高-技術(shù)野生動(dòng)物觀察：雙-頻譜PTZ攝像機(jī)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(jī) - 將普通攝像機(jī)與熱（熱-傳感）成像儀結(jié)合在一起的監(jiān)視單元，並且可以遠(yuǎn)程放置，傾斜和變焦。這些智能攝像機(jī)即使在完全的黑暗或茂密的葉子中，也可以檢測(cè)到其體內(nèi)的熱量來(lái)“看到”溫暖的生物。然後，機(jī)載AI軟件分析視頻提要以標(biāo)記特定動(dòng)物（或人類）。實(shí)際上，系統(tǒng)將紅外熱模式變成了有關(guān)野生動(dòng)植物的真實(shí)時(shí)間警報(bào)。保護(hù)團(tuán)隊(duì)使用這項(xiàng)技術(shù)連續(xù)監(jiān)測(cè)動(dòng)物 - 發(fā)現(xiàn)偷獵者，觀察農(nóng)作物突襲或悄悄觀察動(dòng)物行為 - 而無(wú)需親自在那裡。熱傳感器在晚上“看到”動(dòng)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，大像或犀牛等生物。

技術(shù)如何運(yùn)作

雙-頻譜PTZ攝像機(jī)具有兩個(gè)“眼睛”：一個(gè)普通的光學(xué)攝像頭和一個(gè)熱紅外傳感器。光學(xué)相機(jī)提供標(biāo)準(zhǔn)的日光（或低-輕）視頻；熱攝像機(jī)測(cè)量熱量（長(zhǎng)-波紅外），並根據(jù)溫度差異繪製圖像。由於所有溫暖的物體都會(huì)發(fā)出紅外光，因此即使在晚上，動(dòng)物和人也會(huì)出現(xiàn)明亮的形狀。這意味著，例如，熱攝像機(jī)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(jī)）只能看到黑色。這 ptz （PAN - TILT - ZOOM）機(jī)構(gòu)使操作員可以將相機(jī)遠(yuǎn)程指向其範(fàn)圍內(nèi)的任何位置，並放大細(xì)節(jié) - 覆蓋了一個(gè)坐騎的許多平方公里。

在此硬件之上， AI -動(dòng)物識(shí)別 在相機(jī)（或附近的計(jì)算機(jī)）上運(yùn)行。已經(jīng)對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行了訓(xùn)練，以識(shí)別各種動(dòng)物的形狀。例如，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以分析每個(gè)框架，並標(biāo)記任何看起來(lái)像老虎，大象，人類或其他目標(biāo)物種的東西。當(dāng)檢測(cè)到動(dòng)物（或人）時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)發(fā)送警報(bào)。這減少了錯(cuò)誤的警報(bào) - 遊騎兵或生物學(xué)家就不會(huì)無(wú)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(jiǎn)而言之，攝像機(jī)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(duì)野生動(dòng)植物活動(dòng)的真實(shí)時(shí)間響應(yīng)。

主要優(yōu)勢(shì)

• 回合-時(shí)鐘檢測(cè)： 熱傳感器“在整個(gè)黑暗中”和葉子“看到”，因此相機(jī)日夜監(jiān)視野生動(dòng)植物。

• 廣泛的覆蓋範(fàn)圍： PAN -傾斜-變焦攝像機(jī)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(gè)相機(jī)觀看的土地比徒步旅行的更多。

• AI警報(bào)： 在-董事會(huì)分析上立即提升感興趣的動(dòng)物或人類。這使監(jiān)視積極主動(dòng)：不再需要滾動(dòng)幾個(gè)小時(shí)的靜態(tài)鏡頭。

• 非侵入性監(jiān)測(cè)： 由於系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)光或聲音，因此不會(huì)打擾動(dòng)物。研究人員可以觀察自然行為或計(jì)算人群，而不會(huì)嚇到野生動(dòng)植物。

• 增加護(hù)林員安全： 遊騎兵在關(guān)閉之前遠(yuǎn)程遠(yuǎn)處看到威脅。在使用熱攝像機(jī)之前，跟蹤器取決於狗和手電筒，導(dǎo)致危險(xiǎn)的夜間遇到?，F(xiàn)在，團(tuán)隊(duì)可以從遠(yuǎn)處“看到”麻煩，減少危險(xiǎn)的伏擊並停止犯罪發(fā)生。

