¿Son cinco segundos mucho o poco? Beber café caliente no es suficiente, adjuntar una tarjeta e ir a trabajar, mucho. Pero a veces, incluso debido a tal retraso, se forman colas en los puntos de control, especialmente por la mañana. ¿Ahora cumplamos con los requisitos para la prevención de COVID-19 y comencemos a medir la temperatura de todos los que ingresan? El tiempo de paso aumentará de 3 a 4 veces, debido a esto, aparecerá una multitud, y en lugar de luchar contra el virus, obtendremos las condiciones ideales para su propagación.
Para evitar que esto suceda, debe organizar a las personas en una cola o automatizar este proceso. En la segunda opción, es necesario leer la temperatura de una gran cantidad de personas a la vez, sin cargarlas con acciones adicionales. Esto se puede hacer agregando una cámara termográfica al sistema de videovigilancia.y realizar varias acciones a la vez: identificar caras, medir la temperatura y determinar la presencia de una máscara. Hablamos sobre cómo funcionan estos sistemas en nuestra conferencia " Biometría contra una pandemia " y le contaremos más sobre ello en el apartado.
¿Dónde se utilizan los sistemas de imagen térmica?
Una cámara termográfica es un dispositivo optoelectrónico que "ve" en el espectro infrarrojo. Sí, esto es lo mismo de las películas de acción sobre las fuerzas especiales y las películas sobre el Predator, que pinta maravillosamente una imagen ordinaria en tonos rojos y azules. En la práctica, no tiene nada de inusual y se utilizan con bastante frecuencia: con las cámaras termográficas determinan la posición y la forma de los objetos que emiten calor y miden su temperatura.
En la industria, las cámaras termográficas se han utilizado durante mucho tiempo para controlar las temperaturas en líneas de producción, equipos industriales o tuberías. Las cámaras termográficas a menudo se pueden ver a lo largo del perímetro de objetos serios: los sistemas de imágenes térmicas "ven" el calor que emite una persona. Con su ayuda, los sistemas de seguridad detectan la entrada no autorizada a un objeto incluso en la oscuridad absoluta.
Debido a COVID-19, las cámaras termográficas se están integrando cada vez más con los sistemas de identificación biométrica para el control de acceso. Por ejemplo, los dispositivos de imagen térmica integrados en BioSKUD (una solución integral de Rostelecom, que se desarrolla y produce en Rusia) pueden medir la temperatura de las personas, rastrear el movimiento y resaltar a las personas con una temperatura elevada.
No existen estándares obligatorios para el uso de sistemas de imágenes térmicas en Rusia, pero hay una recomendación general de Rospotrebnadzor , según la cual es necesario controlar la temperatura de todos los visitantes y empleados. Y los sistemas de imágenes térmicas hacen esto casi instantáneamente, sin requerir acciones adicionales por parte de los empleados y visitantes.
Cómo funcionan los sistemas de medición de temperatura sin contacto
La base del sistema es un complejo de imágenes térmicas que consta de cámaras de imagen térmica y convencionales, que se empaquetan en una carcasa común. Si está caminando por el pasillo y una cámara regordeta de dos ojos lo está mirando a la cara, esta es la cámara termográfica. Los bromistas chinos a veces los hacen en un estuche blanco y les agregan pequeñas "orejas" para que se parezcan más a pandas.
Se necesitan ópticas simples para la integración con BioSKUD y para el funcionamiento de los algoritmos de reconocimiento facial, para la identificación y verificación de la presencia de equipos de protección personal (máscaras) para las personas que ingresan. Además, a través de una cámara convencional, puede controlar la distancia entre personas o entre personas y equipos. En el software, la información de video sobre los resultados de la medición se muestra en una forma familiar para el operador.
Para que la cámara termográfica reaccione solo a la temperatura de las personas, ya tiene un algoritmo para detectar rostros. El equipo lee la temperatura de la matriz térmica en los puntos correctos, en este caso, en la frente. Sin este "filtro", la cámara termográfica sería activada por tazas de café caliente, bombillas incandescentes, etc. Las funciones adicionales incluyen monitorear la presencia de equipo de protección y mantener la distancia.
Normalmente, en la entrada de las instalaciones, los sistemas de imagen térmica se integran con los sistemas de control y gestión de acceso. El complejo se conecta al servidor, que procesa los datos entrantes mediante algoritmos de análisis de video y los transfiere a la estación de trabajo automatizada (AWP) del operador.
Si una cámara termográfica detecta una temperatura elevada, entonces una cámara convencional toma una foto del visitante y la envía al sistema de control para su identificación con la base de empleados o visitantes.
Calibración de sistemas de imagen térmica: desde muestras de referencia hasta aprendizaje automático
Para configurar y operar la medición de temperatura de flujo sin contacto, generalmente se usa un cuerpo absolutamente negro (cuerpo negro) , que absorbe la radiación electromagnética en todos los rangos a cualquier temperatura. Se instala en el campo de visión de la cámara termográfica y se utiliza para calibrar la cámara termográfica. En el cuerpo negro, la temperatura de referencia se mantiene entre 32 y 40 ° C (según el fabricante), con lo que se “comprueba” el equipo cada vez midiendo la temperatura de otros objetos.
