高-技術(shù)野生動物觀察:雙-頻譜PTZ攝像機在保護(hù)中
現(xiàn)代保護(hù)主義者正在武裝公園 雙-頻譜PTZ攝像機 - 將普通攝像機與熱(熱-傳感)成像儀結(jié)合在一起的監(jiān)視單元,并且可以遠(yuǎn)程放置,傾斜和變焦。這些智能攝像機即使在完全的黑暗或茂密的葉子中,也可以檢測到其體內(nèi)的熱量來“看到”溫暖的生物。然后,機載AI軟件分析視頻提要以標(biāo)記特定動物(或人類)。實際上,系統(tǒng)將紅外熱模式變成了有關(guān)野生動植物的真實時間警報。保護(hù)團(tuán)隊使用這項技術(shù)連續(xù)監(jiān)測動物 - 發(fā)現(xiàn)偷獵者,觀察農(nóng)作物突襲或悄悄觀察動物行為 - 而無需親自在那里。熱傳感器在晚上“看到”動物方面表現(xiàn)出色,因此研究人員可以在黑暗的掩護(hù)下跟蹤刺猬,蝙蝠,大象或犀牛等生物。
技術(shù)如何運作
雙-頻譜PTZ攝像機具有兩個“眼睛”:一個普通的光學(xué)攝像頭和一個熱紅外傳感器。光學(xué)相機提供標(biāo)準(zhǔn)的日光(或低-輕)視頻;熱攝像機測量熱量(長-波紅外),并根據(jù)溫度差異繪制圖像。由于所有溫暖的物體都會發(fā)出紅外光,因此即使在晚上,動物和人也會出現(xiàn)明亮的形狀。這意味著,例如,熱攝像機可以在黑暗的田野中挑選一群大象,在黑暗的田野中,人眼(或普通相機)只能看到黑色。這 ptz (PAN - TILT - ZOOM)機構(gòu)使操作員可以將相機遠(yuǎn)程指向其范圍內(nèi)的任何位置,并放大細(xì)節(jié) - 覆蓋了一個坐騎的許多平方公里。
在此硬件之上, AI -動物識別 在相機(或附近的計算機)上運行。已經(jīng)對機器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行了訓(xùn)練,以識別各種動物的形狀。例如,卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以分析每個框架,并標(biāo)記任何看起來像老虎,大象,人類或其他目標(biāo)物種的東西。當(dāng)檢測到動物(或人)時,系統(tǒng)可以自動發(fā)送警報。這減少了錯誤的警報 - 游騎兵或生物學(xué)家就不會無休止地監(jiān)視原始視頻,而是立即收到有關(guān)相關(guān)目擊事件的通知。簡而言之,攝像機不僅觀看了它,而且還可以“理解”它看到的內(nèi)容,從而可以對野生動植物活動的真實時間響應(yīng)。
主要優(yōu)勢
-
回合-時鐘檢測: 熱傳感器“在整個黑暗中”和葉子“看到”,因此相機日夜監(jiān)視野生動植物。
-
廣泛的覆蓋范圍: PAN -傾斜-變焦攝像機可以掃描巨大的區(qū)域(例如,一輛卡車-固定的單元可以覆蓋約7公里)。單個相機觀看的土地比徒步旅行的更多。
-
AI警報: 在-董事會分析上立即提升感興趣的動物或人類。這使監(jiān)視積極主動:不再需要滾動幾個小時的靜態(tài)鏡頭。
-
非侵入性監(jiān)測: 由于系統(tǒng)沒有發(fā)光或聲音,因此不會打擾動物。研究人員可以觀察自然行為或計算人群,而不會嚇到野生動植物。
-
增加護(hù)林員安全: 游騎兵在關(guān)閉之前遠(yuǎn)程遠(yuǎn)處看到威脅。在使用熱攝像機之前,跟蹤器取決于狗和手電筒,導(dǎo)致危險的夜間遇到?,F(xiàn)在,團(tuán)隊可以從遠(yuǎn)處“看到”麻煩,減少危險的伏擊并停止犯罪發(fā)生。
反偷獵監(jiān)視
