Toda cifra DRI de una ficha técnica térmica es un cálculo, no una medición. Sale del paso de píxel, la focal y un conjunto de supuestos sobre el tamaño del objetivo y la transmisión atmosférica. En cuanto usted sabe hacer ese cálculo, distingue qué afirmaciones del proveedor son conservadoras y cuáles son optimismo aritmético.
Puntos clave
- El alcance de detección se deriva de tres números: el paso del detector, la focal y el criterio que acepte como detección.
- Cambie el criterio y el mismo hardware arroja alcances que difieren en más de un orden de magnitud: por eso las cifras de alcance son incomparables sin su norma.
- La NETD entra como límite de contraste térmico, no de geometría; decide si el objetivo es distinguible, no si es resoluble.
- Modele primero la misión y lea después las fichas técnicas contra ella: la aritmética convierte una cifra de marketing en una decisión de compra.
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Los tres números que fijan la respuesta
El campo de visión instantáneo (IFOV) es el ángulo que abarca un píxel: el paso de píxel dividido por la focal. Un píxel de 12 µm tras un objetivo de 25 mm da 0,48 mrad. A 1.000 m ese píxel cubre 0,48 m de terreno. Ese es el límite geométrico, y nada aguas abajo lo supera.
Los criterios de Johnson convierten un número requerido de pares de líneas sobre el objetivo en un alcance. Los valores clásicos son 1,0 par de líneas para detección, 4,0 para reconocimiento y 8,0 para identificación, medidos sobre la dimensión crítica del objetivo. Como un par de líneas necesita dos píxeles, la detección requiere unos 2 píxeles sobre el objetivo, el reconocimiento 8 y la identificación 16.
La dimensión crítica es el tamaño mínimo significativo del objetivo. Una persona de pie se toma convencionalmente como 1,8 × 0,5 m con dimensión crítica de 0,75 m; un vehículo ligero, 4,2 × 1,8 m con 2,3 m. Cambie ese supuesto y cambia con él cada alcance publicado, que es exactamente como dos proveedores citan números distintos para el mismo sensor.
Ejemplo resuelto
Tomemos un núcleo de 640 × 512 con píxeles de 12 µm tras un objetivo de 25 mm, buscando una persona con dimensión crítica de 0,75 m.
| Paso | Cálculo | Resultado |
|---|---|---|
| IFOV | 12 µm ÷ 25 mm | 0,48 mrad |
| Detección (1 par de líneas ≈ 2 px) | 0,75 m ÷ (2 × 0,48 mrad) | ≈ 780 m |
| Reconocimiento (4 pl ≈ 8 px) | 0,75 m ÷ (8 × 0,48 mrad) | ≈ 195 m |
| Identificación (8 pl ≈ 16 px) | 0,75 m ÷ (16 × 0,48 mrad) | ≈ 98 m |
| Mismo núcleo, objetivo de 50 mm | El IFOV se reduce a la mitad, a 0,24 mrad | Los alcances se duplican |
| Mismo objetivo, píxeles de 17 µm | El IFOV sube a 0,68 mrad | Los alcances caen ~29 % |
Dónde entra la NETD
La geometría anterior supone que el objetivo es visible en absoluto. La NETD —diferencia de temperatura equivalente al ruido— determina si hay contraste térmico suficiente para resolverlo. Un detector de 50 mK necesita unos 50 mK de diferencia aparente entre objetivo y fondo antes de que el objetivo emerja del ruido.
En la práctica esto importa sobre todo en los márgenes. Una persona sobre suelo frío presenta varios kelvin de contraste y la NETD es irrelevante. Una persona en agua templada, la firma de una tubería enterrada o una zona de hormigón delaminada presentan unos cientos de milikelvin, y ahí la NETD lo es todo. Por eso especificamos 40 mK o mejor para aplicaciones de medida y consideramos 50–60 mK suficientes para búsqueda.
La transmisión atmosférica es el tercer borrador. Humedad, aerosoles y longitud de trayecto atenúan el LWIR. Una detección de 780 m en día despejado puede quedarse en 300 m con calima sin que cambie nada dentro de la carga útil.
