Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermal camera system integrated into firefighter helmet

Sosnowski T., Madura H., Bieszczad G., Kastek M.

Measurement Automation Monitoring

|

2017

|

Vol. 63, No. 2

52--56

EN

The paper presents a firefighter helmet with integrated thermal camera system, OLED display, sensors for monitoring the vital signs of a firefighter-rescuer and communication system for transmitting such data as live thermal video streaming, body temperature, heart rate and ambient temperature. The developed helmet, apart from its typical function as personal protection device against threats associated with firefighter’s work, also provides enhanced capability of carrying out rescue missions in low-visibility scenarios, thus increasing the safety of a firefighter itself.

2

Test stand and procedures for estimating parameters of microbolometer detector

Krupiński M., Chmielewski K., Bareła J., Kastek M.

Measurement Automation Monitoring

|

2017

|

Vol. 63, No. 2

73--75

EN

In this paper we present a test stand and a procedures to test the functionality of a microbolometer detector. Presented test stand is integrated with temperature driver to stabilize the temperature of a black body and the detector. Digital board with implemented application allows for capturing raw data, correcting non-uniformity, testing noise, sensitivity and NETD (noise equivalent temperature difference). Integration with temperature driver allows for more accurate and repeatable measurements.

3

Multi-function analysis of hyperspectral data

Rutkowski R., Kastek M., Madura H., Sosnowski T.

Measurement Automation Monitoring

|

2017

|

Vol. 63, No. 2

57--59

EN

Paper is about a new method of detection and identification of gases using an infrared imaging Fourier-transform spectrometer. It’s focused on using a multi-function toolbox to get the best results possible. New interface introduces a chain of operations that allows the user to set a sequence of functions for the data analysis. It’s focused on combining methods of detection like using a sequence of filters for gases detections. Also new functions can be added by any user.

4

High-speed infrared imaging for analysis of a diesel engine supplied with a premixed methane-air charge

Lagueux P., Tremblay P., Savary S., Farley V., Mancaruso E., Sequino L., Kastek M., Firmanty K.

Measurement Automation Monitoring

|

2017

|

Vol. 63, No. 2

60--64

EN

Efforts are continuously made for improving internal combustion engines (ICEs) efficiency. Lowering fuel consumption and reducing soot formation are among the challenges being addressed when seeking to improve engine designs. In this work, ICEs characterization was carried out on an elongated single-cylinder transparent diesel engine equipped with the multi-cylinder head of a commercial passenger’s car and a common rail injection system. The engine uses a conventionally extended piston where part of the piston’s crown is replaced by a sapphire window. In this configuration, a full view of the combustion bowl can be achieved while the engine is in operation by looking at a 45° fixed mirror located in the extended piston axis. Infrared imaging was carried out at 26 kHz, leading to a temporal resolution of about 0.35° crankshaft angle, at 1500 RPM, in the engine’s reference frame. The different phases of a combustion cycle, i.e. intake, compression, fuel injection, working stroke and exhaust, were investigated using four different spectral filters (broadband, CO2 red-spike, through-flame and hydrocarbons). In the experiment, air was replaced by a premixed air-methane charge in order to improve combustion and lower the amount of soot deposits. The results illustrate the potential of high-speed IR imaging as a diagnostic tool for ICEs.

5

Gas leaks detection using passive thermal infrared hyperspectral imaging

Lagueux P., Tremblay P., Morton V., Chamberland M., Farley V., Kastek M., Firmanty K.

Measurement Automation Monitoring

|

2017

|

Vol. 63, No. 2

65--68

EN

There are many types of natural gas fields including shale formations which are common especially in the St-Lawrence Valley (Canada). Since methane (CH4), the major component of shale gas, is odorless, colorless and highly flammable, in addition of being a greenhouse gas, methane emanations and/or leaks are important to consider for both safety and environmental reasons. On this regard, passive remote sensing represents an interesting approach since it allows characterization of large areas from a safe location. In order to illustrate the potential of passive thermal infrared hyperspectral imaging for research on natural gas, imaging was carried out on a shale gas leak that unexpectedly happened during a geological survey near Hospital Enfant-Jesus (Québec City, Canada) in December 2016. Quantitative methane imaging was carried out based on its unique infrared spectral signature. The results show how this novel technique could be used for advanced research on shale gases.

