Sehen, was andere nicht sehen können - Ein Statusbericht zu Wärmebildkameras
Sehr oft kommen Fortschritte in der Sicherheitstechnologie in kleinen Schritten und führen zu graduellen Verbesserungen bestehender Produkte. Diese kleinen Verbesserungen sollten nicht unterschätzt werden, da sie ein System mit einer unterdurchschnittlichen Leistung so verbessern können, dass eine breite Anwendung möglich ist. Als ich vor Jahren die Gelegenheit hatte, die Leistung eines der ersten Wärmebildkamerasysteme live zu erleben, war mir klar, dass diese neue Technologie nicht nur eine kleine Verbesserung, sondern ein entscheidender Fortschritt sein würde.
Als wir uns zu einer Life-Demo im Raum eines lokalen Integrators versammelten, konnten wir zwei Kameras sehen, die in die Dämmerung eines späten Novembernachmittags zeigten. Da wir an diesem Tag starken Schneefall hatten, konnten wir draußen auf der Straße selbst mit der besten verfügbaren Videokamera kaum etwas sehen, das weiter als 50 Meter entfernt war. Mit der Thermalkamera konnten wir in etwa 250 m Entfernung deutlich einen Mann sehen, der mit seinem Hund spazieren ging. Schon diese Demonstration vor fast zehn Jahren zeigte perfekt die Fähigkeiten von Wärmebildkameras. Unabhängig davon, wie schlecht die Sicht bei Dunkelheit, Nebel, Regen oder Schnee ist, mit einer Wärmebildkamera kann man ein Objekt erkennen, das sich auf eine Geländebegrenzung oder ein gesperrtes Gebiet zu bewegt, da Wärmebildkameras Bilder auf der Grundlage von Wärmestrahlung und nicht über sichtbares Licht aufnehmen.
„Unter normalen Tageslichtbedingungen können wir mögliche Gefahren am einfachsten mit Videokameras erkennen. Aber nachts und bei ungünstigen Wetterbedingungen zeigen sie Schwächen“, erklärte ein Sicherheitsbeamter eines großen europäischen Flughafens auf die Frage nach Wärmebildkameras und fügte hinzu: „Wärmebildkameras funktionieren bei Tag und Nacht und selbst bei leichtem Nebel oder Rauch sehr gut, aber auch sie stoßen bei tropischen Regenfällen an ihre Grenzen. In diesem Fall wirkt das Wasser wie eine Wand, die für Wärmestrahlung undurchlässig ist.
Niedrigere Anschaffungskosten erweitern den Anwendungsbereich
Schon in der Frühzeit der Wärmebildkameras waren sie ein sehr wertvolles Werkzeug für hochwertige Sicherheitslösungen, wenn normale Kameratechnik nicht ausreichte. In vielen Projekten wurden Wärmekameras gewählt, wenn es in abgelegenen Gebieten einfach nicht genug Licht gab oder wenn es notwendig war, große Bereiche wie an Grenzen oder großen Perimetern rund um die Uhr abzudecken. Aufgrund der sehr hohen Preise für Wärmebildkameras konnte man jedoch leicht mehr als 5.000 Euro für ein einziges Gerät ausgeben, ihre Verbreitung war daher sehr begrenzt.
Dies hat sich radikal geändert, als immer mehr Anbieter Wärmekameras entwickelten und deren Preis gesenkt wurde. Gleichzeitig wurden Kameras mit höherer Auflösung und besserer Leistung verfügbar. Heutzutage sind Wärmebildkameras eine Option für mehr immer mehr Sicherheitsprojekte, und es lohnt sich, einen Blick auf andere Vorteile zu werfen, die sie bieten. Für David Montague, Senior Director Security EMEA bei Flir Systems, einem der Pioniere auf dem Gebiet der Wärmebildtechnik, bietet das Leistungsniveau moderner Wärmebildkameras eindeutig Vorteile gegenüber vielen anderen Technologien, da weniger Kameras im Vergleich zu Standardkameras benötigt werden. Darüber hinaus ist keine zusätzliche Beleuchtung erforderlich, was die Kosten senkt und weniger negative Auswirkungen auf die Umwelt hat. Er fügt hinzu: „In den letzten Jahren ist der Preis für Wärmebildkameras auf ein Niveau gesunken, das die Schaffung zusätzlicher Märkte ermöglicht hat. Dadurch wird die beste technologische Lösung zu einem erschwinglichen Preis mit erheblichen Umweltvorteilen angeboten. Im Vergleich zu anderen Detektionstechnologien bieten Wärmebildkameras eine frühere Warnung bei gleichzeitiger Kosteneinsparung. Auch in Bereichen mit Rauch in einer Brandsituation werden Wärmekameras in der Lage sein, die gleiche Leistung zu erbringen, da Rauch das Wärmebild nicht beeinträchtigt. Dies ermöglicht es dem Benutzer, die Situation besser unter Kontrolle zu halten, Warnanlagen zu aktivieren und Rettungs- und Evakuierungsaufgaben einzuleiten.
