Телевизионные и оптические системы
Современные телевизионные и оптические системы включают в себя эндоскопическое и портативное телевизионное оборудование, а также специальные оптические приборы и зеркала. Эндоскопическое оборудование применяется в промышленности, строительстве, на транспорте, в научных исследованиях, медицине, службах обеспечения безопасности и досмотра.
С эндоскопами знакомо большинство людей, страдающих заболеваниями или проходящих обследование желудочно-кишечного тракта. Трудно забыть неприятные ощущения, связанные с кабинетом эндоскопического обследования, когда вам в пищевод врач засовываег гибкий шланг длиной около 1 м с лампочкой и объективом па конце.
Портативные телевизионные системы используются для быстрого поиска взрывных устройств, оружия, наркотиков, контрабанды, осмотра транспортных средств, контейнеров, вагонов, судов. Оптические приборы и зеркала дополняют собой возможности эндоскопического и телевизионного оборудования, а кроме того, имеют некоторые самостоятельные применения; например, зеркала используются для осмотра автомобилей.
Рис. 4.3.
Промышленный фиброскоп
Современный технический уровень средств дистанционного визуального наблюдения достаточно высок. Ассортимент эндоскопической продукции включает в себя целую гамму гибких волокопио-оптических фиброскопов (рис. 4.3), жестких бароскопов, гибких видеоскопов, систем передачи изображения, портативных видеосистем и видеоанализаторов, позволяющих осуществлять осмотр труднодоступных мест с получением изображения высокого качества. Общим и главным для всех этих устройств является миниатюрный объектив, помещаемый на конце тонкого гибкого рукава или жесткой трубки, внутри которых изображение передается по оптоволоконному жгуту или посредством многокомпонентных линз к окуляру. Рядом с объективом может располагаться ПЗС-матрица, сигнал с которой по кабелю передается к блоку преобразования сигнала и к телевизионному монитору. Гибкие эндоскопы легко проходят сквозь сложные изгибы различных каналов. Бароскопы, в отличие от гибкий эндоскопов, вместо гибкого рукава оборудованы жесткой штангой, па конце которой размещен объектив и (или) ПЗС-матрица (рис. 4.4).
Бароскопы используются для осмотра узлов, к которым может быть осуществлен доступ через узкие прямолинейные каналы.
Видеосконы идеально подходят для осмотра удаленных зон. Изображение выводится на ТВ-монитор в реальном масштабе времени, с одновременным с фото- и видеодокумептировапием. Все эти возможности эндоскопических систем в полной форме реализованы, например, в серийной продукции фирмы Olympus (Япония). Вместе с тем, это оборудование не вполне удовлетворяет требованиям оперативности проведения осмотра. Практически все промышленные эндоскопические системы рассчитаны скорее на статическое скрупулезное обследование, чем на быстрый оперативный осмотр.
Эти системы имеют многомодульную конфигурацию с кабельными соединениями, их функциональные блоки не минимизированы по весу и габаритам. Очевидны также проблемы с быстрой подготовкой к работе, переносом системы и сохранением ее целостности. Еще одна существенная особенность заключается в не всегда приемлемом качестве наблюдаемого через окуляр изображения.
Рис. 4.4.
Промышленный бороскоп
Рис. 4.5.
Промышленный видеоскоп
Видеоскопы (рис. 4.5) позволяют вести наблюдение через миниатюрную ПЗС-матрицу на удалении до 22 м. Сигнал но кабелю поступает на блок преобразования и, далее, па ТВ монитор. Разрешающая способность и, как следствие, качество изображения в видеоскопах значительно выше, чем то, которое достигается с помощью фиброскопов. По ТВ монитору следить за осмотром может практически неограниченное число наблюдателей. В то же время подобное оборудование не может использоваться одним оператором и не приспособлено для быстрой смены места осмотра и обхода объектов. Для этого больше подходят портагивпые эндоскопические устройства тина фиброскопов МР-660В или ММ-013С.
Соединить преимущества высокого качества изображения с максимальным удобством пользования оборудованием при досмотре позволяют портативные телевизионные системы. Это достигается путем конструктивного объединения в едином устройстве миниатюрной телевизионной камеры, регулируемой штанги и телевизионного монитора.
Угловое положение камеры изменяется с помощью гибкой концевой части штанги или фиксируемого шарнира. Телевизионный сигнал и питание передаются но кабелю, пропущенному внутри штанги. В телескопических штангах обеспечивается подмотка избыточного кабеля па встроенный подпружиненный барабан. Монитор для наблюдения изображения крепится па рукоятке штанги посредством регулируемого кронштейна. Характерными особенностями телевизионных портативных систем являются следующие:
> Цилиндрический корпус камеры со встроенной инфракрасной подсветкой обеспечивает максимально возможную для этого оборудования способность проникновения в труднодоступные места. Герметизация корпуса камеры позволяет вести наблюдение в жидких средах.
