La question la plus fréquemment posée aux fabricants de caméras thermiques est certainement la suivante : à quelle distance la caméra IR peut-elle détecter une cible ?
C’est en effet un bon critère pour différencier un capteur d’un autre en fonction de l’application finale. Et la réponse donnée à cette question comprendra probablement l’expression » portée de DRI « .
DRI signifie Détection, Reconnaissance et Identification. Les portées de DRI, exprimées en kilomètres peuvent être trouvées dans le tableau des spécifications des brochures des caméras infrarouges. Afin de sélectionner le bon capteur répondant aux exigences de votre application, ces portées de DRI doivent être, tout d’abord, parfaitement définies, mais aussi évaluées par rapport aux normes industrielles adoptées au niveau mondial.
John Johnson, un scientifique du laboratoire de vision nocturne de l’armée, a joué un rôle de pionnier en 1958 en menant des expériences visant à tester la capacité des opérateurs à identifier des menaces à l’aide de capteurs analogiques. Les termes « détection », « reconnaissance » et « identification » ont été définis comme suit :
Détection : capacité à distinguer un objet de son arrière-plan
Reconnaissance : capacité à classer la nature de l’objet (animal, humain, véhicule, bateau…)
Identification : capacité à décrire l’objet en détail (un homme avec un chapeau, un cerf, une Jeep…).
Les images suivantes illustrent ces définitions :
| Detection: À plusieurs kilomètres, deux cibles sont détectées | Recognition: Un homme marche le long de la clôture | Identification: Deux hommes portant des pantalons et des vestes sont identifiés, l’un d’eux fume. |
Johnson a défini des seuils, connus sous le nom de critères de Johnson, comme étant le nombre minimum de paires de lignes pour détecter, reconnaître ou identifier les cibles capturées par les imageurs. Les limites basses de la DRI, selon les critères de Johnson, se situent généralement dans la fourchette suivante :
Une paire de lignes (pl) est définie comme une ligne blanche adjacente à une ligne noire.
Avec les critères de Johnson à en tête, il est facile de comprendre que la résolution spatiale d’une caméra est un paramètre important qui détermine la qualité du système de sécurité. La résolution spatiale est la capacité de la caméra à capturer de très petits détails à de grandes distances. Elle est étroitement liée au nombre de pixels de la caméra. Il est évident que plus il y a de pixels, meilleure sera la résolution spatiale et plus grande sera la portée de détection.
Cependant, la sensibilité thermique a également un impact important sur les performances de détection. La sensibilité thermique est la capacité à distinguer de très petites différences de température. Les caméras IR « refroidies » offrent une meilleure sensibilité thermique que les caméras IR « non refroidies ». Pour le même nombre de pixels, l’image d’une caméra thermique « refroidie » est de meilleure qualité (c’est-à-dire moins « bruyante ») que l’image d’une caméra « non refroidie ».
Gauche : Image d’une caméra thermique de faible sensibilité – Droite : Image d’une caméra thermique refroidie de haute sensibilité thermiqueUne autre caractéristique importante d’une caméra infrarouge est le champ de vision (FOV). Un large champ de vision panoramique est nécessaire pour augmenter la probabilité de détecter un événement unique dans une scène complète de 360 degrés. L’image ci-dessous montre une capture d’image par un capteur thermique avec un large champ de vision panoramique horizontal et, en vert au centre, la zone filtrée par une caméra PTZ avec un zoom de 2° de champ de vision. Il est clair que cette caméra PTZ n’a aucune chance de détecter un quelconque événement dans ce paysage.
Le critère de Johnson n’est pas suffisant pour établir un tableau de spécifications fiable et reproductible, car plusieurs facteurs influencent les portées de performance : le champ de vision, la résolution spatiale et la sensibilité thermique de la caméra infrarouge, la bande spectrale de détection, la forme et le camouflage de la cible, l’expérience de l’opérateur…
Afin de comparer les performances des systèmes de différents fabricants, il est nécessaire d’établir un cadre d’essai commun, répertoriant les conditions influençant les valeurs de la portée de DRI. La norme STANAG 4347, développée par l’OTAN, est largement adoptée dans l’industrie de l’imagerie thermique. Cette norme définit les paramètres de la cible (résultant de la taille, de la forme, de la température, des propriétés des matériaux, de l’émissivité…) et les conditions d’utilisation (résultant de la température ambiante, du type d’environnement…) à prendre en compte dans le calcul de la MRTD (Minimum Resolvable Temperature Difference) donnant les valeurs des portées de DRI.
Voir dans le tableau ci-dessous des exemples de définition de cible et la portée de détection correspondante du SPYNEL-X, l’IRST (Infrared Search&Track) avec la meilleure qualité d’image et la plus longue plage de détection du marché :
CIBLE
Hauteur (m)
Largeur (m)
Portée de détection du SPYNEL-X
Homme (1m2)
1.65
0.60
Jusqu’à 9 km
CIible OTAN (5m2)
2.30
2.30
Jusqu’à 12.5 km
HGH propose différents modèles de caméras SPYNEL, qui varient en fonction de la portée de DRI, du champ de vision vertical et des types de détecteurs (refroidis/non refroidis, MWIR/LWIR). En fonction des exigences de votre application (type de cibles à suivre, limites basses de détection, reconnaissance, identification) et de la configuration du site critique (taille du périmètre, zones libres, emplacement du bâtiment, obstacles), nos ingénieurs vous aideront à trouver le modèle de SPYNEL qui correspond à vos besoins.
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