反偷獵監(jiān)視

這項(xiàng)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(chǔ)備中，保護(hù)小組沿周圍和卡車部署了熱量PTZ攝像機(jī)的機(jī)隊(duì)。這些攝像機(jī)將人類入侵者視為熱標(biāo)誌，並立即提醒護(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(gè)高-電力的熱PTZ單元。這些裝置安裝在塔樓和車輛上，會(huì)自動(dòng)注意任何人類或車輛在夜間移動(dòng)。當(dāng)AI旗一個(gè)人時(shí)，系統(tǒng)會(huì)向公園工作人員發(fā)出警報(bào)。結(jié)果是戲劇性的：部署了這項(xiàng)技術(shù)後，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(bào)告以來(lái)沒(méi)有偷獵事件，因?yàn)榘惭b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(dòng)物由於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(cè)到大象和人，AI可以自動(dòng)將野生動(dòng)植物與人類區(qū)分開(kāi)。這些工具使護(hù)林員在公園（肯尼亞保護(hù)區(qū)擁有超過(guò)80％的犀牛和大象）中保留對(duì)瀕危物種的標(biāo)籤，同時(shí)迅速發(fā)現(xiàn)偷獵者。在實(shí)踐中，這種系統(tǒng)有助於打擊非法狩獵 - 肯尼亞的一項(xiàng)自然基金會(huì)努力在2020年之前停止了所有犀牛偷獵。

熱PTZ攝像機(jī)通常是太陽(yáng)能-或電池-供遠(yuǎn)程使用。他們的表現(xiàn)要優(yōu)於較舊的方法：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(gè)緩慢而危險(xiǎn)的過(guò)程。在一種情況下，熱系統(tǒng)使一個(gè)團(tuán)隊(duì)可以覆蓋每臺(tái)攝像頭7公里的7公里，從而釋放了員工以覆蓋更多地面。正如一位遊騎兵所指出的那樣，熱成像是“改變遊戲規(guī)則的人”，因?yàn)槟F(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(bào)導(dǎo)了類似的成功。在南非和非洲其他地區(qū)，儲(chǔ)備金還向貧窮的偷獵者部署??了帶有分析的相機(jī)陣列。在非洲，即使是簡(jiǎn)單的熱示波器和AI工具（例如捐贈(zèng)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(dòng)物衝突

這些相機(jī)還用於保護(hù)人和牲畜。對(duì)於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(huì)殺死牲畜甚至威脅生命。現(xiàn)在，一些項(xiàng)目安裝了俯瞰村莊或田野的熱PTZ攝像機(jī)。如果豹子，老虎或大象接近，AI會(huì)發(fā)現(xiàn)動(dòng)物的熱簽名並發(fā)出警報(bào)。警報(bào)會(huì)觸發(fā)威懾力（閃爍的燈，警報(bào)器），或者簡(jiǎn)單地通知村民掩護(hù)。

在印度森林中安裝AI -功能強(qiáng)大的相機(jī)陷阱。研究人員建立了緊湊的智能攝像頭，可以識(shí)別船上的老虎。當(dāng)相機(jī)AI“看到”老虎時(shí)，它會(huì)向Park Rangers（通過(guò)SMS或消息傳遞應(yīng)用程序）發(fā)送即時(shí)的照片警報(bào)。這使村民可以及時(shí)保護(hù)自己的牛。這樣的系統(tǒng) - 稱為 帶有AI的相機(jī)陷阱 - 幫助印度儲(chǔ)量追蹤了公園邊界以外的個(gè)體老虎。流浪者甚至警告社區(qū)對(duì)WhatsApp的提醒，以便牧民可以發(fā)出警報(bào)並保持安全。非洲部分地區(qū)也使用了類似的AI攝影機(jī)，以警告接近大像或其他野生動(dòng)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(jī)的邊緣已被試用，以發(fā)送大像或獅子靠近時(shí)的通知。目的是防止作物襲擊並減少對(duì)野生動(dòng)植物的報(bào)復(fù)性殺害。電信公司和非政府組織正在測(cè)試集成系統(tǒng)（360°相機(jī) + AI +小組網(wǎng)絡(luò)），該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)短信警報(bào)當(dāng)?shù)卣Z(yǔ)言的動(dòng)物運(yùn)動(dòng)。早期測(cè)試顯示了前景：一個(gè)肯尼亞項(xiàng)目（ m - twiga 系統(tǒng)）甚至可以在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題物種時(shí)閃爍燈光和聲音警報(bào)，從而使村民有寶貴的警告。

研究野生動(dòng)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(jī)作為研究工具。由於攝像機(jī)靜靜地運(yùn)行，因此它們非常適合觀察夜間或秘密物種。例如，熱攝像機(jī)使調(diào)查刺猬，蝙蝠或大貓等動(dòng)物而不會(huì)打擾它們變得更加容易。研究人員可以記錄可能看不見(jiàn)的行為（餵養(yǎng)，築巢，遷移）的視頻。一項(xiàng)研究指出，熱-成像調(diào)查大大改善了林地中隱藏的哺乳動(dòng)物的發(fā)現(xiàn)。