6

Możliwości zastosowania systemów zdalnej obecności w logistycznym wsparciu akcji ratowniczych z udziałem psów specjalnych

Wrona M., Szołucha M., Kastek M., Sienkiewicz P., Grzelec M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2017

|

R. 18, nr 9

192--196

PL

W artykule omówiony został przykład zastosowania systemów zdalnej obecności w zabezpieczeniu działań logistycznych i taktycznych Służb Granicznych RP.

EN

This paper describes preliminary results of the interdisciplinary research and development venture. General idea of the project comes from boarder control and law-enforcement forces whose big scope of work is related with K-9 dogs activity. The main functionality of the system is to monitor and control the K-9 dog during high level risk operations. The main task of the project is to develop remote solutions that support dogs guide during different special activities. According to the law-enforcement operational procedures, system has been designed basing on three different modules: special dogs electronic vest, mobile command center and supporting UAV (Unnamed Airborne Vehicle) platform. Project integrates such technologies as GNSS (Global Navigation Satellite System), IMU (Inertial Measurement Unit), TLS (Terrestrial Laser Scanning) and UAV platforms as a support device. Three-dimensional spatial mapping for room recognition purposes is one of the required functionalities of the electronic vest. First laboratory tests were taken with 3d spatial mapping tools based on structural light and mobile and terrestrial laser scanning. The main task of these tests was to establish the best performance and quality in relation to weight and spatial capacity. Second set of tests has been taken with GNSS method to establish efficient and disturbances-free positioning system. Testing process contains different receivers (single and multi-frequency) and positioning methods (DGNSS – Differential GNSS; SPP – Single Point Positioning; RTK – Real Time Kinematic) expected to be used for positioning of system modules (dog’s vest, guide, crew, mobile command center and UAV). Optical video modules designed specially for project purposes have been tested. Global result of the described tests shows potential of using the multi-sensor equipment for remote geospatial recognition, measurement and communication during K-9 special activities.

7

Thermovision system for aircraft landing

Sosnowski T., Madura H., Bieszczad G., Kastek M.

Measurement Automation Monitoring

|

2015

|

Vol. 61, No. 6

180--183

EN

The paper presents the developed multispectral optoelectronic aircraft landing assistance and data transmission system for flight control. The purpose of the system is to provide information about the landing aircraft (in the day, at night and in the haze), such as the location of the aircraft in the runway axis, altitude, distance to touchdown and the condition of the plane components like landing gear etc. The system employs two infrared cameras working in spectral range of 3-5 µm and 8-12 µm and a video camera module. The system was tested in laboratory and in the field.

8

Analysis of combustion reaction based on infrared multispectral imaging

Huot A., Gagnon M. A., Lagueux P., Farley V., Chamberland M., Kastek M.

Measurement Automation Monitoring

|

2015

|

Vol. 61, No. 6

165--168

EN

Combustion analysis was carried out using Telops MS-IR MW camera which allows multispectral imaging at a high frame rate. A motorized filter wheel allowing synchronized acquisitions on eight (8) different channels was used to provide time-resolved multispectral imaging of combustion products of a candle in which black powder has been burnt to create a burst (carbon dioxide and water). It was then possible to estimate the temperature of the candle’s plume by modeling spectral profile derived from information obtained with the different spectral filters. Comparison with temperatures obtained using conventional broadband imaging illustrates the benefits of time-resolved multispectral imaging for the characterization of combustion processes.

9

Śródoperacyjna metoda obrazowania w podczerwieni ukrwienia tkanek prawidłowych i patologicznych mózgu

Kaczmarska K., Czernicki Z, Zębala M, Kastek M., Piątkowski T., Polakowski H.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 9

38-41

PL

Śródoperacyjna identyfikacja tkanek mózgu objętych procesem chorobowym, precyzyjne dotarcie do nich oraz radykalne ich usunięcie stanowi istotę każdego zabiegu neurochirurgicznego. Celem podjętych badań jest ocena przydatności kamery termowizyjnej do identyfikacji i wyznaczania lokalizacji guzów mózgu oraz opracowanie metodologii obrazowania śródoperacyjnego umożliwiającego analizę zmian temperatury powierzchni kory mózgowej. Analizę termiczną przeprowadzono u sześciu pacjentów z wykrytymi w badaniach obrazowych nowotworami ośrodkowego układu nerwowego. Wyniki pomiarów przeprowadzonych śródoperacyjnie potwierdzają możliwość wykorzystania kamery termowizyjnej do nieinwazyjnej rejestracji temperatury powierzchni kory mózgowej oraz wskazują, że temperatura powierzchni guzów różni się od temperatury powierzchni tkanek nieobjętych zmianą chorobową.