這項技術(shù)的最大影響之一是在偷獵中。在非洲的犀牛和大象儲備中,保護(hù)小組沿周圍和卡車部署了熱量PTZ攝像機的機隊。這些攝像機將人類入侵者視為熱標(biāo)志,并立即提醒護(hù)林員。例如, WWF和Flir 向肯尼亞的保護(hù)區(qū)提供了數(shù)十個高-電力的熱PTZ單元。這些裝置安裝在塔樓和車輛上,會自動注意任何人類或車輛在夜間移動。當(dāng)AI旗一個人時,系統(tǒng)會向公園工作人員發(fā)出警報。結(jié)果是戲劇性的:部署了這項技術(shù)后,肯尼亞的犀牛偷獵在2020年降至零。諸如Ol Pejeta和Solio(肯尼亞大多數(shù)犀牛和大象種群的大多數(shù))等保護(hù)區(qū)報告以來沒有偷獵事件,因為安裝了熱- AI系統(tǒng)。

非洲灌木叢中的牛大象。大象(和犀牛)等大型哺乳動物由于溫暖的身體而清楚地脫穎而出。 PTZ監(jiān)視系統(tǒng)即使在晚上也可以檢測到大象和人,AI可以自動將野生動植物與人類區(qū)分開。這些工具使護(hù)林員在公園(肯尼亞保護(hù)區(qū)擁有超過80%的犀牛和大象)中保留對瀕危物種的標(biāo)簽,同時迅速發(fā)現(xiàn)偷獵者。在實踐中,這種系統(tǒng)有助于打擊非法狩獵 - 肯尼亞的一項自然基金會努力在2020年之前停止了所有犀牛偷獵。
熱PTZ攝像機通常是太陽能-或電池-供遠(yuǎn)程使用。他們的表現(xiàn)要優(yōu)于較舊的方法:在熱單元之前,護(hù)林員必須步行或狗和手電筒巡邏 - 在大型公園中,這是一個緩慢而危險的過程。在一種情況下,熱系統(tǒng)使一個團(tuán)隊可以覆蓋每臺攝像頭7公里的7公里,從而釋放了員工以覆蓋更多地面。正如一位游騎兵所指出的那樣,熱成像是“改變游戲規(guī)則的人”,因為您現(xiàn)在可以在黑暗之前的夜晚看到幾乎不可能。在其他地方報道了類似的成功。在南非和非洲其他地區(qū),儲備金還向貧窮的偷獵者部署了帶有分析的相機陣列。在非洲,即使是簡單的熱示波器和AI工具(例如捐贈的Flir Monoculars)也可以為公園工作人員提供安全巡邏的“夜視”。
防止人與野生動物沖突
這些相機還用于保護(hù)人和牲畜。對于生活在野生棲息地旁邊的社區(qū),突然的捕食者探訪可能會殺死牲畜甚至威脅生命?,F(xiàn)在,一些項目安裝了俯瞰村莊或田野的熱PTZ攝像機。如果豹子,老虎或大象接近,AI會發(fā)現(xiàn)動物的熱簽名并發(fā)出警報。警報會觸發(fā)威懾力(閃爍的燈,警報器),或者簡單地通知村民掩護(hù)。
在印度森林中安裝AI -功能強大的相機陷阱。研究人員建立了緊湊的智能攝像頭,可以識別船上的老虎。當(dāng)相機AI“看到”老虎時,它會向Park Rangers(通過SMS或消息傳遞應(yīng)用程序)發(fā)送即時的照片警報。這使村民可以及時保護(hù)自己的牛。這樣的系統(tǒng) - 稱為 帶有AI的相機陷阱 - 幫助印度儲量追蹤了公園邊界以外的個體老虎。流浪者甚至警告社區(qū)對WhatsApp的提醒,以便牧民可以發(fā)出警報并保持安全。非洲部分地區(qū)也使用了類似的AI攝影機,以警告接近大象或其他野生動植物,甚至發(fā)現(xiàn)偷獵者侵入農(nóng)田。
例如,在肯尼亞,-帶有紅外傳感器的森林ptz攝像機的邊緣已被試用,以發(fā)送大象或獅子靠近時的通知。目的是防止作物襲擊并減少對野生動植物的報復(fù)性殺害。電信公司和非政府組織正在測試集成系統(tǒng)(360°相機 + AI +小組網(wǎng)絡(luò)),該系統(tǒng)會自動發(fā)短信警報當(dāng)?shù)卣Z言的動物運動。早期測試顯示了前景:一個肯尼亞項目( m - twiga 系統(tǒng))甚至可以在發(fā)現(xiàn)問題物種時閃爍燈光和聲音警報,從而使村民有寶貴的警告。
研究野生動植物行為
除了安全性之外,保護(hù)主義者還使用雙-頻譜PTZ攝像機作為研究工具。由于攝像機靜靜地運行,因此它們非常適合觀察夜間或秘密物種。例如,熱攝像機使調(diào)查刺猬,蝙蝠或大貓等動物而不會打擾它們變得更加容易。研究人員可以記錄可能看不見的行為(喂養(yǎng),筑巢,遷移)的視頻。一項研究指出,熱-成像調(diào)查大大改善了林地中隱藏的哺乳動物的發(fā)現(xiàn)。
晚上出現(xiàn)蝙蝠的熱視頻。?
