skip to Main Content

Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Несколько ернический тон, в котором была выдержана предварительная публикация по этой теме, мы решили сменить на более наукообразной. Надеемся достучаться таким образом "куда следует". Кстати, а куда следует-то? В самом деле, кто больше заинтересован в усилении безопасности систем видеонаблюдения — производители, инсталляторы или рядовые пользователи? Не будем гадать. В любом случае, все они должны быть как минимум осведомлены.

Цели и задачи эксперимента

  • Определить опытным путем возможность нейтрализации (временного вывода из строя) камер видеонаблюдения лучом по маломощного лазера.
  • Рассмотреть вариации условий освещенности и их влияние на результат.
  • Выделить основные группы способов защиты камер.

Объект и средства тестирования

Чтобы камеры изначально имели определенное преимущество в планируемой схватке с лазерами, мы остановили свой выбор на заведомо "топовой" модели от Panasonic — WV-CP480: благодаря встроенной функции Super Dynamic III камера эта обладает расширенным в 160 раз относительно обычных камер динамическим диапазоном. Как известно, именно динамический диапазон определяет способность камер выдавать четкое изображение в экстремальных условиях освещения.

Для оцифровки поступающего с камеры изображения использовался один из редакционных ноутбуков, который мы обеспечили относительно недорогой (около 2500 руб.) Картой ввода композитного видеосигнала AVerTV Hybrid Express.

В качестве средства воздействия на видеокамеру использовалось специально сконструированное устройство, названное нами в традиционном стиле — LaserCamKiller4RG. Прибор четвертого поколения отличается еще более профессиональным дизайном, устойчивостью и точностью наведения. В основу конструкции лег целеуказатель на базе красного лазера с мощностью излучения 1 … 3 мВт. В ходе эксперимента красный лазер был заменен на 20-милливаттний зеленый, приобретенный под видом "лазерной указки для астрономических исследований". Цены на более мощные лазеры нас несколько удивили …

LaserCamKiller4RG

Для ускорения наведения лазера на цель в конструкции использован штатив с Курковой шаровой головкой. А смонтирован прибор на креплении с поворотным лимбом, обычно используемым для установки лазерных уровней: точности обычного штатива для фото-и видеокамер здесь явно недостаточно (это мы определили в предыдущей фазе тестирования).

Измерение расстояний проводилось с помощью лазерного дальномера JJ-Optics Laser RangeFinder 1500 (рабочий диапазон 15 … 1500 м). Поскольку устройство работает в ИК-диапазоне, в ходе эксперимента возникла идея попробовать в будущем и сам дальномер в качестве "сокрушителя камер". В особенности того способствовал неплохого качества встроенный семикратный объектив.

Диаметр пятна засветки

В таблице (см. ниже) приводится предварительный расчет диаметра пятна засветки D. По имеющимся у нас данным, типичный угол рассеяния А для лазерных указок и целеуказателей составляет 0,8 … 1,2 миллирадиан. В дальнейшем примем эту величину равной 1 мрад.

L 50 м 100 м 150 м 1000 м
D 5 см 10 см 15 см 100 см

Из школьного курса тригонометрии мы знаем, что D = L * tgA, где L — расстояние до объекта. Принимая при малых величинах углов tgA = A, упрощаем формулу к виду D = L * A.

По сложившейся годами привычке не слишком доверять математическим выкладкам, мы решили самостоятельно проверить величины диаметров пятен засветки от красного и зеленого лазеров. При L = 130 м измеренная величина D колебалась в диапазоне 11-12 см. Методика измерения: приклеив скотчем к стеклу лист белой бумаги, специально выделенный сотрудник обрисовывал пятно засветки от попадающего на письмо лазера с обратной стороны острым карандашом. С расстояния 130 метров размер пятна оказался сравнимым с габаритами типичного купола поворотной камеры — таким образом, "накрутить" камер этого типа с помощью лазеров вполне возможно и теоретически, и практически.

Максимальная дистанция

По нашим предположениям, максимальная эффективная дальность действия лазера должна зависеть от нескольких факторов. Вот они — в порядке убывания важности:

  • последствия рассеяния лазерного луча-
  • ограничения, связанные с процессом наведения на объект-
  • свойства и параметры оптики устройств при
    целивания.

В данном эксперименте мы ограничили предельную дальность 150 метров — отчасти и вследствие того, что тесты проводились в условиях плотной застройки мегаполиса. Суть количественной части исследования — определение точности и среднего времени прицеливания на различных расстояниях до объекта в различных условиях освещенности.