Genaue Detektion
Im Gegensatz zu Standard-Videoüberwachungskameras, die mit der Videoanalyse der ersten Generation ausgestattet sind, sind Wärmebildkameras empfindlich in ihren Detektionsfähigkeiten und lösen nicht zu viele Fehlalarme aus. Die Aufgabe der als Sensoren eingesetzten Wärmekameras besteht in erster Linie darin, potenzielle Eindringlinge zuverlässig zu erkennen. Priorität Nummer eins ist, dass das System zuverlässig erkennen muss, wenn jemand oder etwas in die Umgebung eindringt. Priorität Nummer zwei sind niedrige Zahlen von Fehlalarmen. Sie sollten immer auf ein absolutes Minimum reduziert werden, um die Effizienz zu gewährleisten, und mit der Integration von Wärmebildkameras ist dies eine erreichbare Aufgabe. Laut Martin Jensen, Globaler Produktmanager für Wärmebildkameras bei Axis, können Wärmebildkameras für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine genaue Erkennung entscheidend ist. Er weist darauf hin, dass Wärmebildkameras in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, vom Schutz der Umgebung über die Patientenüberwachung bis hin zur Gewährleistung des sicheren Betriebs der Geräte. Er fügt hinzu: „Wärmebildkameras erfreuen sich aufgrund ihrer Fähigkeit, die Art einer Bedrohung zu erkennen und Fehlalarme zu reduzieren, weiterhin wachsender Beliebtheit, was sowohl Zeit als auch Geld spart und die Gesamtbetriebskosten (TCO) senkt. Aufgrund des größeren Erfassungsbereichs reduzieren Wärmebildkameras den Bedarf an zahlreichen Kameras, da sogar einige wenige von ihnen ein ganzes Grundstück abdecken können“.
Systemintegration
Für eine genaue Erkennung müssen Kameras in die Sicherheitskette integriert werden. Wenn eine Wärmebildkamera eine Bewegung erkennt oder jemand einen virtuellen Stolperdraht kreuzt, kann über eine Videoanalysesoftware ein Alarm ausgelöst werden. Moderne Bewegungserkennungssysteme können zwischen Bewegungen in verschiedenen Richtungen unterscheiden. Oft wird nur eine Bewegung in eine bestimmte Richtung als ungewöhnlich definiert. Die Software sendet dann ein solches Ereignis an das Videomanagementsystem, und das VMS leitet das Ereignis an die Sicherheitsleitstelle weiter. Einige Wärmebildkameras führen die Analyse bereits in der Kamera selbst mit eingebauter Analytik durch. Die Avigilon H4-Wärmebildkamera zum Beispiel ist mit einer selbstlernenden Videoanalyse ausgestattet, um einen weitreichenden Perimeterschutz zu bieten, und nutzt die Wärmetechnologie, um unter schwierigen Bedingungen zu arbeiten und gleichzeitig Fehlalarme zu minimieren. Sie ist so konzipiert, dass sie die Anwesenheit und Bewegung von Personen und Fahrzeugen in Bereichen bei schlechter Sicht, geringer Beleuchtung und sogar absoluter Dunkelheit erkennt, ohne dass zusätzliche Lichtquellen erforderlich sind. Die Kamera lässt sich leicht in die Videoverwaltungssoftware Avigilon Control Center integrieren und ermöglicht eine nahtlose Analysekonfiguration und Alarmbenachrichtigung, so dass sich die Anwender auf kritische Ereignisse konzentrieren und entscheidende Maßnahmen ergreifen können, wenn sie am dringendsten benötigt werden. Die selbstlernende Videoanalyse erkennt Bedrohungen mit größerer Genauigkeit und hilft so, schneller zu erkennen, zu verifizieren und zu handeln.
