Wärmebildkameras als Überwachungskameras

Wärmebildtechnik ist nicht unbedingt eine besonders neue Technik. Bei der Überwachung von Grenzübergängen (gerne auch im Polizeihubschrauber) oder im Militär ist diese Technik bereits seit vielen Jahren sehr erfolgreich im Einsatz. Und neben Dingen wie klassische Restlichtverstärker oder z. B. GPS oder gar das Internet, ist es eine weitere Technik, die von der militärischen auf die zivile Anwendung übergeht. Anfangs wie immer sehr teuer, jedoch im Laufe der Jahre mit fallenden Preisen. Nicht anders verhält es sich mit Wärmebildkameras. Die in den letzten Jahren stark gefallenen Preise machen solche Überwachungskameras auch für die Absicherung des Eigenheims oder Firmengeländes interessant.

Wärmebildkamera, Nachtsichtgerät, Restlichtverstärker - wo liegt der Unterschied?

Der Begriff "Nachtsichtgerät" ist das, was man landläufig unter der Technik versteht, die Bilder bei völliger Dunkelheit ermöglicht. Auf den genauen Mechanismus im Hintergrund wird hierbei nicht eingegangen - man kann damit in der Nacht sehen, Punkt. "Nachtsichtgeräte" oder - treffender - "Nachtsichttechnik" ist daher eher ein Überbegriff, während die Begriffe "Wärmebildkamera" und "Restlichtverstärker" die zu Grunde liegende Technik beschreiben.

Restlichtverstärker und Wärmebildkameras, oft auch Thermalkameras genannt, werden dabei immer wieder verwechselt. Ein Restlichtverstärker nutzt Röhrentechnik, um das noch vorhandene Licht so gut wie möglich zu verstärken. Weil mit grüner Bildfarbe die damit beste Bildqualität möglich ist, haben Restlichtverstärker deshalb auch das charakteristische, aus vielen Filmen bekannte grüne Bild. Digitale Modelle ohne Röhre, die das Bild rein elektronisch aufhellen, haben meist ein Bild mit schwarz/weiß Abstufung. Dabei muss man sich eines bewusst machen: Gibt es überhaupt kein Licht mehr, herrscht also völlige Dunkelheit, bringt auch ein Restlichtverstärker nichts mehr, denn es gibt kein Restlicht mehr, das er verstärken kann. Nicht selten lassen sich bei diesen Geräten deshalb künstliche Aufheller zuschalten, die als eine Art Infrator-Taschenlampe den Restlichtverstärker unterstützen.

Wärmebildkameras hingegen hellen kein Restlicht auf, sondern konzentrieren sich auf eine ganz andere Information: die Wärmesignatur. Da bei dieser Methode das noch vorhandene sichtbare Licht keine Rolle spielt, funktionieren diese Thermal Kameras auch bei völliger Dunkelheit oder meist auch durch Rauch und Nebel hindurch. Genau diese Eigenschaft macht solche Geräte übrigens auch für Rettungskräfte interessant, denn Personen können so leichter gefunden werden.

Wärmebildtechnik einfach erklärt

Wie bereits erwähnt, interessiert eine Wärmebildkamera das noch vorhandene, für uns sichtbare Licht wenig. Solche Kameras lesen vielmehr die Strahlung, die durch die Wärme des Objektes vor der Linse abgegeben wird. Sicher, auch ein Stein, der den ganzen Tag in der Sonne liegt, gibt dabei Wärmestrahlung ab und leuchtet auf dem Bild einer Wärmebildkamera. Aber hauptsächlich sind es eben Lebewesen, insbesondere Menschen, die uns bei der Absicherung unserer Objekte interessieren und die geben immer eine Wärmestrahlung ab. Da sich die Umegbung hingegen im Laufe des Tages thermal "angleicht", sticht ein sich bewegendes Lebewesen sehr schnell auf dem Kamerabild hervor.

Technisch gesehen ähnelt eine Wärmebildkamera einer normalen Kamera, die jedoch ausschließlich einen bestimmten Frequenzbereich des Bildes aufnimmt. Dieser Bereich nennt sich "mittlerer Infrarotbereich", verläuft von 3,5 bis 15 μm und ist für das menschliche Auge unsichtbar. Vorteil und Nachteil is einem: Dadurch, dass die Wärmebildkamera alle anderen Informationen ausblendet, kommt es zu keiner Reizüberflutung beim Blick auf das Bild. Gleichzeitig kann es aber zu Orientierungsproblemen kommen, wenn wirklich nur die Wärmesignatur wiedergegeben wird und Anhaltspunkte wie Linien und Umrisse fehlen. Diesen Mangel versuchen manche Hersteller dadurch auszugleichen, indem sie mit einer zweiten "normalen" Kamera ein normales Bild über das Wärmebild legen (so wie im Bild zu diesem Blogbeitrag ersichtlich).

Wärmebildtechnik: Vorteile, Nachteile und Anwendungsfälle

Der Vorteil der Wärmebildtechnik liegt auf der Hand: Zur Absicherung eines Areals interessieren uns normalerweise keine unbelebten Gegenstände, sondern menschliche Übeltäter, die durch ihre Wärmestrahlung sofort erkennbar sind. Dies wiederum ermöglicht ein sehr ermüdungsfreies Auswerten des Kamerabildes, denn entscheidende Objekte springen einem förmlich ins Auge, während die eher uninteressante Umgebung ausgeblendet wird. Durch diesen harten Kontrast tut sich auch jede "Motion Detection" der Kamera leichter, denn Bewegungen werden eindeutiger erfasst als bei normalen Kameras, bei denen auch einmal ein Ast, der sich im Wind bewegt, als Alarm interpretiert wird.

Als Nachteil wird oft die noch mangelhafte Auflösung empfunden, über die viele Thermalkameras (noch) verfügen. Insbesondere auf größere Distanzen ist es dann schon schwer, ein Reh von einem Menschen zu unterscheiden, da beides nur einen leuchtenden Punkt darstellt. Kameras mit höherer Auflösung werden dann schnell hochpreisig und für den normalen Anwender nicht mehr erschwinglich. Trotzdem gibt die Kamera auch bei schlechter Auflösung zumindest einen ersten Hinweis, den man dann näher verfolgen und verifizieren kann. Da der Preis immer einem subjektiven Empfinden unterliegt, kann natürlich auch ein Einstiegsmodell bereits als hochpreisig empfunden werden. Über dem Preissegment normaler Überwachungskameras liegen Wärmebildkameras fast immer.

Was sind nun typische Anwendungsfälle? Ein Anwendungsfall war schon alleine durch die jüngste Corona Krise in den Medien allgegenwärtig: die Messung der Körpertemperatur als ersten Anhaltspunkt einer möglichen Virusinfektion. Dies interessiert im privaten Bereich oder bei der Absicherung des Firmengeländes natürlich weniger. Aber auch dort kann eine Wärmebildkamera eine wichtige Stütze und Ergänzung sein. Immer da, wo ich einen legalen Hintergrund ausschließen kann (z. B. nachts außerhalb der Arbeitszeiten oder auf dem Privatgrundstück) und es nicht darum geht, die Person auch zu identifizieren, sind Wärmebildkameras bei ihrer Erkennungsleistung unschlagbar. Letzteres sollte man sich aber bewusst machen: Sie werden auf dem Bild kein Gesicht erkennen, weshalb zur Beweissicherung der parallele Einsatz einer "normalen Kamera" durchaus Sinn macht.

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Vorteil: Konzentration auf das Wesentliche, Meldefunktion, Smart Software

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