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，首當其沖的就是交通部門。由于霧霾天氣導致的能見度低而造成的交通事故屢見不鮮，同時交通路口的普通可見光監(jiān)控系統(tǒng)在這個時候也顯得力不從心，如何保證在霧霾天氣中安全行車也成為了當下人們關心的話題。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)不再是個棘手的問題，而他們的核心技術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，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拍攝對比

上圖是一組霧霾中可見光相機與紅外熱像儀拍攝的對比。對比可見光相機拍攝的照片，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)控中的應用。

什么是紅外熱像儀?

紅外熱像儀是被動紅外熱成像。在自然界中，一切物體的溫度都高于絕對零度(-273℃)，都會有紅外輻射。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，以灰度級顯示出物體的紅外圖片，同時獲得被測目標的溫度分布。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。正是由于這個特點，紅外熱成像技術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域的具體應用

車載夜視

有調查顯示60%的交通事故都發(fā)生在夜間及天氣不好的情況下，主要是因為駕車時的視線比較差，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重的道路上行駛，受汽車大燈照射距離的限制，行駛會有安全隱患。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成年人，一個視力好的司機用近光燈可以在距離88米處看到他，用遠光燈可達到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間對任何潛在危險作出反應。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)，由于價格的原因，國內外各大汽車廠商只是在其頂級豪華車型中使用了車載紅外熱像儀。但據(jù)專家預測，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警設備。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，往往這些火災都是由不明顯的隱火所引起的。傳統(tǒng)的森林防火預警存在很多不足及局限性，很難及時發(fā)現(xiàn)這些隱火，從而導致火情的迅速蔓延。然而紅外熱像儀能夠快速發(fā)現(xiàn)這些隱火，并能準確定位隱火地點和范圍;此外紅外熱像儀能夠穿透煙霧發(fā)現(xiàn)著火點，更有利于分析火災發(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/可見光對比(巨哥電子DT30拍攝)

總結

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