EN

Intraoperative identification of brain tissues affected by the disease, precise access to them and radical removal of them are essence of neurosurgery. The main goal of this work is evaluate the usefulness of intraoperative thermal imaging to determine the location and borders of brain tumors. Moreover, it is important to develop a methodology for intraoperative imaging that allows analysis of the temperature changes of cerebral cortex surface. Preliminary clinical trials were carried out on six patients with tumors of central nervous system diagnosed with magnetic resonance imaging or computed tomography. The results of intraoperative measurements confirm the possibility of using infrared camera for non-invasive record of the temperature distribution of the cerebral cortex surface. The results showed significant differences in temperature of healthy tissues of brain and temperature of tumors.

10

Analysis possibility of detection hidden object based on hyperspectral and multispectral data

Kastek M., Kowalski M., Polakowski H., Sosnowski T., Pałka N., Madura H.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 9

42-45

EN

Risks to the safety of public zones (generally available for people) are related mainly to the presence of hidden dangerous objects (such as knives, guns, etc.) and their usage. Modern system for the monitoring of such zones attempt to detect dangerous tools using multispectral cameras working in different spectral ranges: the visible radiation, near, medium and long range infrared and recently also in terahertz range. In order to develop methods and algorithms to detect hidden objects it is necessary to determine the thermal signatures of such objects of interest. Cameras used for measurements were working in spectral range 0.7-12.5 μm. An infrared imaging Fourier transform spectroradiometer was also used, working in spectral range 7.7-11.7 μm. Analysis of registered thermograms and hyperspectral datacubes has yielded the thermal signatures for: two types of guns, two types of knives and home-made explosive bombs. The determined thermal signatures will be used in the development of method and algorithms of image analysis implemented in proposed monitoring systems.

PL

Zagrożenia bezpieczeństwa publicznego w strefach publicznych (ogólnie dostępnych dla ludzi) są przede wszystkim związane z wykryciem ukrytych niebezpiecznych obiektów (takich jak noże, pistolety, itp.) oraz ich użyciem. Nowoczesne systemy monitorowania tych stref posiadające wielowidmowe kamery, pracujące w różnych zakresach spektralnych: promieniowaniu widzialnym, krótkim, średnim i dalekim zakresie podczerwieni i ostatnio również w falach terahercowych pozwalają na wykrywanie niebezpiecznych narzędzi. W celu opracowania metod i algorytmów, które umożliwiają wykrywanie ukrytych niebezpiecznych obiektów konieczne jest określenie parametrów sygnatur takich obiektów. Podczas pomiarów zastosowano pomiarowe kamery pracujące w zakresie spektralnym 0,7-12,5 m oraz dodatkowo obrazowy Fourierowski spektroradiometr podczerwieni, pracujący w zakresie spektralnym 7,7-11,7 m. Analiza zarejestrowanych termogramów i hiperspektralnych danych datacubes pozwoliło na określenie sygnatur termicznych: dwóch rodzajów pistoletów, dwóch typów noży i domowych improwizowanych ładunków wybuchowych. Wyznaczone sygnatury termalne zostały użyte w opracowanych metodach i algorytmach analizy obrazów, które mogą być zaimplementowane w systemie ochrony.

11

Wyznaczanie parametrów zasięgowych urządzeń obserwacyjnych na podstawie pomiarów laboratoryjnych

Bareła J., Kastek M., Firmanty K.

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2014

|

Vol. 5, Nr 2 (16)

47-61

PL

W artykule przedstawiono dwie najbardziej wiarygodne metody wyznaczania parametrów zasięgowych urządzeń obserwacyjnych – kryterium Johnsona i model TTP. Kryterium Johnsona jest metodą wykorzystywaną w normach NATO do wyznaczania prawdopodobieństwa detekcji, rozpoznania i identyfikacji standardowych celi NATO. Model TTP jest najnowszym sposobem wyznaczania parametrów zasięgowych urządzeń obserwacyjnych wykorzystywanym i rozwijanym głównie przez wojskowe badawcze laboratoria amerykańskie. W artykule przedstawiono uproszczony opis metody wyznaczenia parametrów zasięgowych na podstawie pomiarów laboratoryjnych. Opisano metodykę pomiaru niezbędnych paramentów potrzebnych do wyznaczenia zasięgu detekcji, rozpoznania i identyfikacji zgodnie z kryterium Johnsona oraz modelem TTP. Przedstawiono przykładowe wyniki pomiaru zasięgów kamer termowizyjnych oraz krótką analizę modeli.

