霧霾中的慧眼——紅外熱像儀

12月以來，霧霾持續(xù)侵襲上海，能見度一度不足50米，“魔都”也瞬間變成了“霧都”。在霧霾的天氣中，各行各業(yè)都不同程度地受到了影響，首當(dāng)其沖的就是交通部門。由于霧霾天氣導(dǎo)致的能見度低而造成的交通事故屢見不鮮，同時(shí)交通路口的普通可見光監(jiān)控系統(tǒng)在這個(gè)時(shí)候也顯得力不從心，如何保證在霧霾天氣中安全行車也成為了當(dāng)下人們關(guān)心的話題。在一些汽車品牌的高檔產(chǎn)品中，諸如此類的惡劣情況已經(jīng)不再是個(gè)棘手的問題，而他們的核心技術(shù)就是集成于車上的紅外熱像儀。在霧霾天氣中，由于可見光的波長短，克服障礙的能力差，從而造成我們觀察效果受損，而紅外熱像儀的工作波長在8～14um,其穿霧霾的能力強(qiáng)，從而很好地獲取紅外圖像。

圖1：巨哥電子紅外熱像儀與可見光相機(jī)拍攝對(duì)比

上圖是一組霧霾中可見光相機(jī)與紅外熱像儀拍攝的對(duì)比。對(duì)比可見光相機(jī)拍攝的照片，熱像儀的穿透能力和成像效果高下立判。下面我們將具體來介紹紅外熱像儀在安防監(jiān)控中的應(yīng)用。

什么是紅外熱像儀?

紅外熱像儀是被動(dòng)紅外熱成像。在自然界中，一切物體的溫度都高于絕對(duì)零度(-273℃)，都會(huì)有紅外輻射。紅外熱像儀就是根據(jù)探測到的物體輻射能的大小，經(jīng)過系統(tǒng)處理顯示為物體的熱像圖，以灰度級(jí)顯示出物體的紅外圖片，同時(shí)獲得被測目標(biāo)的溫度分布。紅外熱像儀可以在完全無光的夜晚，或是在煙云密布的惡劣環(huán)境清晰成像。正是由于這個(gè)特點(diǎn)，紅外熱成像技術(shù)可用在夜間的安全防范、惡劣天氣下監(jiān)視和各種場所的防火監(jiān)控系統(tǒng)中。

紅外熱像儀在安防領(lǐng)域的具體應(yīng)用

車載夜視

有調(diào)查顯示60%的交通事故都發(fā)生在夜間及天氣不好的情況下，主要是因?yàn)轳{車時(shí)的視線比較差，汽車速度比較高引起的。尤其是夜間在沒有路燈和霧霾較為嚴(yán)重的道路上行駛，受汽車大燈照射距離的限制，行駛會(huì)有安全隱患。采用紅外熱像儀作為視覺輔助駕駛系統(tǒng)，駕駛員能夠在低能見度或者黑暗中清楚觀察車輛前方的信息，也可以看到汽車前照燈照射不到的區(qū)域、強(qiáng)光陰影中的行人、車輛。一般汽車大燈的照射距離在100m左右，而紅外熱像儀可以看到450m意外的路況信息。如果汽車行駛前方有一個(gè)成年人，一個(gè)視力好的司機(jī)用近光燈可以在距離88米處看到他，用遠(yuǎn)光燈可達(dá)到164m，而采用紅外熱像儀能在458m外發(fā)現(xiàn)前方行人，駕駛員在使用紅外熱像儀后能有更多的時(shí)間對(duì)任何潛在危險(xiǎn)作出反應(yīng)。因此紅外熱像儀能夠大幅度降低夜間、煙霧和霧霾等天氣下駕駛的危險(xiǎn)性。目前越來越多的汽車廠家開始開發(fā)和使用以紅外熱像儀為核心的車載夜視系統(tǒng)，由于價(jià)格的原因，國內(nèi)外各大汽車廠商只是在其頂級(jí)豪華車型中使用了車載紅外熱像儀。但據(jù)專家預(yù)測，在不久的將來隨著科技的發(fā)展和紅外熱像儀生產(chǎn)成本的降低，車載夜視系統(tǒng)將會(huì)全面普及。

圖2：巨哥電子車載熱像儀V30拍攝圖片

防火監(jiān)控

由于紅外熱像儀顯示物體表面溫度分布的設(shè)備，因此除了夜間可以作為現(xiàn)場監(jiān)控使用外，還可以作為有效防火報(bào)警設(shè)備。近年來森林防火已成為林業(yè)工作的重中之重，全球每年都有一定數(shù)量的森林火災(zāi)，往往這些火災(zāi)都是由不明顯的隱火所引起的。傳統(tǒng)的森林防火預(yù)警存在很多不足及局限性，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些隱火，從而導(dǎo)致火情的迅速蔓延。然而紅外熱像儀能夠快速發(fā)現(xiàn)這些隱火，并能準(zhǔn)確定位隱火地點(diǎn)和范圍;此外紅外熱像儀能夠穿透煙霧發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，更有利于分析火災(zāi)發(fā)展趨勢。

圖3：巨哥電子紅外/可見雙艙系統(tǒng)DT30(森林防火)

夜間及惡劣氣候條件下的監(jiān)控

紅外熱像儀相對(duì)于可見光能夠在夜間及惡劣氣候條件下清晰成像，因此常常被用于高速公路、鐵道夜間安全保衛(wèi)巡邏，夜間城市交通安全管制等領(lǐng)域。

圖4：道路監(jiān)控(巨哥電子MAG30拍攝)

圖5：霧霾天氣中紅外/可見光對(duì)比(巨哥電子DT30拍攝)

總結(jié)

近幾年來，紅外熱像儀已經(jīng)逐漸進(jìn)入安防監(jiān)控領(lǐng)域，相對(duì)于普通的可見光監(jiān)控系統(tǒng)，紅外熱像儀具有不受低照度、太陽強(qiáng)光的干擾，可穿透煙霧、霧霾等特點(diǎn)，這也使得紅外熱像儀在安防監(jiān)控領(lǐng)域更具優(yōu)勢，同時(shí)由于紅外熱像儀能夠顯示物體的溫度分布，紅外熱像儀也被應(yīng)用于森林防火等領(lǐng)域。隨著紅外成像技術(shù)不斷進(jìn)步及前端設(shè)備市場的快速成熟，紅外熱像儀將會(huì)在安防監(jiān)控中發(fā)揮它的重要作用。