Как собрать LWIR-камеру (длинноволновый ИК-диапазон) для Raspberry Pi, NVIDIA Jetson Nano/Xavier NX и других платформ
Что такое LWIR-камера
LWIR (Long Wave Infrared) — длинноволновый инфракрасный диапазон. Это невидимая часть электромагнитного, а точнее инфракрасного, спектра с длиной волны 8–14 мкм. Проще говоря, LWIR-камеры и сенсоры улавливают инфракрасное излучение этого диапазона, невидимое невооружённым глазом.
Длинноволновое ИК-излучение имеет гораздо более низкую частоту и несёт меньше энергии, чем видимый свет, и не так вредно, как ультрафиолетовое или рентгеновское излучение:
LWIR-камеры применяют в основном в тепловизионной съёмке и задачах безопасности: обнаружение утечек и газов, контроль систем отопления и охлаждения, химическая, аэро- и медицинская термография, неразрушающий бесконтактный контроль материалов и т. п.
Как работает LWIR-камера
Инфракрасное излучение повсюду. Всё вокруг, включая вас самих, излучает, поглощает или отражает инфракрасную энергию. LWIR-камера улавливает это излучение, преобразует его в цифровые отсчёты и выводит в виде цветовой карты или изображения в оттенках серого, на котором хорошо виден уровень излучения всех объектов вокруг.
В отличие от обычных дневных камер CMOS/CCM, LWIR-камерам не нужен отражённый видимый свет — они работают даже в полной темноте.
Так как LWIR-камера видит тепловую картину, она «видит сквозь» преграды, которые задерживают видимый свет, но пропускают ИК-излучение: туман, газ, дым, пыль, а иногда даже стены, пластик и металлические предметы — если то, что находится за ними, достаточно нагревает их поверхность.
Как Arducam создавала оценочный комплект LWIR-камеры
Цель Arducam — дать мейкерам законченное решение для тепловизионной съёмки: LWIR-камеру промышленного класса, рассчитанную на встраиваемое оборудование и стоящую лишь малую долю цены профессиональных тепловизоров.
Сначала Arducam разработала отладочную плату с LWIR-сенсором, подключила её к своей отладочной плате USB-камеры и после нескольких проб встроила поддержку модуля в SDK камер Arducam.
Кратко о модуле Arducam LWIR:
- Сенсор: неохлаждаемая инфракрасная фокальная матрица на оксиде ванадия (VOx) в корпусе WLP
- Спектральный диапазон: 8–14 мкм
- Разрешение: 192 × 256 / 160 × 120
- Размер пикселя: 12 мкм
- NETD: 50 мК при F#1.0, 25 Гц
- Время отклика: < 10 мс
- Частота кадров: ≤ 25 Гц
- Коррекция неоднородности: автоматическая, с помощью затвора
- Вывод изображения: CMOS, 10/14 бит
- Объектив: атермализованный
- Диапазон измерения температуры: WR — −15…+150 °C (высокое усиление), +50…+550 °C (низкое усиление); CR — +30…+45 °C
- Точность измерения температуры: WR — ±2 °C или ±2 %; CR — ±0,5 °C
- Потребляемая мощность (при комнатной температуре): в работе — обычно 240 мВт, во время срабатывания затвора — обычно 600 мВт
Поддержка Raspberry Pi, NVIDIA Jetson Nano, Xavier NX и других платформ
Оценочный комплект Arducam LWIR EVA почти готов к работе с любым оборудованием с USB, но это ещё не законченный продукт: до задуманного осталось несколько шагов.
Raspberry Pi и Jetson поддерживают скоростные камеры MIPI CSI-2, а LWIR-модуль передаёт данные изображения только через DVP (используется сейчас) или SPI. Поэтому главная задача Arducam сейчас — сделать из него полноценную камеру MIPI, которой сможет пользоваться любой.
А пока посмотрим, как пойдёт работа.
Нужна недорогая LWIR-камера прямо сейчас?
Напишите нам на quote@arducam-russia.ru.
