SWIR-Kameras (Short-Wave Infrared) arbeiten im Wellenlängenbereich von 0,9 bis 1,7 Mikrometern und ermöglichen so die Aufnahme detaillierter Bilder bei schlechten Lichtverhältnissen und schwierigen Sichtbedingungen. Diese Infrarotkameras sind ein wesentlicher Bestandteil unbemannter und autonomer Systeme und verbessern deren Fähigkeit, Objekte in verschiedenen Umgebungen zu erkennen, zu identifizieren und zu verfolgen. SWIR-Kameras sind besonders nützlich in Anwendungen wie Überwachung, Navigation und Zielerfassung, bei denen die Sichtbarkeit durch Rauch, Nebel und Tarnung von entscheidender Bedeutung ist. Durch die Bereitstellung klarer Bilder in diesen Szenarien verbessern SWIR-Kameras die Einsatzfähigkeit und Sicherheit autonomer Plattformen erheblich.
Lesen Sie den Technologieübersicht
Multisensor-Bildverarbeitungs-Kardanaufhängungen, Suchscheinwerfer und VMS-Software für Luft-, Land- und Seeplattformen
Vollständig integrierte Sicherheitslösungen und Überwachungssysteme für Anwendungen zur Abwehr von Drohnen
Softwaregesteuerte, gyrostabilisierte Kardanring-Systeme für UAVs, unbemannte Systeme und Anwendungen zur Drohnenabwehr
SWIR-Kameras und Sensoren für Infrarot-Bildgebungsanwendungen mit Drohnen und unbemannten Systemen
Hochleistungs-Infrarot-Zoomobjektive für UAVs und Drohnen: Objektive mit geringem SWaP, erweiterter Reichweite und robuster Bauweise
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SWIR-Kameras (Short Wave Infrared) erfassen Frequenzen im elektromagnetischen Spektrum, die für das menschliche Auge unsichtbar sind und zwischen 700 und 3000 Nanometern liegen können. Der genaue als SWIR definierte Bereich variiert je nach Anwendung und historischer Verwendung.
Die meisten SWIR-Bildgeber verwenden Indiumgalliumarsenid (InGaAs)-Sensoren, einige verwenden andere Materialien wie Quecksilbercadmiumtellurid (HgCdTe) oder Bleisulfid (PbS). Je nach Pixelabstand kann die SWIR-Bildgebung eine Vielzahl von Auflösungen erreichen, darunter Full HD (1920 x 1080) und darüber hinaus.
Hochempfindliche SXGA-Format-SWIR-Kamera SenS 1280 für Drohnen und Robotik von New Imaging Technologies
Die SWIR-Kameratechnologie bietet gegenüber anderen Bildgebungsverfahren eine Reihe von Vorteilen. Sie ermöglicht hochauflösende und qualitativ hochwertige Bildgebung unter allen Lichtverhältnissen, sowohl bei Tag als auch bei Nacht.
Drohnen-SWIR-Kameras sind in der Regel auf geringe Größe, geringes Gewicht und geringen Stromverbrauch ausgelegt und können in einem OEM-Formfaktor oder in robusten Gehäusen geliefert werden, die mit einem bestimmten Schutzgrad gegen Staub und Wasser ausgestattet sind.
Sie können über eine Reihe von Videoausgängen verfügen, darunter SDI, HDMI, USB und GigE (Gigabit Ethernet), sowie über Steuerungsschnittstellen wie RS232/RS-485 seriell und CANBus. Zu den Speicherfunktionen können integrierte SD-Kartensteckplätze und Schnittstellen für externe Speicherlaufwerke gehören.
Weitere Merkmale von SWIR-Kameras für Drohnen und Robotik sind Trigger- und Sync-I/O, automatische Verstärkungsregelung und automatische Umschaltung zwischen linearem Betrieb für maximale Empfindlichkeit und logarithmischem Betrieb für maximalen Dynamikbereich unter wechselnden Bedingungen.
