机器视觉的改进增强了边境监控

战术基础设施，如围栏，道路和照明对于确保国家的边界​​至关重要。但是，它一个人不足以防止人们的非法运动和违禁品到一个国家。

“技术是所有土地，海上和空气领域的主要驾驶员 - 这将变得更加明显为[美国海关和边境保护（CBP）]面临未来的威胁，“根据CBP官员在2015年关于Homeland安全的参议院官员的证词。

机器视觉的指纹遍布整个技术。“从固定和移动监视系统、地面传感器、成像系统和其他先进技术获得的信息提高了态势感知能力，使CBP能够更好地探测、识别、监控和适当地应对美国边境地区的威胁，”证词指出。

在亚利桑那州的美国 - 墨西哥边境，例如，集成的固定塔（IFT）系统持续检测和跟踪所谓的“感兴趣的物品”。IFT凭借其苛刻的沙漠环境，IFT配备了雷达，商业现货日光照相机和热成像传感器，以及将数据发送到Nogales站的边界代理以进行分析和决策。

在陆地、海上和空中监视的所有三个方面，机器视觉公司正在提供成像系统——以及更频繁地对生成的数据进行分析——以满足政府机构在边境安全应用中的灵活性、成本效益和易于部署的目标。

管理不同的条件
在边界监视应用中，视觉系统的长期问题是管理户外环境的多样性，包括其波动的照明和天气条件，以及不同的地形。尽管有这些挑战，“在某些地方，你可以实施控制来改善系统的智能，”雷克斯·李博士说，他是金字塔成像(佛罗里达州坦帕市)。他指的是那些在美国南部边境监视火车的非法乘客。

“这些列车必须经过一个棚架，棚架可以配备适当的传感器和照明，以帮助检查列车，”李博士说。

负责边境安全的政府机构使用红外摄像机在夜间和其他弱光条件下探测目标，但热成像也有其局限性。“当你能在高对比度的条件下使用红外摄像机时，它们的工作效果真的很好，”李博士说。“但如果你试图在华氏98.6度的沙漠地面上接一个人，而沙漠的地面温度是华氏100度，那么沙漠发出的辐射几乎是光谱的同一部分。因此，客户依赖于光谱的其他部分，如短波红外(SWIR)来试图捕捉差异。”

自从船的发动机具有热签名以来，红外成像在监测机动船只中运行良好。“关于水有什么好的是它相对均匀，很容易”洗掉“背景并看到异常，”李博士说。

但问题是海洋的面积很大。李博士说，“看到所有这些是一种折衷，有一大堆系统监测水或高空中的系统，在这种情况下，你就有问题在一个非常大的整体视图中看到非常小的东西。”

CMOS超过CCD
边境监控应用中使用的成像系统的一个关键变化是从CCD转移到CMOS传感器，因为后者超越了前者的质量和性能。为了适应这一变化，两年前Adimec Advanced Image Systems BV（埃因霍温，荷兰）集成了最新一代的CMOS图像传感器 - 这在其TMX系列崎岖的商业现成高端安全应用的摄像机。TMX摄像机以全高清分辨率保持RGB彩色图像的最大帧速率为60 fps或30 fps。

此外，CMOS图像传感器是作为电子乘以CCD（EMCCDS）的替代品，Seron Van Roojen，Adimec的全球安全性莱昂·瓦罗吉表示。由于它们在低光线条件下对CCD的卓越性能，EMCCD经常部署在港口或沿海监控等应用中。

但EMCCD有明显的缺点。例如，需要冷却EMCCD以提供最佳性能。“这在集成了功耗的意义上是非常挑战，也是您需要为传感器提供高电压的事实，”Van Rooijen说。“如果您需要在没有维护的情况下长期运行的系统，则EMCCD不是最佳解决方案。”

为了解决这些挑战，Adimec正在致力于图像处理，van Rooijen表示，“最大限度地利用最新一代CMOS，以接近全球安全客户使用EMCCD时的性能，而不存在成本、集成和可靠性等缺点。”

Adimec还在处理减轻边界监视系统的犯罪率，特别是在非常长的范围内，特别是作为使用模拟视频的系统现在正在迈向更高分辨率的成像以覆盖较大区域。

“当长距离成像时，通过从地面上升，海拔，海平面，上升或蒸发的水在阴霾中，van Rooijen说。”“我们将在我们平台中嵌入的低延迟硬件中显示湍流缓解，并将与系统集成商合作，以优化土地和海洋应用，因为它们具有湍流最大的问题。”

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与工业应用部署的机器视觉系统一样，边界安全系统会生成需要分析的大量数据。“传统上的监控行业始于融入分析速度较慢，”金字塔成像博士李博士说。“我们在那里看到了重要机会，并一直与我们的一些客户合作，以​​便在检测到的内容和分析那种入侵方面的分析更加自动化，然后能够采取适当的回应。”

有些公司开发了在持续监测中识别异常的软件。例如，如果机场的乘客突然放弃了一个行李箱，那么该软件将检测到物体无人看管，因为它周围的其他一切都将继续移动。

即使在所有入境点的基于vision的监视能力，美国边境巡逻和国土安全也必须争夺更大的威胁。“美国做得非常好，检查人们进来，但如果他们离开，我们就会做一个非常糟糕的工作，”李博士说。“我们知道如何使用技术解决这个问题，但这会产生自己的问题。

“这是最好的地方，在TSA线的X射线机上，您可以在那里有一个机制来记录每个人，”Lee博士继续。“但这将是昂贵的，因为你必须在美国的每个机场都这样做。监控和录制减速速度，而TSA则在很大的压力下加速。“政府机构讨论的另一个监督选择在每次有人飞行时都在TSA在TSA处采取非接触式指纹。“大部分美国公众不会容忍这一点，”李博士说。“他们会争辩说，指纹识别是过于巨大的政府监督，这将导致大量的压力和推动力。”

然而，在过去十年的民意调查中，美国人认识到有必要确保入境口岸的安全。机器视觉将继续提供并改进这种服务，这要归功于CMOS性能、缓解不同环境条件的新技术，以及分析的持续自动化。