Datenschutz
Eine Wärmebildkamera ist kein Mittel, um Personen zu identifizieren, aber Wärmebildkameras haben einen großen Vorteil, der im Hinblick auf den Datenschutz oft übersehen wird. Sie zeigen keine individuellen Merkmale, sondern stellen nur „Temperatursignaturen“ dar. Daher können sie in allen Fällen eingesetzt werden, in denen ein besonderer Datenschutz erforderlich ist, da sie in dieser Hinsicht im Vergleich zu CCTV-Kameras unproblematisch sind. Ein Beispiel sind Krankenhäuser, in denen Wärmebildkameras Vorfälle von Patienten – wie Stürze – erkennen können, die Aufmerksamkeit erfordern, ohne in ihre Privatsphäre einzudringen, indem sie ihr Bild rund um die Uhr aufzeichnen.
Kalibrierung und Schulung
Früher war die korrekte Einstellung von Wärmebildkameras eine komplexe Aufgabe, da sie eigentlich einen vollständigen Zyklus der Jahreszeiten erfordert. Die Bedingungen im Winter sind völlig anders als in einem heißen Sommer, und ein nasser Herbst ist anders als der Frühling. Wenn es um die Kalibrierung von Wärmebildkameras geht, sind nicht, wie man meinen könnte, extrem hohe oder niedrige Temperaturen problematisch. Der mittlere Temperaturbereich ist in der Tat viel schwieriger, weil es keinen so großen Temperaturunterschied zwischen der Umgebung und den Objekten gibt.
Sicherheits- und Branderkennungsanwendungen
Die Erhöhung der Arbeitssicherheit ist eine weitere Aufgabe, bei der Wärmebildkameras helfen können. Es gibt zum Beispiel Anwendungen in Häfen, wo Wärmekameras Mann über Bord-Situationen erkennen können und helfen können, ein Opfer in kürzester Zeit zu finden, so dass wir es aus dem Wasser holen können, bevor eine Unterkühlung einsetzt.
Die Branderkennung ist die Anwendung, die Hikvision mit der Einführung der neuen Wärmebild-Kamera im Sinn hat, die erweiterte Möglichkeiten der Branderkennung in Innenräumen bietet, einschließlich eines erweiterten Alarms bei Temperaturanomalien und einer visuellen Warnung. Diese neue Kamera unterstützt die Branderkennung durch den Einsatz hochwertiger interner Hardwarekomponenten zur Aufnahme von Bildern sowohl mit sichtbarem Licht als auch mit Infrarotlicht, auch „Bi-Spektrum“-Bildtechnologie genannt. Diese Bildtechnologie erstellt eine Bild-in-Bild-Vorschau und eine Bildfusion, mit der die Ursache des Alarms erfasst werden kann und dem Personal hilft, die Situation schnell zu überprüfen. Die Überwachung erfolgt über nur einen Kanal, wodurch die Bandbreite reduziert und das Live-Vorschauprozedere beim Umschalten zwischen thermischen und optischen Kanälen vereinfacht wird. Die Kamera verfügt über einen zuverlässigen Temperaturanomalie-Alarm, der einen Alarm auslöst, sobald die Temperatur einen vom Benutzer festgelegten Grenzwert überschreitet.
Ein anderer Anbieter, Mobotix, arbeitet ebenfalls mit zwei direkt benachbarten Objektiven. Ihre M16 Thermalkamera zielt darauf ab, Perimeterschutz und Brandschutzlösungen mit dieser Technologie zu ergänzen. Die Kameras erkennen und registrieren Objekte und Personen mittels einer Wärmesignatur auch bei völliger Dunkelheit in einer Entfernung von über 100 Metern, schützen die Privatsphäre und sind zudem äußerst effektiv bei der Früherkennung lebensbedrohlicher Wärmequellen. Es gibt eine thermische Überlagerungsfunktion mit Bildüberlagerung (thermisch und optisch), um die genaue Position von Hotspots wie Schwelbränden in einem sichtbaren Bild zu lokalisieren.
Autor
Heiko Baumgartner
Publishing Director GIT SICHERHEIT
Kontakt:
- Flir Systems GmbH, Frankfurt, Tel.: +49 69 950090 · www.flir.de
- Hikvision Deutschland GmbH, Neu-Isenburg, Tel.: +49 69 40 150 729 0, www.hikvision.com
- Axis Communications GmbH, Ismaning, Tel.: +49 89 3588 17 0, www.axis.com
- Mobotix AG, Langmeil, Tel.: +49 6302 9816 0, www.mobotix.com
- Avigilon, Tel.: 08007239489 (DE), www.avigilon.com