晚上出現(xiàn)蝙蝠的熱視頻。?
在這裡，PTZ攝像頭的熱傳感器（屏幕底部）檢測(cè)到數(shù)十個(gè)飛行蝙蝠，並在涼爽的背景下突出顯示。熱監(jiān)視使這些夜間動(dòng)物在沒(méi)有任何燈光的情況下可見(jiàn)。至關(guān)重要的是，攝像機(jī)不會(huì)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(dòng)植物。這樣的系統(tǒng)還可以計(jì)算羊群或牛群（例如，在棲息地或棲息的鳥(niǎo)類上的密封），並隨著時(shí)間的推移監(jiān)視變化，從而提供有關(guān)人口和運(yùn)動(dòng)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(shuí)去哪里和何時(shí)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(dòng)物習(xí)慣（例如，夜間捕食者在夜間移動(dòng)的頻率），舊方法根本無(wú)法使用。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?比傳統(tǒng)監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)

? 雙重- Spectrum PTZ系統(tǒng)對(duì)靜態(tài)相機(jī)陷阱或腳巡邏等遺留方法提供了幾種關(guān)鍵改進(jìn)：

• ? 真實(shí)的時(shí)間警報(bào)：傳統(tǒng)的攝像頭存儲(chǔ)圖像，以後必須檢索。相比之下，智能攝像機(jī)分析-網(wǎng)站上的錄像，並立即提醒護(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(jī)遇。

• ? 24/7覆蓋範(fàn)圍： 人類巡邏和普通攝像機(jī)受日光和人力的限制。熱- PTZ單元日間運(yùn)行，全天候保護(hù)。

• ? 更大的範(fàn)圍： 單個(gè)PTZ攝像機(jī)可以多次調(diào)查固定相機(jī)的面積。正如一份報(bào)告所指出的那樣，卡車-安裝的熱單元使遊騎兵“覆蓋每個(gè)相機(jī)7平方公里”，這將使許多步行巡邏。

• 自動(dòng)動(dòng)物/人類識(shí)別： 嵌入的AI有助於對(duì)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(shí)別熱圖像中的不同物種。這減少了錯(cuò)誤的警報(bào)（例如風(fēng)或雨），並將注意力集中在真正的野生動(dòng)植物上。

• 較少的干擾： 由於這些相機(jī)可與熱量和遠(yuǎn)程觀看一起使用，因此它們不會(huì)嚇到動(dòng)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(wú)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)意味著遊騎兵的危險(xiǎn)夜間散步更少。巡邏可以更加集中。例如，在安裝熱攝像機(jī)之前，反偷獵隊(duì)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”使遊騎兵可以從遠(yuǎn)處發(fā)現(xiàn)麻煩，並在危機(jī)展開(kāi)之前採(cǎi)取行動(dòng)。

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(dòng)記錄器。他們結(jié)合了傳感器和分析，將野生動(dòng)植物監(jiān)測(cè)從被動(dòng)雜貨轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)保護(hù)策略。

全球採(cǎi)用和未來(lái)前景

在全球範(fàn)圍內(nèi)，雙重頻譜PTZ攝像機(jī)與AI的使用正在增長(zhǎng)。在非洲和亞洲，政府和非政府組織正在加強(qiáng)主要儲(chǔ)備中的部署。在北美和歐洲，野生動(dòng)植物管理人員甚至運(yùn)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(jī)來(lái)減少鹿碰撞）。專家項(xiàng)目 雙重-數(shù)字增長(zhǎng) 在未來(lái)十年的這些市場(chǎng)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(qiáng)大的邊緣計(jì)算使攝像機(jī)能夠立即傳達(dá)警報(bào)並在設(shè)備上運(yùn)行更複雜的AI模型。未來(lái)的攝像機(jī)不僅可以自動(dòng)識(shí)別 在場(chǎng) 動(dòng)物但是 物種 甚至個(gè)人身份。無(wú)人機(jī)和航空車也開(kāi)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(xiàng)目已經(jīng)將這些相機(jī)集成到智能風(fēng)景中。例如，事物平臺(tái)的互聯(lián)網(wǎng)-現(xiàn)在允許通過(guò)SMS或應(yīng)用程序發(fā)送警報(bào)到村民和護(hù)林員?？夏醽喌膱F(tuán)隊(duì)正在測(cè)試360°AI攝像機(jī)（“ M - Twiga”系統(tǒng)），該攝像機(jī)在附近發(fā)現(xiàn)野生動(dòng)植物時(shí)都會(huì)通知社區(qū)並激活威懾力量（如燈光或聲音）。從非洲保護(hù)區(qū)到印度老虎儲(chǔ)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(shí)。

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(xiàng)目也可以負(fù)擔(dān)這項(xiàng)技術(shù)。在接下來(lái)的幾年中，應(yīng)該看到全球智能相機(jī)的智能相機(jī)網(wǎng)絡(luò)，不懈地努力觀察瀕臨滅絕的野生動(dòng)植物。通過(guò)看到看不見(jiàn)的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)對(duì)自然產(chǎn)生了強(qiáng)大的新眼睛 - 可以幫助我們地球的動(dòng)物更安全，比以往任何時(shí)候都更加理解。

資料來(lái)源： 保護(hù)技術(shù)報(bào)告和野生動(dòng)植物組織和技術(shù)提供商的新聞報(bào)導(dǎo)。?