在這里,PTZ攝像頭的熱傳感器(屏幕底部)檢測到數(shù)十個飛行蝙蝠,并在涼爽的背景下突出顯示。熱監(jiān)視使這些夜間動物在沒有任何燈光的情況下可見。至關(guān)重要的是,攝像機不會發(fā)出明亮的閃光或噪音,因此研究人員可以完全不入侵地觀察野生動植物。這樣的系統(tǒng)還可以計算羊群或牛群(例如,在棲息地或棲息的鳥類上的密封),并隨著時間的推移監(jiān)視變化,從而提供有關(guān)人口和運動的寶貴數(shù)據(jù)。在所有情況下,目標(biāo)是在野外棲息地收集證據(jù) - 記錄“誰去哪里和何時去的地方”。豐富的熱量- Plus -光學(xué)視頻可幫助科學(xué)家了解動物習(xí)慣(例如,夜間捕食者在夜間移動的頻率),舊方法根本無法使用。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?比傳統(tǒng)監(jiān)控的優(yōu)點
? 雙重- Spectrum PTZ系統(tǒng)對靜態(tài)相機陷阱或腳巡邏等遺留方法提供了幾種關(guān)鍵改進(jìn):
-
? 真實的時間警報:傳統(tǒng)的攝像頭存儲圖像,以后必須檢索。相比之下,智能攝像機分析-網(wǎng)站上的錄像,并立即提醒護(hù)林員或研究人員進(jìn)行任何目擊。這可以快速回應(yīng)威脅或機遇。
-
? 24/7覆蓋范圍: 人類巡邏和普通攝像機受日光和人力的限制。熱- PTZ單元日間運行,全天候保護(hù)。
-
? 更大的范圍: 單個PTZ攝像機可以多次調(diào)查固定相機的面積。正如一份報告所指出的那樣,卡車-安裝的熱單元使游騎兵“覆蓋每個相機7平方公里”,這將使許多步行巡邏。
-
自動動物/人類識別: 嵌入的AI有助于對目標(biāo)進(jìn)行分類。例如,可以訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以識別熱圖像中的不同物種。這減少了錯誤的警報(例如風(fēng)或雨),并將注意力集中在真正的野生動植物上。
-
較少的干擾: 由于這些相機可與熱量和遠(yuǎn)程觀看一起使用,因此它們不會嚇到動物或改變其行為。生物學(xué)家可以毫不客氣地研究敏感的物種(無需衣領(lǐng)或用燈沖洗它們)。
-
提高的安全性和效率: 依靠技術(shù)意味著游騎兵的危險夜間散步更少。巡邏可以更加集中。例如,在安裝熱攝像機之前,反偷獵隊必須依靠狗和手電筒 - 這種方法通常是混亂的,甚至在俯仰-黑色條件下甚至是致命的。熱“夜視”使游騎兵可以從遠(yuǎn)處發(fā)現(xiàn)麻煩,并在危機展開之前采取行動。
總體而言,這些智能監(jiān)視工具的作用更像是自主警衛(wèi)而不是被動記錄器。他們結(jié)合了傳感器和分析,將野生動植物監(jiān)測從被動雜貨轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃颖Wo(hù)策略。
全球采用和未來前景
在全球范圍內(nèi),雙重頻譜PTZ攝像機與AI的使用正在增長。在非洲和亞洲,政府和非政府組織正在加強主要儲備中的部署。在北美和歐洲,野生動植物管理人員甚至運輸部門都在嘗試類似的設(shè)置(例如,在高速公路上使用熱攝像機來減少鹿碰撞)。專家項目 雙重-數(shù)字增長 在未來十年的這些市場中。
技術(shù)的進(jìn)步將使這些系統(tǒng)更有能力。高-速度網(wǎng)絡(luò)(5G)和功能強大的邊緣計算使攝像機能夠立即傳達(dá)警報并在設(shè)備上運行更復(fù)雜的AI模型。未來的攝像機不僅可以自動識別 在場 動物但是 物種 甚至個人身份。無人機和航空車也開始攜帶熱PTZ有效載荷,延伸到崎或偏遠(yuǎn)的區(qū)域。
創(chuàng)意項目已經(jīng)將這些相機集成到智能風(fēng)景中。例如,事物平臺的互聯(lián)網(wǎng)-現(xiàn)在允許通過SMS或應(yīng)用程序發(fā)送警報到村民和護(hù)林員??夏醽喌膱F(tuán)隊正在測試360°AI攝像機(“ M - Twiga”系統(tǒng)),該攝像機在附近發(fā)現(xiàn)野生動植物時都會通知社區(qū)并激活威懾力量(如燈光或聲音)。從非洲保護(hù)區(qū)到印度老虎儲備,全球合作正在分享有關(guān)如何最好地使用這些工具的知識。
隨著成本下降和人工智能的改善,即使是小型公園和研究項目也可以負(fù)擔(dān)這項技術(shù)。在接下來的幾年中,應(yīng)該看到全球智能相機的智能相機網(wǎng)絡(luò),不懈地努力觀察瀕臨滅絕的野生動植物。通過看到看不見的系統(tǒng),這些系統(tǒng)對自然產(chǎn)生了強大的新眼睛 - 可以幫助我們地球的動物更安全,比以往任何時候都更加理解。
資料來源: 保護(hù)技術(shù)報告和野生動植物組織和技術(shù)提供商的新聞報道。?