Infrarrojos con visión de futuro

Las cámaras infrarrojas de visión frontal ( FLIR ), que se utilizan normalmente en aviones militares y civiles, utilizan una cámara termográfica que detecta la radiación infrarroja . ^[1]

Los sensores instalados en las cámaras infrarrojas con visión frontal, así como los de otras cámaras termográficas, utilizan la detección de la radiación infrarroja, normalmente emitida por una fuente de calor ( radiación térmica ), para crear una imagen ensamblada para la salida de vídeo .

Pueden utilizarse para ayudar a los pilotos y conductores a dirigir sus vehículos de noche y en situaciones de niebla, o para detectar objetos cálidos sobre un fondo más frío. La longitud de onda de infrarrojos que detectan las cámaras termográficas es de 3 a 12  μm y difiere significativamente de la de la visión nocturna , que opera en los rangos de luz visible e infrarrojo cercano (0,4 a 1,0 μm).

La luz infrarroja se divide en dos rangos básicos: onda larga y onda media . Las cámaras infrarrojas de onda larga (LWIR), a veces llamadas "infrarrojas lejanas", funcionan a 8 a 12 μm y pueden detectar fuentes de calor, como piezas calientes de un motor o el calor del cuerpo humano , a varios kilómetros de distancia. La visión a mayor distancia se hace más difícil con LWIR porque la luz infrarroja es absorbida , dispersada y refractada por el aire y por el vapor de agua.

Algunas cámaras de onda larga requieren que su detector se enfríe criogénicamente , normalmente durante varios minutos antes de su uso, aunque algunas cámaras infrarrojas de sensibilidad moderada no lo requieren. Muchas cámaras termográficas, incluidas algunas cámaras infrarrojas de visión frontal (como algunos sistemas de visión mejorada (EVS) LWIR) tampoco están refrigeradas.

Las cámaras de onda media (MWIR) funcionan en el rango de 3 a 5 μm. Pueden ver casi tan bien, ya que esas frecuencias se ven menos afectadas por la absorción de vapor de agua, pero generalmente requieren un conjunto de sensores más costoso , junto con enfriamiento criogénico.

Muchos sistemas de cámaras utilizan el procesamiento digital de imágenes para mejorar la calidad de la imagen. Los conjuntos de sensores de imágenes infrarrojas suelen tener sensibilidades muy inconsistentes de un píxel a otro, debido a limitaciones en el proceso de fabricación. Para solucionar esto, se mide la respuesta de cada píxel en la fábrica y una transformación, generalmente lineal, asigna la señal de entrada medida a un nivel de salida.

Algunas empresas ofrecen tecnologías de "fusión" avanzadas que combinan una imagen del espectro visible con una imagen del espectro infrarrojo para producir mejores resultados que una imagen de un solo espectro sola. ^[2]

Las cámaras termográficas como la Raytheon AN/AAQ-26 se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluidos buques de guerra , aeronaves de ala fija , helicópteros , vehículos de combate blindados y teléfonos inteligentes de grado militar . ^[3]

En la guerra, tienen tres ventajas distintivas sobre otras tecnologías de imágenes:

1. El sensor de imágenes en sí es casi imposible de detectar para el enemigo, ya que detecta la energía emitida por el objetivo en lugar de enviar energía que se refleja desde el objetivo, como ocurre con el radar o el sonar .
2. Ve radiación en el espectro infrarrojo, que es difícil de camuflar .
3. Estos sistemas de cámaras pueden ver a través del humo, la niebla, la neblina y otros elementos atmosféricos oscuros mejor que una cámara de luz visible .

El término "orientado hacia adelante" se utiliza para distinguir los sistemas de imágenes térmicas fijos orientados hacia adelante de los sistemas infrarrojos de seguimiento lateral, también conocidos como generadores de imágenes " de barrido por empuje ", y otros sistemas de imágenes térmicas como los sistemas de imágenes montados en cardán, los sistemas de imágenes portátiles y similares. Los sistemas de barrido por empuje se han utilizado normalmente en aviones y satélites.

Los sistemas de seguimiento lateral suelen incluir una matriz unidimensional (1D) de píxeles que utiliza el movimiento de la aeronave o el satélite para mover la vista de la matriz 1D a lo largo del suelo y crear una imagen 2D a lo largo del tiempo. Estos sistemas no se pueden utilizar para la obtención de imágenes en tiempo real y deben mirar perpendicularmente a la dirección de desplazamiento.

En 1956, Texas Instruments comenzó a investigar sobre tecnología infrarroja que dio lugar a varios contratos de escáneres de línea y, con la adición de un segundo espejo de escaneo, se produjo la invención de la primera cámara infrarroja con visión de futuro en 1963, cuya producción comenzó en 1966. En 1972, TI introdujo el concepto de módulo común, que redujo en gran medida los costos y permitió la reutilización de componentes comunes.

