热成像摄像机

塞缪尔·希特尔和基思·尼曼著

在今天的消防部门,要说服公司热成像仪在功能缓解方面具有广泛的价值并不难。多年来,我们对议会投资券的增值,远不只是彻底改革;在火场的各个方面,它都是一个有用的工具。在我们的钻机上,TICs可以用于尺寸、火灾攻击、搜索、通风、RIT、危险品处理等。我们对这种技术的日益依赖要求我们对其固有的局限性和伴随而来的欺骗性品质有更多的认识。一个更全面的培训项目,延伸到“这是开关电源”,“白色是热的,黑色是冷的”,“看清楚”(在这个完美的办公环境中),“你将能够看到现在的一切”是必要的。这种简单化的观点是不充分的,可能会给企业一种虚假的安全感,或者导致我们制定糟糕的战略和战术决策。

“白色很热,黑色很冷,红色真的很热”

虽然这种说法是正确的,但它也具有误导性。更准确的说法应该是“白色物体比周围的物体更热,而黑色物体比周围的物体更冷”,强调的是“热”这个词。例如,一个人在一个环境房间里会呈现白色,即使他摸起来不热。它们通常是相机检测到的最热的表面,因此在显示器上显示为最亮的白色。

热成像仪将物体焦平面内的不同表面温度划分为灰色阴影。某物是否被描绘成白色或黑色仅仅是基于被观察到的大气动力学,而不是预定的温度。拿消防站的一个冷物体,在室温下用摄像机观察时,它的颜色看起来是黑色的。现在,将同样的物体放入冰箱,相机会显示出更白的颜色。关键是,物体的温度并没有从冷到热的变化,而是它周围的大气发生了变化,这导致热成像仪对它的解释不同。

这一概念在火灾条件下的一个例子是由NIST进行的罗德岛车站夜总会火灾重演。当你观察火焰的进程时,注意到火焰旁边的表面是黑色的(表现为寒冷)。这些区域之所以被解释为黑色,是因为它们与可见火焰的显著温度差异。然而,我们知道,这些区域正在迅速升温到它们的点火温度,因为它们在几秒钟后就会熄灭。

当你仅仅基于颜色去解释真正发生的事情时,添加色彩托盘会让事情变得更加混乱。为了帮助我们识别升高的表面温度,行业为某些温度指定了红色、橙色和黄色。当一个表面积在特定的操作模式(高灵敏度或正常与低灵敏度或EI)内达到预定温度时,在该温度及以上的所有东西将显示为红色、橙色或黄色。

当操作员无法识别摄像头工作的工作模式,而仅仅依赖于红色区域确实很热的前提时,这种情况可能会产生误导。在高灵敏度或正常模式下显示为红色的表面温度,当相机切换到低灵敏度或EI模式时,可能会显示为白色。在高模式或正常模式下,当在靠近火区的地方进行业务时,这可能会导致口译员认为火灾比实际情况更多,而在低模式或EI模式下,相同的条件实际上是无害的。

灰色的阴影和色板对于创建有用的图像是必要的和有用的,然而,一个可靠的摄像技术人员将依赖于物体识别和温度识别,以便对正在发生的事情做出合理的评估,导航内部,并定位受害者。毕竟,我们真的需要房子着火时上层的墙变红才能意识到天气很热吗?TIC如何解释温度是一个复杂而深入的过程,本文将不涉及,但也必须理解。

“这么想,所以你可以看到正在发生的事情”

也许我们对议会最危险的想法是我们的视力恢复了。事实上,它只是部分返回,如果我们对相机的功能感到不舒服,恢复的视力可能会对我们不利。我们的视力最终受到相机、环境和我们自己的限制。

这种相机能让我们穿透烟雾,看到物体表面,但它不是x光机。我们还得手动检查门后、浴帘下、床上用品下、玻璃的另一面、过去的隔热层、水下,以及像沙发这样的大型物体的另一面。另一个阻碍我们视线的限制是焦点透镜允许的有限的周边视力。这通常只相当于议会存款总额的35%-60%。