Die SWIR-Kameratechnologie kann verwendet werden, um durch Nebel und Rauch sowie bestimmte Materialien wie Glas und Wasser hindurchzusehen. Die SWIR-Bildgebung ist daher für eine Vielzahl von Anwendungsfällen in Drohnen und Robotik von unschätzbarem Wert.
WiDySenS Dual-Response-VGA-Auflösung InGaAs-SWIR-Kamera von Sierra-Olympia Technologies
Bei Such- und Rettungsmissionen ist Zeit ein entscheidender Faktor, und die Fähigkeit, auch unter schwierigen Bedingungen wie Nebel, Staub oder Dunkelheit zu sehen, ist von entscheidender Bedeutung. SWIR-Kameras eignen sich hervorragend für solche Szenarien, da sie selbst in Umgebungen mit schlechter Sicht thermische Signaturen erkennen können. Die SWIR-Bildgebung verbessert die Fähigkeit von UAS, Drohnen und Bodenrobotern, vermisste Personen oder Katastrophenopfer zu lokalisieren, indem sie Umweltbeeinträchtigungen wie Rauch oder Staub durchdringt. Im Gegensatz zur herkömmlichen Wärmebildgebung kann SWIR auch Feuchtigkeit oder Blut erkennen, was Rettungskräften helfen kann, Lebenszeichen oder Verletzungen effektiver zu identifizieren.
Bei der Brandbekämpfung wird die Sicht oft durch dichten Rauch beeinträchtigt, was es schwierig macht, den genauen Ort und die Größe des Brandes zu bestimmen. Herkömmliche Wärmebildkameras sind zwar hilfreich, aber SWIR-Kameras bieten einen einzigartigen Vorteil, da sie aufgrund ihrer Fähigkeit, Infrarotlicht im kurzwelligen Spektrum zu erfassen, besser durch Rauch und Dunst „sehen” können. Dadurch haben Feuerwehrleute, insbesondere diejenigen, die unbemannte Systeme einsetzen, eine klarere Sicht auf die Lage, selbst wenn die Sicht durch dichten Rauch beeinträchtigt ist.
SWIR-Kameras, die auf Luft- oder Bodenrobotern montiert sind, können Feuerwehrleuten dabei helfen, die Brandquelle zu lokalisieren, ihre Bewegung zu verfolgen und sichere Wege für die Evakuierung oder den Zugang zu identifizieren. Diese Technologie kann in Echtzeit zur Überwachung von Gebäudebränden, Waldbränden oder Industriebränden eingesetzt werden und ermöglicht so einen strategischeren Ansatz zur Brandbekämpfung. Darüber hinaus kann die SWIR-Bildgebung dabei helfen, verbleibende Brandherde zu erkennen, die nach dem Löschen des Hauptbrandes wieder aufflammen könnten, und so sicherstellen, dass kein Teil des Brandes unbeachtet bleibt.
In der Präzisionslandwirtschaft sind die Überwachung des Gesundheitszustands der Pflanzen und der Bodenbedingungen entscheidend für die Verbesserung des Ertrags und der Nachhaltigkeit. SWIR-Kameras, die an Drohnen oder bodengestützten Robotern angebracht sind, können die Wasseraufnahme und den Feuchtigkeitsgehalt von Pflanzen erkennen, da sie empfindlich auf die einzigartigen Absorptionseigenschaften von Wasser im kurzwelligen Infrarotspektrum reagieren. Durch die Erfassung dieser Details hilft die SWIR-Bildgebung Landwirten, Bereiche mit Über- oder Unterbewässerung zu identifizieren, was zu einem besseren Bewässerungsmanagement und einer effizienteren Ressourcennutzung führt.