EN

The paper presents two most reliable methods used to determine the range performance of observation devices – Johnson criteria and the TTP model. Johnson criteria is used in NATO standards to determine the probability of detection, recognition and identification of standard NATO targets. TTP model is the latest concept to estimate the range parameters of observation devices, developed and used mainly by US military laboratories. The paper presents simplified description of a method applied to determine the range parameters on the basis of laboratory measurements. It provides the list of parameters and measurement methods required to estimate the detection, recognition and identification ranges according to both Johnson criteria and TTP model. Sample results obtained for thermal cameras and short model analysis are also presented.

12

Thermovision in the validation process of numerical simulation of braking

Baranowski P., Damaziak K., Malachowski J., Mazurkiewicz L., Polakowski H., Piatkowski T., Kastek M.

Metrology and Measurement Systems

|

2014

|

Vol. 21, nr 2

329--340

EN

This article presents the validation process of a brake FE model by means of temperature measured on a special stand using infrared technology. Unlike many other publications, the authors try to show the interaction between measurement technology and numerical modeling rather than only nice, perfectly correlated graphs. Some difficulties in choosing and using validation parameters are also pointed out and discussed. Finally, results of FE analyses are compared with measured data, followed by explanation of applied numerical technology and estimation of validation process effectiveness.

13

Wybrane zagadnienia ochrony infrastruktury krytycznej na przykładzie portu morskiego

Życzkowski M., Szustakowski M., Dulski R., Kastek M., Ciurapiński W., Karol M., Markowski P.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2014

|

Nr 3

15--24

PL

Cel: Celem artykułu jest przybliżenie zagadnień ochrony obiektów infrastruktury krytycznej. Szczególną uwagę zwrócono na zagadnienia ochrony zewnętrznej i monitorowanie obszar chronionego na przykładzie zabezpieczeń portu morskiego. Na jego terenie można wyróżnić strefy wymagające różnego podejścia do aspektu ochrony, dając w ten sposób pełny obraz systemu ochrony infrastruktury krytycznej obiektów specjalnych. Wprowadzenie: Obecne zdobycze techniki w zakresie systemów ochrony obiektów infrastruktury krytycznej oferują mnogość rozwiązań z zakresu funkcjonalności i możliwości. Tworząc system bezpieczeństwa obiektu, należy przede wszystkim na poziomie działania procedur bezpieczeństwa zapewnić ich wzajemną komplementarność względem poszczególnych podmiotów je realizujących. W ujęciu systemu ochrony obiektów infrastruktury krytycznej podmiotami realizującymi procedury systemu bezpieczeństwa są zarówno techniczne środki ochrony, jak i służby ochrony. Wymaga to odpowiedniego zarządzania pracą poszczególnych elementów systemu z uwzględnieniem ich możliwości i kompetencji. Ponadto projektowany system ochrony powinien być spójny nie tylko pod względem procedur, lecz również z uwzględnieniem technicznego aspektu działania poszczególnych podsystemów ochrony. W tym celu należy zapewnić integrację poszczególnych podsystemów w centrum nadzoru, które odpowiada za prawidłowy przepływ informacji pomiędzy podmiotami obecnymi w systemie bezpieczeństwa i koordynuje ich pracę. Wyniki: W artykule zostały przedstawione kluczowe zagadnienia ochrony technicznej obiektów infrastruktury krytycznej w ujęciu ochrony zewnętrznej i wewnętrznej. Autorzy zarysowali podstawowe problemy wykorzystania perymetrycznych czujników specjalnych oraz dalekozasięgowych systemów wizualizacji zdarzeń wspomagających działania służb ochrony fizycznej. Przedstawiono również problematykę systemów integrujących umożliwiających, adekwatną do potrzeb, obsługę systemów ochrony w zakresie BMS w powiązaniu z czujnikami ochrony zewnętrznej. Wnioski: Na podstawie przeprowadzonej analizy można stwierdzić, iż głównym kryterium doboru elementów systemów ochrony infrastruktury krytycznej jest budżet. Widać wyraźne trendy w wyborze przez inwestorów systemów opartych głównie o detekcję wizualną. Systemy takie, mimo iż oferują wiele funkcjonalności, nie są idealnym rozwiązaniem ze względu na zmienne warunki oświetleniowe. Dodatkowo dają złudne przeświadczenie o ograniczaniu kosztów poprawnie funkcjonującego systemu ochrony. Dlatego kluczowe jest odpowiednie dopasowanie systemu ochrony do potrzeb i wymagań danego obiektu.