> Телескопическая штанга имеет широкий диапазон регулирования фиксируемых положений, обеспечивая свободный доступ как к более, так и менее удаленным от оператора местам обследования без необходимости манипулирований кабелями, разъемами, модулями, принадлежностями и т.п.
> Компактный монитор с электрошю-лучевой трубкой, съемно устанавливаемый на штанге, создает наиболее удобные для оператора условия визуального наблюдения и качество изображения, достаточное для проведения осмотра.
> Конструкция изделия обеспечивает минимальное время для подготовки прибора к работе. Пылевлагозащитный и ударопрочный корпус предохраняет устройство от влияния окружающей среды и позволяет использовать его практически в любых условиях.
Примером реализации этих особенностей может служить система типа S-1000 («Кальмар»), внешний вид которой показан на рис. 4.6. В некоторых случаях для выполнения досмотра приемлемы более простые телевизионные системы. Их конструкции могут широко варьироваться но длине и исполнению штанги, типу монитора, способу установки и параметрам камеры, ресурсу автономного питания и другим характеристикам. Эффективность применения телевизионных систем, как и эндоскопического оборудования, во многом зависит от точного выбора оборудования в соответствии с объектом осмотра и условиями применения.
Особенно удобны портативные телевизионные системы для операций таможенного досмотра всевозможных транспортных средств и контейнеров.
При всем отличии рассмотренных выше технических средств можно заметить, что каждое из них в отдельности имеет определенный предел в своем развитии. Хотя можно и нужно улучшать качество отдельных элементов, вносить полезные усовершенствования и дополнения, оптимизировать комплектацию и так далее, но все же наиболее перспективный путь повышения эффективности подобных систем, как показывают примеры из других областей техники, заключается в объединении возможностей различного оборудования. Таким образом, например, существенно возросли возможности бесконтактного выявления у людей скрытно проносимых предметов за счет совмещения стационарных металлодетекторов с детектированием паров взрывчатых веществ, обнаружением радиоактивных материалов и нелинейной локацией радиоэлектронных устройств.
В сфере средств визуального осмотра также можно кое-что усовершенствовать. Наиболее очевиден путь взаимного усиления достоинств эндоскопических и телевизионных систем. Например, телескопическая штанга с установленной на ней телевизионной системой типа «Кальмар» позволяет свободно выносить гибкую часть эндоскопа на значительное расстояние, устраняя длинные свисающие кабели передачи сигнала и подсветки, а использование компактного носимого монитора вместо окуляра делает более удобным визуальное наблюдение.
Рис. 4.6 Система S-1000 «Кальмар»
Рис. 4.7.
«Кальмар» в работе
Дополнительные преимущества таким системам придает модуль радиоканала для передачи видеоизображения па пост дистанционного наблюдения или контроля.
Следующий шаг связан с объединением возможностей визуального и детекторного исследования. При визуальном осмотре осуществляется прямое зрительное распознавание предметов, которое требует длительной повышенной концентрации внимания оператора и не всегда дает надежный результат. Под детекторным исследованием понимается применение аппаратуры, которая контактным или бесконтактным способом способна воспринимать определенные физические свойства, свидетельствующие о наличии в обследуемом месте некоторых аномалий в виде неоднородностей, характерных излучений или конкретных веществ.
С точки зрения эффективности обследования с применением детекторов существенно то, что они вырабатывают сигнал в случае превышения заданного порога чувствительности, тем самым не только выявляя, но и локализуя искомое устройство или материал. В результате объединения визуального и детекторного методов поиска повышается вероятность обнаружения и сокращается время осмотра.
Основная проблема состоит в том, чтобы при всех усовершенствованиях сохранить легкость и удобство обращения с оборудованием. Для этого, в частности, требуется, чтобы чувствительный элемент детектора, выносимый на конец досмотровой штанги, имел минимально возможные габариты и вес. Для высокочастотной аппаратуры важно обеспечить безопасные, но эффективные параметры излучения. Heобходимо также решить проблемы функциональной и конструктивной совместимости различных технических средств.
Примером успешного решения этих и многих других грудностей служит система для досмотра автотранспорта S-1100 («Дозор»), позволяющая осуществлять одновременно локацию объекта и вести телевизионное наблюдение за обследуемой зоной (рис. 4.8). В легкий малогабаритный антенный блок системы, осуществляющий высокочастотное зондирование, встроена миниатюрная телевизионная камера, сориентированная по диаграмме направленности антенны, что позволяет точно наблюдать зону огкли-ка при получении сигнала локации.
Такую систему можно дополнить малогабаритным дозиметром, детектором взрывчатых веществ и наркотиков, приборами для обнаружения часовых механизмов и магнитов и другими средствами обследования
Если количество аннарагуры и приспособлений или особенное ги выполняемых задач превысят возможносш применения стандартною оборудования, на помощь придут радиоуправляемое шасси с манипуляторами, средства пейгрализации и другое оборудование, рассмотрение которою выходит за рамки данной книги
Рис. 4.9.
«Дозор» в работе
Рис 4 8 Система S-1100 «Дозор»
<