操作模式之间的转换也阻碍了我们区分物体的能力。在低或EI模式下,一旦着色发生,图像的多样性和清晰度几乎完全丧失,因为摄像机更关心的是用纯色显示区域,而不是平移受影响区域或物体的轮廓和形状。这是随着相机技术的进步而改善的,但这是一个关切的大多数热成像仪在今天的操作。另一方面,反射镜(如金属,玻璃,水,光滑饰面)通过在焦平面上复制或有时将物体放大三倍,让我们看到太多东西,从而造成混乱。

我们控制之外的另一个因素是工作环境。在饱和或冷烟气环境中,房间内容的温度的有限差异使得相机难以区分它们。有时这是由抑制力引起的,特别是当采用图案化的喷嘴攻击时。热层的破坏均衡温度,因为水是反射器,蒸汽转换将掩盖视图。产生密集烟雾的火灾也可以挑战红外透镜能力渗透,并将限制我们看到显示器的能力。如果您必须擦拭SCBA面罩并保持在查看屏幕的烟雾下方,则擦拭显示器。

辐射热、热饱和度、温度无差异和覆盖物会使识别受害者变得困难。记住,它们并不总是很容易被识别为明亮的白色阴影。在较冷的环境中,情况可能是这样的,但随着高温开始占据头顶的空间,地板上的受害者将会比较冷,可能会呈现灰色或黑色。在极端情况下,取决于你用的是哪种相机,如果受害者受到了足够的热侮辱,他们甚至可以显示为红色。这也是为什么我们应该更关注物体识别而不是颜色。

一次又一次,我们最大的敌人是我们自己。很多时候,我们不仅没有认识到TICs的局限性,而且往往对我们期望通过相机看到的东西抱有不切实际的期望。我们认为闪络将是显而易见的,漏洞和高程变化要跳出(一个洞在地面水平几乎是不可能的因为消失点),或者做一个假设,即建筑组件必须在结构上声音如果相机可以看到它(如地板、墙壁、屋顶组件)。

未能进行实弹训练使我们很难识别气体之间的差异和实际火焰冲击,大小多少推烟背后,熟悉模式变化,发展与视觉默默无闻,伴随着人员耐心敲火的主体。操作员经常认为摄像机正在变暗,而不是让房间升起来,就像几年前熄灭一堆火一样。

“有了它,搜索将变得简单和快速”

公司之所以能在热成像技术上取得成功,是因为他们投入了时间,开发了有利于部署策略的相机辅助搜索策略,并对其进行了执行训练,而不是因为部门给了他们一台相机。这看起来很傻,但太多的工作人员想把TIC当作一个神奇的搜索子弹,把更多的重点放在摄像机上,而不是搜索程序上。相机是一个工具,应该用来辅助传统风格的搜索,创造更多的混合搜索,而不是“TIC搜索”。

一个简单的手工测试表明,如果我们尝试使用相机执行传统风格的搜索,而不进行战术调整,搜索速度会明显变慢。在你的消防站,培训大楼,或获得的结构中找到一个平均大小的卧室。确保把房间布置得尽可能好。现在把一个软管假人或心肺复苏术人体模型放在被子下或床后,遮住搜查人员的眼睛,让他们进来。他们可能会在45秒左右找到受害者。接下来,用烟熏房间或者把它弄黑,这样同样的消防员就可以用摄像机再次搜索它。即使他们对房间的布局有一个大致的概念,也可能要花两到三倍的时间。

这是为什么呢?在此之前,他们在移动时感觉,这对他们来说很熟悉。有了相机,他们往往只专注于视觉,看着每一个物体,就像他们想要看到床单上的线数一样。很多时候,消防队员离目标足够近,他们可以像传统搜索那样触摸它,但随后依靠摄像机来识别他们面前的物体。他们没有意识到,在近距离拍摄时,相机很难捕捉到足够的热对比度,从而显示出高质量的图像。这通常与有限的熟悉查看议会借给他们重复扫描同一区域。