EN

Aim: The purpose of this article is to expose protection issues of key installations. Specifically, as an illustration, attention is focused on questions concerning the security of a maritime port. Within such a perimeter it is possible to identify a range of zones which require diverse protection measures. In turn, this provides a full image of security measures which need to be harnessed to protect key installations. Introduction: Current technological advances in the field of security systems for key installations afford a multitude of functional and capability solutions. Creation of a security system requires, at the operational level, a need to ensure compatibility in procedures for those engaged in the realization of protection. Security systems for key installations require the engagement of technical measures as well as the services of security organizations. This requires a suitable management approach to individual elements of the system to maximize capability and competence. Additionally, a proposed security system should be consistent not only in terms of procedures, but also with regard to the technical interaction of each subsystem. To achieve this it is necessary to integrate various subsystems at the control center, which is responsible for co-ordination and proper flow of information between those involved in the security activity. Results: The paper exposed main technical issues relating to key installation security systems, in context of internal and external security. Authors revealed fundamental problems associated with the use of special perimeter sensors as well as long range visual aids which support the work of security staff. Problems were also highlighted about issues concerning integration of systems which should satisfy requirements of operating BMS security systems in relation to external security sensors. Conclusions: An analysis reveals that the main criterion for selection of system elements used in the protection of key installations is the budget. Clear trends indicate that, in the main, investors chose systems based on visual detection. Such systems, although offering many features, are not ideal for variable lighting conditions. Additionally, they provide a false conviction of reducing the cost of a properly functioning security system. Therefore, it is vital to adopt a security system which satisfies the needs and requirements of given key installation.

14

Dalekozasięgowa kamera do monitorowania obiektów infrastruktury krytycznej. Testy zasięgowe

Szustakowski M., Życzkowski M., Karol M., Kastek M., Dulski R., Bareła J., Markowski P., Kowalski M.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2014

|

Nr 4

103--111

PL

Cel badań: Głównym celem badań było wyznaczenie i zweryfikowanie efektywnego zasięgu działania systemu kamerowego LongView 2 zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i rzeczywistych. W szczególności dla badanego zestawu kamerowego określenie odległości, na której możliwa jest identyfikacja, rozpoznanie i detekcja obserwowanego celu. Wprowadzenie: Kamery wizyjne, niskiego poziomu oświetlenia oraz przeciwmgielne mają różną zdolność do rejestrowania informacji zewnętrznych, połączenie ich cech może znacznie poprawić zdolność wykrywania intruzów, sytuacji awaryjnych lub zagrażających bezpieczeństwu monitorowanego obiektu. Specjalnie zaprojektowany, na potrzeby nadzoru, wielosensorowy układ detekcyjny kamery tego typu pozwala na obserwację celów na dużym dystansie oraz ich śledzenie za pomocą systemu uchylno-obrotowego z zastosowaniem zoomu optycznego. Dzięki zastosowaniu układu wielosensorowego możliwe jest obserwowanie i śledzenie celu w trudnych warunkach na dużych odległościach, dodatkowo wszystkie elementy systemu zintegrowane są w jednej obudowie, oferując kompaktowość przedstawionego rozwiązania. Dzięki zwartej budowie oraz zastosowaniu wielosensorowego systemu obserwacji opisywany zestaw kamerowy z powodzeniem może być stosowany przez różne służby bezpieczeństwa. Metodyka badań: Artykuł opisuje przeprowadzone badania w celu określenia rzeczywistych parametrów na potrzeby ich ustandaryzowania, ze szczególnym naciskiem na zakres wykrycia, rozpoznania i identyfikacji człowieka. W artykule przedstawione zostały wykorzystane urządzenia pomiarowe, procedury oraz wyniki. Testy przeprowadzone były zgodnie z procedurą pomiarową akredytowanego Laboratorium Badawczego Instytutu Optoelektroniki WAT „Pomiary parametrów urządzeń termowizyjnych”. Wykorzystane metody pomiarowe pozwoliły na określenie parametrów takich jak: minimalna rozróżnialna różnica temperatur (MRTD), minimalny rozróżnialny kontrast (MRC) oraz funkcja przenoszenia modulacji (MTF). Przeprowadzone badania poligonowe miały na celu weryfikację działania i użyteczności testowanych kamer w rzeczywistych warunkach pracy oraz porównanie wartości parametrów zmierzonych podczas testów laboratoryjnych z obiektywną oceną operatora kamery. Wyniki: Przeprowadzone badania laboratoryjne i poligonowe pozwoliły na określenie zasięgów skutecznego działania kamer systemu LongView 2 do zastosowań w systemach ochrony obiektów rozległych. Wnioski: Przeprowadzone badania i testy potwierdziły skuteczność działania systemu kamer LongView 2 zarówno przy zastosowaniach do identyfikacji zagrożeń, jak i dalekozasięgowej obserwacji obiektów morskich i lądowych.

