettivo, dalle prestazioni del rilevatore e da altri fattori.
Fattori che determinano la portata DRI
1. Lunghezza focale dell'obiettivo
Il fattore più importante che determina la distanza di rilevamento di una termocamera a infrarossi è la lunghezza focale dell'obiettivo. Determina direttamente le dimensioni dell'immagine formata dal bersaglio, ovvero il numero di pixel sul piano focale. Questo viene solitamente espresso in termini di risoluzione spaziale. Rappresenta l'angolo di apertura di ogni pixel nello spazio dell'oggetto, ovvero l'angolo minimo che il sistema può risolvere. Generalmente si ricava dal rapporto tra la dimensione del pixel (d) e la lunghezza focale (f), ovvero IFOV=d/f
L'immagine di ogni bersaglio sul piano focale occupa diversi pixel, che possono essere calcolati dalle dimensioni del bersaglio, dalla distanza tra il bersaglio e la termocamera e dalla risoluzione spaziale (IFOV). Il rapporto tra le dimensioni del bersaglio (D) e la distanza (L) tra il bersaglio e la termocamera è l'angolo del bersaglio, e poi diviso per IFOV per ottenere il numero di pixel occupati dall'immagine, ovvero n=(D/L)/IFOV=(DF)/(LD). Si può vedere che maggiore è la lunghezza focale, più pixel occupa l'immagine del bersaglio. Secondo i criteri di Johnson, la sua distanza di rilevamento è maggiore. D'altra parte, maggiore è la lunghezza focale dell'obiettivo, minore è l'angolo di visione e maggiore sarà il costo.
Ad esempio, se la dimensione dei pixel del piano focale della termocamera è di 38um e dotata di un obiettivo con lunghezza focale di 100 mm, la risoluzione spaziale IFOV è di 0,38 mrad. Osservare il bersaglio con dimensioni di 3,2 m a 1 km, e l'angolo di apertura del bersaglio è di 2,3 mrad. L'immagine del bersaglio occupa 2,3/0,38=6 pixel. Secondo i criteri di Johnson, viene raggiunto il livello di riconoscimento
2. Prestazioni del rilevatore a infrarossi
La lunghezza focale dell'obiettivo determina teoricamente la distanza di rilevamento della termocamera. Un altro fattore che gioca un ruolo importante nelle applicazioni pratiche sono le prestazioni del rilevatore di imaging termico. La lunghezza focale dell'obiettivo determina solo le dimensioni dell'immagine e il numero di pixel occupati, mentre le prestazioni del sensore di imaging termico determinano la qualità dell'immagine, come il grado di sfocatura e il rapporto segnale-rumore.
3. Ambiente atmosferico
Sebbene la penetrazione della radiazione termica nell'atmosfera sia più forte di quella della luce visibile, l'assorbimento e la dispersione dell'atmosfera hanno ancora un certo impatto sulla qualità dell'immagine della termocamera. Soprattutto in alcuni ambienti meteorologici difficili come nebbia fitta e pioggia battente, la distanza di rilevamento della termocamera a infrarossi sarà influenzata.