Leer una ficha técnica con criterio
- Pregunte qué conjunto de criterios se usó. Johnson y EN 62676-4 producen cifras muy distintas para el mismo sensor, a menudo con un factor de cinco a diez. Véase Distancias DRI explicadas.
- Pregunte por las dimensiones de objetivo supuestas. Un proveedor que cite 1,8 m de dimensión crítica en lugar de 0,75 m más que duplica todos los alcances.
- Compruebe si la cifra corresponde al canal térmico o al canal EO con zoom. Mezclarlos es el juego de manos más común en las fichas.
- Confirm the atmospheric assumption. «Clear atmosphere» is a laboratory condition, not a Tuesday in November.
Cómo se manifiesta en nuestras cargas útiles
Publicamos las cifras Johnson y EN 62676-4 una junto a otra en cada página de producto precisamente porque la diferencia entre ellas es grande y significativa. En OP-90D la cifra Johnson de detección de una persona es de 8.103 m y la de EN 62676-4 es de 709 m: mismo sensor, misma óptica, pregunta distinta.
Para trabajo de largo alcance, LX-9B cambia tamaño y peso por focal, la única variable de la ecuación del IFOV que puede moverse una vez elegido el detector.
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Datos de campo: datos DRI reales de seis cargas útiles, la sensibilidad térmica (NETD) explicada y por qué 12 µm sustituyó a 17 µm.
Convertir el cálculo en una decisión de compra
The reason to run this calculation yourself is that it converts a vague requirement into a specification. «We need to see people at 500 m» is not procurable. «We need recognition of a 0.75 m critical dimension at 500 m, which requires an IFOV no worse than 0.19 mrad» is — and it immediately tells you that a 12 µm core needs at least 64 mm of focal length to get there.
Trabaje hacia atrás desde el requisito operativo en tres pasos. Decida primero el nivel de tarea: la detección basta para un barrido de búsqueda, el reconocimiento hace falta antes de enviar una dotación, la identificación antes de tomar una decisión legal. Fije luego la dimensión crítica del objetivo según lo que realmente busca, no según un estándar cómodo. Por último despeje el IFOV, y a partir del IFOV la combinación de focal y paso de píxel que lo proporciona.
Ese proceso suele dar una respuesta incómoda, y ese es el objetivo. La mayor parte de la decepción con cargas útiles térmicas viene de comprar por una cifra llamativa de detección y descubrir después que la misión exigía reconocimiento: una penalización de alcance de cuatro veces que ningún procesado de imagen recupera.
- Especifique explícitamente el nivel de tarea (detección, reconocimiento o identificación) en el requisito.
- Declare en metros la dimensión crítica de objetivo para la que está diseñando.
- Derive el IFOV requerido y compruebe las cargas útiles candidatas frente a él, no frente a sus alcances de marketing.
- Añada margen atmosférico: asuma alcances reales del 50–70 % de la cifra geométrica en condiciones típicas.
- Verifique con una prueba de campo contra un objetivo conocido a distancia medida antes de comprometer una flota.
FAQ
¿Por qué dos proveedores citan alcances de detección tan distintos para el mismo sensor?
Porque el alcance depende del conjunto de criterios y del tamaño de objetivo supuesto, no solo del hardware. Los criterios de Johnson con una dimensión generosa dan cifras varias veces mayores que EN 62676-4 con una conservadora. Pregunte siempre qué norma y qué dimensiones se usaron.
¿Una NETD más baja significa siempre mayor alcance de detección?
Solo cuando el contraste es el factor limitante. Frente a objetivos de alto contraste, como una persona sobre suelo frío, la geometría limita el alcance y la NETD no cambia nada. Frente a objetivos de bajo contraste —agua templada, tuberías enterradas, delaminaciones— domina la NETD.
¿Puede el zoom digital ampliar el alcance DRI?
No. El zoom digital agranda píxeles sin añadir información; el IFOV lo fijan el paso de píxel y la focal. Solo una focal óptica mayor o un paso de píxel más fino cambian el límite geométrico.