Es inconveniente utilizar un sistema de este tipo. Por lo tanto, para que la cámara termográfica funcione correctamente, el cuerpo negro debe calentarse a la temperatura deseada durante 10-15 minutos. En un sitio, el complejo de imágenes térmicas se apagó por la noche y por la mañana el cuerpo negro no tuvo tiempo de calentarse adecuadamente. Como resultado, todos los que ingresaron al inicio del turno tenían una temperatura elevada. Más tarde lo descubrimos, ahora el complejo de imágenes térmicas no está apagado por la noche.
Ahora estamos desarrollando una tecnología experimental que permite prescindir del cuerpo negro. Resultó que nuestra piel está cerca en sus características de un cuerpo absolutamente negro, y la cara de una persona puede usarse como referencia. Sabemos que la mayoría de las personas tienen una temperatura corporal de 36,6 ° C. Por ejemplo, si realiza un seguimiento de personas con la misma temperatura durante 10 minutos y toma esta temperatura como 36,6 ° C, puede calibrar la cámara termográfica por sus caras. Esta tecnología, implementada con la ayuda de inteligencia artificial, muestra buenos resultados, no peores que los de los sistemas de imágenes térmicas con cuerpo negro.
Cuando todavía se utiliza el cuerpo negro, la inteligencia artificial ayuda a calibrar las cámaras termográficas. El hecho es que la mayoría de los sistemas de imágenes térmicas implican la instalación manual de la cámara termográfica y su ajuste al cuerpo negro. Pero luego, cuando las condiciones cambian, la calibración debe realizarse nuevamente; de lo contrario, las cámaras termográficas comienzan a mostrar la temperatura con desviaciones o responden a los visitantes con temperatura normal. La calibración manual sigue siendo un placer, por eso hemos desarrollado un módulo basado en inteligencia artificial que se encarga de detectar los fluidos corporales negros y lo configura todo por sí mismo.
¿Es posible disfrazarse de algoritmos?
La inteligencia artificial y el aprendizaje automático se utilizan a menudo en biometría sin contacto. La IA se encarga de detectar rostros en el flujo para medir la temperatura, ignorando los objetos extraños (una taza de café o té caliente, elementos de iluminación, electrónica). Bueno, el entrenamiento de algoritmos para reconocer rostros en máscaras es una necesidad de cualquier sistema desde 2018, incluso antes del coronavirus: en el Medio Oriente, las personas cubren una parte significativa de sus rostros por razones religiosas, y en muchos países asiáticos, las máscaras se han utilizado durante mucho tiempo para protegerse contra la gripe o el smog urbano. Es más difícil reconocer un rostro medio oculto, pero los algoritmos también están mejorando: hoy, las redes neuronales detectan rostros con máscaras con la misma probabilidad que hace un año sin máscaras.
Parecería que las máscaras y otros equipos de protección personal deberían haberse convertido en un problema de identificación. Pero en la práctica, ni la presencia de una máscara, ni un cambio en el peinado o la forma de las gafas afectan la precisión del reconocimiento. Los algoritmos de detección de rostros utilizan puntos ojo-oído-nariz que permanecen abiertos.
La única situación de "fracaso" de nuestra práctica está asociada con un cambio de apariencia con la ayuda de la cirugía plástica. Después de la cirugía plástica, la empleada no pudo pasar por los torniquetes: los procesadores biométricos no pudieron identificarla. Tuve que actualizar la foto para que el acceso a la geometría de la cara funcionara nuevamente.
Posibilidades de los sistemas de imagen térmica
La precisión de la medición y su velocidad dependen de la resolución de la matriz de la cámara termográfica y sus otras características. Pero detrás de cualquier matriz hay un software: el algoritmo de análisis de video se encarga de identificar los objetos en el marco, de su identificación y filtrado.
Por ejemplo, el algoritmo de uno de los complejos mide la temperatura de 20 personas simultáneamente. La capacidad del complejo es de hasta 400 personas por minuto, suficiente para su uso en grandes empresas industriales, aeropuertos y estaciones de tren. En este caso, las cámaras termográficas registran la temperatura a una distancia de hasta 9 metros con una precisión de más o menos 0,3 ° C.
Hay complejos más simples. Sin embargo, también pueden hacer frente de manera eficaz a sus tareas. Una solución es integrar la cámara termográfica en el marco del detector de metales. Tal conjunto de equipos es adecuado para puntos de control con un pequeño flujo de visitantes, hasta 40 personas por minuto. Este equipo detecta las caras de las personas y mide la temperatura con una precisión de 0,5 ° C a una distancia de hasta 1 metro.
Problemas al trabajar con cámaras termográficas
La medición sin contacto de la temperatura de las personas en el arroyo aún no puede considerarse perfecta. Por ejemplo, si una persona estuvo al aire libre durante mucho tiempo en un clima frío, en la entrada la cámara termográfica mostrará la temperatura 1–2 ° C más baja que la real. Debido a esto, el sistema puede permitir que personas con una temperatura elevada ingresen al objeto. Esto se puede solucionar de diferentes formas, por ejemplo:
- a) crear un corredor de calor para que antes de medir la temperatura, las personas se adapten y se alejen de las heladas;
- b) en días helados agregue 1-2 ° a la temperatura de todos los entrantes; sin embargo, de esta manera, aquellos que llegaron en automóvil caerán bajo sospecha.
Otro problema es el precio de los sistemas de imágenes térmicas de precisión. Esto se debe al alto costo de producción de la matriz de imagen térmica, que requiere una calibración precisa, óptica de germanio, etc.