Прямой наводкой: в ночных условиях

Испытанная камера в соответствии с инструкцией по эксплуатации была настроена на монохромную съемку с использованием сверхвысокого динамического диапазона (SDIII). Во избежание приобретения дорогого прибора ночного видения в помещении, где была установлена видеокамера, включена задняя фоновая подсветка — в противном случае прицеливания вызвало бы значительные трудности.

Организационная схема теста выглядела следующим образом. Один из сотрудников редакции — назовем его Стрелок — отдавал по мобильной связи команду включения записи видеосигнала и немедленно приступал к наведению. По окончании прицеливания приводился в действие лазер, о чем немедленно извещать второй сотрудник — Наблюдатель. По истечении нескольких секунд видеозапись останавливалась Наблюдателем, и производился экспорт стоп-кадра с засветкой. Замер времени прицеливания проводился в программе воспроизведения видеосигнала.

L = 140 м, красный лазер 3 мВт, длина волны 650 нм
1 2 3
Попадание Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Время прицеливания 37 из 16 из 16 из
4 5 6
Попадание Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Время прицеливания 17 из 19 из 10 с
7
Попадание Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Увеличенный скриншот наиболее точного попадания

Время прицеливания 14 из
8 9 10
Попадание Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Время прицеливания 29 из 16 из 20 из

При стопроцентном попадании луча в кадр среднее время прицеливания составило в данной серии тестов 19 секунд. Возможно, что проведя пару недель в упорных тренировках, Стрелок смог бы снизить этот показатель и до нескольких секунд. Профессиональная подготовка не бывает лишним — даже для того, чтобы стать хорошим злоумышленником или диверсантом.

Интересно, что в ходе прицеливания наблюдался эффект, облегчает точное наведение луча в объектив — отражение луча от светочувствительной матрицы. Чем точнее приводился лазер, тем ярче становился следует отражение в объективе прицела. Подобные способы выявления видеокамер и снайперских прицелов уже используются на практике — при этом они способны работать и в полной темноте!

Заменив лазерный источник на зеленый, мы добились того, что детали окружающей реальности стали практически не
различимы. Зачарованные настолько очевидной разницей в качестве "накрутить", время прицеливания контролировать уже не стали.

L = 140 м, зеленый лазер 20 мВт, длина волны 532 нм
1 2 3
Попадание Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Прямой наводкой: в пасмурный день

Испытанная камера была настроена на цветной режим отображения с использованием сверхвысокого динамического диапазона (SDIII). В процессе "пристрелки" от испытаний красного лазера решили отказаться "за явным преимуществом" зеленого.

Скриншот при засветке по центру кадра (L = 140 м)
Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Оказалось, что испытанная камера в данных условиях способна достаточно эффективно отработать засветки! Обратите внимание на разницу в изображении между скриншотами — снятым непосредственно после включения лазера (т.е. при настройке на параметры освещенности кадра до момента засветки)

Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

и через несколько секунд, когда в действие вступают механизмы автоматической установки диафрагмы и цифровой обработки SDIII.

Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

В ночных условиях закрытия диафрагмы оказывается на руку злоумышленникам. Однако в дневное время диафрагма чаще полузакрытые — и потому, скорее всего, именно расширенный динамический диапазон камеры не дает возможности полностью осветить поле кадра. По крайней мере, 20-милливаттному лазера здесь оказалось "нечего ловить". Возможно, проблема в соотношении размеров пятна засветки и объектива (диаметр линзы отчаянно сопротивлялся Панасоника составляет 13 мм) — значительная часть мощности луча идет в "молоко".

В следующей серии опытов нужно будет обязательно протестировать систему на меньших расстояниях с дорогой камерой и на тех же — с типичной дешевой. Попробуем и разные объективы. И, если удастся, "раскачать" лазер до 150 …. 200 мВт. Даже если не удастся с его помощью преодолеть с камерой, от хорошего зеленого луча можно будет эффектно прикуривать …

Боковая засветка объектива

Скриншоты еще раз подтвердили уже сложившуюся нами гипотезу о том, что более мощный лазер эффективно, а днем с лазерной "пушкой" против SDIII переть бессмысленно.

L = 130 м, красный лазер 3 мВт, ночь
Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

L = 130 м, зеленый лазер 20 мВт, ночь
Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

L = 170 м, зеленый лазер 20 мВт, день
Камеры под прицелом лазеров (часть 2)

Как защитить камеры?

Диагноз ясен. В условиях недостаточной освещенности лазер представляет определенную опасность — даже для лучших образцов камер видеонаблюдения. А с учетом разработок американских "товарищей" и доступности компонентов систем опасность эта может в любой момент воплотиться на практике. Мы условно разбили возможные методы защиты на три группы. Коллективный разум отрасл

Back To Top