EN

Aim: The main purpose of this research was to determine and verify the effective range of Long View 2 camera systems in laboratory and practical conditions. Particularly, the authors endeavoured to determine the distance at which the tested camera could identify, recognize and detect an observed target. Introduction: Low light vision and fog video cameras have different abilities to record external information. Therefore, the linking of their individual features may significantly improve the ability to detect intruders, emergency incidents or situations which endanger the safety of a target under surveillance. Specially designed for surveillance, multi-sensor detection camera systems facilitate observation at a long distance and tracking of targets with the aid of a pan-tilt mechanism incorporating an optical zoom. All system components are integrated in a single compact housing. The compact design and multi-sensor components allow for the equipment to be used successfully by various security services. Methodology: This article describes a research process used to determine practical application parameter standards, with a special focus on the range for detection, recognition and identification of humans. The article identifies measuring equipment used, procedures and results. Tests were carried out in accordance with established procedures “Parameter measurements of infrared devices”, established by the accredited Testing Laboratory of the Institute of Optoelectronics, Military University of Technology (MUT). The process applied in the research allowed for the determination of parameters such as; the minimum resolvable temperature difference (MRTD), the minimum resolvable contrast (MRC) and the modulation transfer function (MTF). Field tests were performed to verify the capability and usability of cameras in working conditions. Additionally, results obtained during laboratory tests were compared with an objective assessment by the camera operator. Results: Laboratory research and field tests facilitated the determination of an effective range for the operation of the Long View 2 camera system, intended for use in security systems covering a large expanse. Conclusions: Conducted research and tests have confirmed the effectiveness of the Long View 2 camera system for use in identification of threats and long-range observation of offshore and onshore targets

15

Zastosowanie termowizji do śródoperacyjnej oceny metabolizmu i funkcji mózgu doniesienia wstępne

Kaczmarska K., Czernicki Z., Kastek M., Koźniewska E., Zębala M., Bogucki J., Piątkowski T., Polakowski H., Przykaza Ł.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2014

|

Vol. 20, nr 2

73--79

PL

Analiza termiczna powierzchni kory mózgowej ma na celu wyznaczenie granic funkcjonalnie ważnego obszaru kory oraz określenie lokalizacji guzów mózgu zdiagnozowanych innymi metodami obrazowymi. Celem badań jest również znalezienie korelacji pomiędzy stanem klinicznym pacjenta a rejestrowanymi śródoperacyjnie zmianami temperatury powierzchni kory mózgowej. Doświadczenia wstępne przeprowadzone na szczurach miały na celu zbadanie korelacji zmian temperatury powierzchni mózgu ze zmianami mózgowego przepływu krwi. Mózgowy przepływ krwi mierzono za pomocą sondy laserowego przepływomierza dopplerowskiego zarówno w warunkach prawidłowych, jak i w czasie wymuszonych zmian ukrwienia mózgu.

EN

Thermal analysis of the cortex surface allows to determine the borders of its functionally important areas and to localize brain tumors that are diagnosed by other imaging methods. The goal of the research is also to check the correlation between the patient's clinical status and temperature changes of the brain surface. Preliminary study conducted on rats aimed to verify the hypothesis that changes in the barin surface temperature correlate with changes of microflow in the cerebral cortex. The microflow was measured with laser Doppler flowmeter both in physiological conditions and during forced changes in cerebral blood supply.

