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재난 재해 실종자 수색 드론 IR(열화상) 카메라의 이해 1편

by 호빵맨23 2023. 4. 21.
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드론을 공공목적용으로 활용하기 위해서는 드론과 함께 드론에 부착되는 카메라에 대해서도 

이해가 필요하다 특히 가장 많이 활용되는 것이 신체의 체온을 감지하는 IR카메라인데 IR카메라의 특성을 잘 이해해야만

현장에서 효율적으로 활용할 수 있다.

 

IR카메라란??

  적외선은 사람의 눈에는 보이지 않지만 적외선 카메라를 사용하면 눈으로 볼 수 있는 보통의 실화상으로 변환할 수 있으므로 대상 물체 또는 임의의 범위에 존재하는 열의 차이(온도)를 조사할 수 있다. 전자기파의 스펙트럼에서 적외선이 차지하는 영역은 대략 900~14000 나노미터 부분이다. 온도가 절대 온도 이상인 모든 물체는 적외선을 방사하며 그 방사하는 양은 온도에 따라서 증가한다.

 

열화상은 대상 물체나 장면 내에 있는 온도 값의 차이를 보여주는 적외선 카메라를 사용하여 이미지로 작성하는 방법이라 할 수 있다. 그러므로 열화상은 대상 물체의 온도를 비접촉 방식으로 측정할 수 있다. 적외선 카메라의 기계적인 구조는 디지털 미디어 카메라와 비슷하다. 주요 구성부분은 입사되는 적외선이 디텍터 즉 센서 위에 초점이 맺히도록 하는 렌즈 및 신호와 이미지를 처리하고 디스플레이해주는 전자장치와 소프트웨어 등이다.

 

일반 비디오 및 디지털 스틸 카메라에서 사용되고 있는 CCD디텍터와 달리 적외선 카메라의 디텍터는 적외선 파장대에 민감한 다양한 물질로 만들어지는 마이크로미터 크기의 픽셀로 구성되는 초점면 배열이다. FPA의 분해능은 대략 160x120픽셀부터 1024X1024픽셀 까지의 범위이다.

 

열화상 카메라는 대상 물체가 방출하는 적외선을 감지하여 물체의 온도 분포와 그 차이를 실화상으로 변환하여 보여주는 장치로 비접촉 방식으로 측정하여 온도 변화를 시각적인 색 변화와ㅏ 수치 등으로 표현하는 장비이다. 기본 구조는 일반 디지털카메라와 거의 비슷하지만 CCD와 CMOS 등 이미지 센서 대신 적외선에 반응하는 마이크로 불로미터를 사용한다. 제품원가 20~30%를 차지하며 열화상 카메라 성능 주요 지표인 '열 분해능'을 좌우하는 핵심소재다.

 

열분해능은 카메라가 인식 가능한 최소 온도 차이를 뜻한다. 다양한 가격대 열화상 카메라 중 수백만원에서 수천만 원대에 이르는 고가 장비가 검역 현장에 사용되는 이유도 열 분해능 0.05도 수준 정밀한 체온 감지가 가능하기 때문이다.

 

렌즈 역시 적외선 파장이 투과하는 못하는 유리 소재 대신 게르마늄 재질로 만든 렌즈가 들어간다. 제품에 따라 특정 온도 기준 값 설정에 따른 경보음 기능, 다수 촬영 대상 중 발열원 추적 기능 등을 함께 제공한다.

 

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