Darüber hinaus können SWIR-Kameras andere wichtige Indikatoren für die Gesundheit von Nutzpflanzen erkennen, wie z. B. Pflanzenstress aufgrund von Trockenheit, Krankheiten oder Nährstoffmangel, indem sie analysieren, wie Pflanzen Infrarotlicht im kurzwelligen Spektrum reflektieren. Mit diesen Daten können Landwirte den Einsatz von Düngemitteln, Pestiziden und Wasser optimieren, was zu gesünderen Pflanzen und höheren Erträgen führt. Im Rahmen großflächiger landwirtschaftlicher Betriebe ermöglicht der Einsatz von SWIR-fähigen Drohnen eine schnelle Bewertung großer Flächen, wodurch manuelle Arbeit reduziert und die Präzision von Maßnahmen wie gezieltes Sprühen oder Bewässern erhöht wird.
In industriellen Umgebungen, insbesondere in Anlagen wie Solarparks, Fabriken und Kraftwerken, hängen Sicherheit und Effizienz von der Fähigkeit ab, Defekte oder Anzeichen von Ausfällen schnell zu erkennen. SWIR-Kameras eignen sich hervorragend für zerstörungsfreie Prüfungen und industrielle Inspektionen, insbesondere zur Überwachung von Überhitzung, zur Erkennung von Mikrorissen in Solarmodulen oder zur Inspektion von Hochtemperaturmaschinen.
Die SWIR-Bildgebung kann Oberflächen- und Untergrundfehler in Solarmodulen erkennen, die für Kameras im sichtbaren Spektrum unsichtbar sind. So können beispielsweise Mikrorisse, Delaminationen oder Hotspots, die die Effizienz und Sicherheit von Solarmodulen beeinträchtigen könnten, durch SWIR aufgedeckt werden, was eine vorausschauende Wartung ermöglicht, bevor es zu katastrophalen Ausfällen kommt.
Darüber hinaus können mit SWIR ausgestattete unbemannte Systeme kritische Infrastrukturen wie Stromleitungen, Pipelines und Raffinerieanlagen fernüberwachen und Bereiche mit Überhitzung oder strukturellem Verschleiß identifizieren. Diese Echtzeit-Fernerkundungsfunktion erhöht die Sicherheit, da menschliche Inspektoren keine gefährlichen Bereiche mehr betreten müssen, und bietet eine automatisierte Möglichkeit, die Leistung zu überwachen und Fehler vorbeugend zu beheben.
Im Militär- und Sicherheitsbereich ist Situationsbewusstsein von entscheidender Bedeutung, insbesondere in komplexen, feindlichen Umgebungen, in denen die Sicht aufgrund von Dunkelheit, Tarnung oder Umweltbedingungen eingeschränkt sein kann. SWIR-Kameras bieten hervorragende Fähigkeiten zur Zielerkennung und -identifizierung, da sie Objekte erkennen können, die sonst im Schatten oder unter Tarnung verborgen sind, indem sie Reflexionen von natürlichen und künstlichen Lichtquellen im kurzwelligen Infrarotspektrum erfassen.
Mit SWIR-Kameras ausgestattete unbemannte Systeme können für die Fernüberwachung eingesetzt werden und Ziele auch bei schlechten Lichtverhältnissen oder Dunkelheit erkennen und identifizieren. Dies macht sie wertvoll für nächtliche Einsätze oder in Umgebungen, in denen Gegner Tarntechniken einsetzen. Die SWIR-Bildgebung ist auch für Missionen zur Abwehr unbemannter Flugsysteme (C-UAS) äußerst effektiv, da sie dabei helfen kann, kleine Drohnen oder feindliche Fahrzeuge zu erkennen und zu verfolgen, die mit herkömmlichen Kameras nur schwer zu sehen wären.
Die SWIR-Technologie kann auch durch Sichtbehinderungen wie Rauch, Dunst oder Staub hindurchsehen, was besonders bei Überwachungs- und Aufklärungsmissionen auf dem Schlachtfeld von Vorteil ist. In Verbindung mit KI-gestützten Analysen können SWIR-Kameras Ziele schnell klassifizieren und verfolgen und so dem Militärpersonal verwertbare Informationen liefern, um die Entscheidungsfindung während des Einsatzes zu verbessern.
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