16

Stanowisko pomiarowe do wyznaczania współczynników korekcji niejednorodności detektorów matrycy mikrobolometrycznej

Kastek M., Bareła J., Firmanty K., Krupiński M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 9

958--961

PL

Korekcja niejednorodności kamer detektorów matryc mikrobolometrycznych to problem z którym borykają się konstruktorzy współczesnych kamer termowizyjnych. Stanowisko pomiarowe oparte na zintegrowanym dwupowierzchniowym ciele doskonale czarnym pozwala na wyznaczanie współczynników korekcji niejednorodności. Przedstawiona konstrukcja oraz wyniki badań ciała doskonale czarnego pozwoliły na uzyskanie wyników jednorodności rozkładu temperatury na jego powierzchni na poziomie ±0.0110.015ºC. Przeprowadzone pomiary współczynników niejednorodności detektorów matrycy mikrobolometrycznej potwierdzają poprawność koncepcji działania stanowiska pomiarowego.

EN

Modern microbolometer array detectors commonly used to sense infrared radiation in 8 - 12 µm range exhibit a non-uniform response of particular array pixels for the same incident power. As a result of this non-uniformity an image degradation called the fixed pattern noise (FPN) occurs. It introduces an additional error component in the thermal representation of the observed scene, thus worsening the performance of an IR camera. In order to compensate this non-uniformity, several correction methods can be employed. Those methods usually base on laboratory measurements on specialized test stands, in which precise blackbody radiation sources are key metrological elements. The presented dual emitter blackbody set meets the high requirements of a standard blackbody for metrological applications. The design of emitters and the applied method of temperature stabilization ensure high uniformity and stability of the temperature distribution over the entire blackbody surface, which was positively verified during laboratory measurements. As a result, the presented blackbody can be used to perform non-uniformity correction of microbolometer focal plane arrays.

17

Method and software for hyperspectral data analysis focused on automatic detection and identification of chemical agents

Kastek M., Piątkowski T., Chamberland M., Lagueux P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 9

989--993

EN

This paper presents detection and identification of gases using an infrared imaging Fourier-transform spectrometer. The principle of operation of the spectrometer and the method for gases detection and identification is shown in the paper. The new software with implementation of method based on Clutter Match Filter, focused on detection and identification of gases is presented. Some results of the detection of various types of gases are also given.

PL

Wykrywanie zagrożeń we współczesnym świecie jest jednym z głównych zadań stawianych przed urządzeniami optoelektronicznymi. Skażenia chemiczne to jedne z wielu zagrożeń które są wykrywane za pomocą obserwacyjnych urządzeń podczerwieni. Jednym z zaawansowanych technologicznie urządzeń jest fourierowski spetroradiometr obrazowy wyposażony w matrycę 320x256 detektorów typu MCT (Mercury Cadmium Telluride). Konstrukcja spektroradiometru oparta na układzie interferometru Michelsona-Moreya umożliwia uzyskanie rozdzielczości spektralnej od 0.25 cm-1 do 150 cm-1 w zakresie od 830 cm-1 (12 μm) do 1290 cm-1 (7.75 μm) z częstotliwości rejestracji obrazów 0.2 Hz. Zasada działania spektroradiometru oraz jego parametry techniczne zostały przedstawione w pierwszej części artykułu natomiast dalsza część poświęcona jest metodzie analizy hyperspektralnych danych rejestrowanych za jego pomocą. Analiza danych oparta na dwóch zaawansowanych metoda filtracji bazujących na CMF (Clutter Match Filter) oraz bazie danych charakterystyk widmowych gazów umożliwia na automatyczną detekcję i identyfikację wybranych związków chemicznych. Metoda została przetestowana podczas badań laboratoryjnych, a pozytywne wyniki pozwoliły na implementację jej do komercyjnego oprogramowania. Uzyskane wyniki podczas testów przeprowadzonych w warunkach rzeczywistych (szczególnie podczas detekcji i identyfikacji związków chemicznych podczas swobodnego parowania) świadczą o dużej skuteczności opracowanej metody.

18

Analiza zmian temperatury powierzchni mózgu podczas wymuszonych zmian przepływu krwi w korze mózgowej szczura

Kastek M., Piątkowski T., Polakowski H., Czernicki Z., Koźniewska E., Kaczmarska K., Przykaza Ł.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 9

867--870

PL

Celem badań było sprawdzenie czy zmiany temperatury powierzchni mózgu szczura rejestrowane za pomocą kamery termowizyjnej korelują ze zmianami mózgowego przepływu krwi. Przepływ krwi mierzono w korze mózgowej za pomocą sondy laser-Doppler w warunkach podstawowych oraz w czasie wymuszonych zmian ukrwienia mózgu takich jak: zwiększenie całkowitego przepływu krwi pod wpływem wzrostu stężenia dwutlenku węgla we krwi tętniczej oraz zmniejszenie/zwiększenie lokalnego przepływu krwi w wyniku czasowego zamknięcia/udrożnienia tętnicy środkowej mózgu. Przeprowadzono analizę dynamiki zmian rozkładu temperatury wykazując istotną dodatnią korelację tych zmian ze zmianami mikroprzepływu. Otrzymane wyniki potwierdzają możliwość wykorzystania kamery termowizyjnej jako nieinwazyjnej aparatury pomiarowej umożliwiającej oszacowanie zmian ukrwienia mózgu.