这种搜索风格回避了这个问题;如果这个人是主管,那么谁来监督火灾并维护船员的责任呢?就像有个警官在用枪。水枪手的工作是打开和关闭保释,并把水流放到官员指挥的地方;警官的工作是全面了解情况。摄像工作也不例外。警官/摄像人员应站在一个更独立的位置,扫描和监控整个环境,同时有效地指挥搜索人员执行摄像机无法执行的任务(例如,搜索物体背后、床上用品下、浴帘后面)。

与搜索者和火灾之间的官员在此混合搜索风格中,他们可以跟踪其他搜索者,观看火灾情况,并对两者进行良好的决策。他们正在作为搜索团队的官员工作;只有更好的工具和更多信息。他们可以在房子的大厅里有一个搜索者在一间卧室做一个快速传统的搜索,扫描下一个房间的霍尔规划下一个房间,观察火灾情况改善/恶化,包括效果出口,找到替代窗户和门对于次要出口,精神映射内容和布局,并确保消防员搜索彻底不会丢失碎片堵塞的床或壁橱。他们可以在厨房火和客厅之间看着火灾攻击机组人员之间的进展,同时告诉其他人搜索“房间的中间很清楚,一定要落后于左边的沙发”。官员可以在VES操作期间站在窗户上看着窗户,帮助搜索消防员找到门,寻找受害者,并引导他们感兴趣的领域他们可能不知道。

另一个陷入困境的缺陷,慢下来的是当时在动作期间“过度观看”屏幕的时候。通过该结构导航时,官员在从一个位置移动到另一个位置时,官员无需使用相机。就像一个使用相机搜索的消防队员都被给出的所有信息都会减慢,但官员也可能不堪重负,10秒的旅行时间可以增加到多次。一个更合适的策略是为军官进入结构,适当扫描,降低相机,然后移动到下一个感兴趣的领域。这是很像在睡觉前转动卧室的灯光,视线不需要到达目的地,扫描房间,家具和其他危险的心理地图,灯光出局,盲目的进步是制作的。在火地面上重新定位到下一个感兴趣区域的另一个扫描应该尽可能地完成清除这种新的视角,应该简要介绍布局,然后指向执行特定任务,下一个位置应该是决定。通过一些培训,您将发现这是飞行结构的自然方式。只要您的动作不太远,10-15英尺或房间阈值到阈值,该系统将有助于克服所固有的深度感知问题,通过研究二维屏幕固有。

相机工作是没有好处的,因为相机是存在的。它需要一个称职的消防员来解释经过长时间实践而形成的形象。确保像你一样训练,装备,空气,在装备齐全的搜索区域,最好有多个入口/出口点。在定向搜索中,直播尤为重要。清晰的信息传递是必要的,如果你没有实践过,使用SCBA可能会很困难。同样重要的是,工作人员或摄像人员是否能够在全副个人防护装备的情况下舒适地手持和观看议会大楼。

本文只涉及成功的相机操作的表面。记住,议会是一个帮助我们做更多事情的工具,而不是更少。摄像工作应促进良好的火场实践,而不是取代已证实的技术。通过训练和实践,我们可以防止我们的热成像经验成为我们需要的东西。


改善视野的小贴士

•在参观开始时清洁红外镜头和显示窗口
•创建或消除温度对比轧制的手在镜头面前,喷洒水,放置一个消防队员面前,隐藏火所以相机可以在高灵敏度模式,改变深度将或多或少的对象从效应温度对比的焦平面,要注意十字准线的焦点)
•在烟雾下保持低空,以改善您的显示器的视图
•必须擦拭口罩时,擦拭显示窗口
•通过在房间内重新定位来改变视角,将暴露不同的角度或变低将实现消失点减少的视图
•保持平方才能显示。略微旋转的屏幕就像一个不良的笔记本电脑屏幕。
• 要有耐心。让水的转换在升降机上施加到火力升降机上,并允许TIC追赶,如果刷新率慢。
•练习良好的扫描技术。这将改善您的外围视图,并确保刷新率保持不变。

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