• Detección y monitorización de tráfico mediante vídeo ^[4]
• Vigilancia y/o captura de mamíferos
  • p.ej. Detección de inmigrantes ilegales ocultos en camiones/camiones
  • Advertencia a los conductores sobre obstrucciones repentinas en la carretera causadas por ciervos
  • Localización a través del humo y/o neblina
• Operaciones de búsqueda y rescate de personas desaparecidas, especialmente en zonas boscosas o acuáticas.
• Adquisición y seguimiento de objetivos por aeronaves militares o civiles
• Monitoreo de la temperatura de las cuencas de drenaje ^[5] y monitoreo de los hábitats de caza silvestre
• Detección de pérdidas o consumos de energía, o defectos de aislamiento .
  • p.ej. mapeo del nivel de aislamiento (tuberías, paredes, juntas, etc.) para reducir el consumo de energía de HVAC
  • Control de calidad, especialmente para instalaciones eléctricas (una imagen puede revelar si las cargas son más altas de lo esperado o mostrar uniones defectuosas y potencialmente defectuosas)
  • Búsqueda de laboratorios de drogas y/o productores de cannabis en interiores (especialmente por la noche)
• Pilotaje de aeronaves en condiciones de baja visibilidad ( IMC )
• Identificar fuentes de ignición durante las operaciones de extinción de incendios
• Monitoreo de volcanes activos
• Detección de juntas, conexiones y componentes eléctricos defectuosos o sobrecalentados
• Conducción nocturna
• Identificación o adquisición visual de vehículos terrestres o personal hostil

El costo de los equipos de imágenes térmicas en general ha disminuido drásticamente después de que se diseñaran y fabricaran detectores y sistemas infrarrojos portátiles y fijos de bajo costo basados ​​en tecnología microelectromecánica para aplicaciones comerciales, industriales y militares. ^{[6] [7] [8]} Además, los diseños de cámaras más antiguos usaban espejos giratorios para escanear la imagen a un pequeño sensor. Las cámaras más modernas ya no usan este método; la simplificación ayuda a reducir el costo. La tecnología sin refrigeración disponible en muchos productos de Sistema de visión de vuelo mejorado (EFVS o EVS) ha reducido los costos a fracciones del precio de la tecnología refrigerada más antigua, con un rendimiento similar. ^{[9] [10]} El EVS se está convirtiendo rápidamente en la corriente principal en muchos operadores de ala fija y ala rotatoria, desde aviones Cirrus y Cessna hasta grandes jets comerciales.

En 2001, la Corte Suprema de los Estados Unidos decidió en el caso Kyllo v. United States que realizar vigilancia de propiedad privada (aparentemente para detectar luces de cultivo de alta emisión utilizadas en el cultivo clandestino de cannabis) utilizando cámaras termográficas sin una orden de allanamiento por parte de las fuerzas del orden viola la protección de la Cuarta Enmienda contra registros e incautaciones irrazonables. ^[11]

En la sentencia R. v. Tessling de 2004 , ^[12] la Corte Suprema de Canadá determinó que el uso de FLIR aéreo en vigilancia por parte de la policía estaba permitido sin necesidad de una orden de registro. La Corte determinó que la naturaleza general de los datos recopilados por FLIR no revelaba información personal de los ocupantes y, por lo tanto, no violaba los derechos de Tessling en virtud de la Sección 8 otorgada por la Carta de Derechos y Libertades (1982). Ian Binnie distinguió la ley canadiense con respecto a la sentencia Kyllo, al estar de acuerdo con la minoría de Kyllo en que los funcionarios públicos no deberían tener que desviar sus sentidos o su equipo de la detección de emisiones en el dominio público, como calor excesivo, rastros de humo, olores sospechosos, gases inodoros, partículas en suspensión o emisiones radiactivas, cualquiera de los cuales podría identificar peligros para la comunidad.

En junio de 2014, el avión canadiense DHC-8M-100, equipado con sensores infrarrojos, fue fundamental en la búsqueda de Justin Bourque , un fugitivo que había asesinado a tres miembros de la Real Policía Montada de Canadá en Moncton . La tripulación del avión utilizó su avanzada cámara con sensor de calor para descubrir la señal de calor de Bourque en la espesura del bosque a medianoche. ^[13]

Durante las protestas de Baltimore de 2015 , el FBI llevó a cabo 10 misiones de vigilancia aérea entre el 29 de abril y el 3 de mayo, que incluyeron la recopilación de "evidencia de video FLIR de movimiento completo, en color diurno e infrarrojo", según el portavoz del FBI Christopher Allen. ^[14] Se utilizó un sistema de cámara multisensor FLIR Talon equipado con un puntero láser infrarrojo (que es invisible para los observadores ocasionales) con fines de iluminación para recopilar datos por la noche. ^[15] La Unión Estadounidense por las Libertades Civiles expresó su preocupación por el hecho de que se implemente nueva tecnología de vigilancia sin orientación judicial y debate público. ^[16] Según Nathan Wessler, un abogado de la ACLU, "esta es una dinámica que vemos una y otra vez cuando se trata de avances en vigilancia. Para cuando se filtran los detalles, los programas están firmemente arraigados y es casi imposible revertirlos, y muy difícil establecer restricciones y supervisión". ^[14]

• Visión nocturna automotriz
• Sistema de orientación electroóptico
• Búsqueda y seguimiento por infrarrojos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con FLIR .

• Sistemas electroópticos
• Sensores de imagen térmica (Defensa Hoy)
• Cuadro comparativo Archivado el 23 de septiembre de 2015 en Wayback Machine.