EN

This study was aimed at verifying the hypothesis that changes in the temperature of the rat brain surface assessed with a thermal imaging camera are correlated with changes of the microflow in cerebral cortex. The experiment was performed on a rat intubated and anaesthetized with 2.5% isoflurane in 30%O2/70%N2O. The SC5600 thermovision camera equipped with a lens with focal length of 54 mm (angle field of view 10° x 8°) and a matrix of cooled detectors InSb 640x480 with a sensitivity of 25 mK was used to record changes in the temperature of the dura matter-covered cerebral cortex, supplied by the middle cerebral artery (MCA). The microflow was measured with a laser-Doppler flowmeter positioned in the same territory [4]. Changes in the microflow (LDF) were elicited either by the increase in CO2 content in the blood or by occlusion/reperfusion of the MCA. Increase in the LDF by 81% during hypercapnia (Fig. 3) was accompanied by the rise in the brain temperature by 0,9 ºC (Fig. 5). During decrease of the LDF by about 80% due to the occlusion of the MCA (Fig. 6), the temperature decreased on average by 0.5 ºC (Fig. 7). Reperfusion resulted in the hyperemia, which was demonstrated as the increase in the LDF by 300% in comparison with the pre-occlusion value and the rise in the brain temperature by 1,6 ºC (Fig. 7). Moreover, a significant correlation was found between the LDF and brain temperature changes (Fig. 8). To the best of our knowledge, this is the first study which directly demonstrates a correlation between the microflow and temperature changes in the brain cortex.

19

Multisensor system for the protection abovewater of seaport

Kastek M., Życzkowski M., Szustakowski M., Trzaskawka P., Ciurapiński W., Dulski R.

Hydroacoustics

|

2013

|

Vol. 16

101--112

EN

There are many separated infrastructural objects within a harbor area that may be considered „critical”, such as gas and oil terminals or anchored naval vessels. Those objects require special protection, including security systems capable of monitoring both surface and underwater areas, because an intrusion into the protected area may be attempted using small surface vehicles (boats, kayaks, rafts, floating devices with weapons and explosives) as well as underwater ones (manned or unmanned submarines, scuba divers). The paper will present the concept of multisensor security system for a harbor protection, capable of complex monitoring of selected critical objects within the protected area. The proposed system consists of a command centre and several different sensors deployed in key areas, providing effective protection from land and sea, with special attention focused on the monitoring of underwater zone. The protection of surface area is based on medium-range radar and LLTV and infrared cameras.

20

Wyznaczanie parametrów zasięgowych kamer obserwacyjnych używanych w systemach ochrony osób i mienia

Bareła J., Kastek M., Firmanty K.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2013

|

Vol. 62, nr 4

129-143

PL

Parametry systemów obserwacyjnych można określać na podstawie: symulacji komputerowych, badań terenowych lub pomiarów laboratoryjnych. W artykule przedstawiono sposób wyznaczania parametrów zasięgowych kamer termowizyjnych oraz VIS na podstawie pomiarów laboratoryjnych z wykorzystaniem kryterium Johnsona, a także modelu TTP. Artykuł zawiera opis metod wyznaczania parametrów zasięgowych oraz stanowiska pomiarowego. W artykule zaprezentowano przykładowe wyniki pomiarów parametrów, dwóch kamer termowizyjnych oraz dwóch kamer VIS, niezbędne do wyznaczenia parametrów zasięgowych.

EN

Range parameters of observation devices can be determined on the basis of numerical simulations or on the basis of measured characteristics. Those measurements can be conducted in both, laboratory and field conditions. It is, however, difficult to carry on reliable field measurements of range parameters because they are strongly depended on atmospheric conditions. Thus, the laboratory measurements are more favourable option. The paper describes the measurement stand, measurement methodology and the procedure for determination of range parameters. The results for thermal and VIS cameras are also presented, and they are analyzed and compared with the results obtained from current methods, including the measurement uncertainty figures. Some suggestions on the methodology of measurements are also given.