霧霾中的慧眼——紅外熱像儀

12月以來(lái)，霧霾持續侵襲上海，能見(jiàn)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(mén)。由于霧霾天氣導致的能見(jiàn)度低而造成的交通事故屢見(jiàn)不鮮，同時(shí)交通路口的普通可見(jiàn)光監控系統在這個(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(chē)也成為了當下人們關(guān)心的話(huà)題。在一些汽車(chē)品牌的高檔產(chǎn)品中，諸如此類(lèi)的惡劣情況已經(jīng)不再是個(gè)棘手的問(wèn)題，而他們的核心技術(shù)就是集成于車(chē)上的紅外熱像儀。在霧霾天氣中，由于可見(jiàn)光的波長(cháng)短，克服障礙的能力差，從而造成我們觀(guān)察效果受損，而紅外熱像儀的工作波長(cháng)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(jiàn)光相機拍攝對比

上圖是一組霧霾中可見(jiàn)光相機與紅外熱像儀拍攝的對比。對比可見(jiàn)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(lái)介紹紅外熱像儀在安防監控中的應用。

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零度(-273℃)，都會(huì )有紅外輻射。紅外熱像儀就是根據探測到的物體輻射能的大小，經(jīng)過(guò)系統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(shí)獲得被測目標的溫度分布。紅外熱像儀可以在完全無(wú)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、惡劣天氣下監視和各種場(chǎng)所的防火監控系統中。

紅外熱像儀在安防領(lǐng)域的具體應用

車(chē)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(chē)時(shí)的視線(xiàn)比較差，汽車(chē)速度比較高引起的。尤其是夜間在沒(méi)有路燈和霧霾較為嚴重的道路上行駛，受汽車(chē)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(jué)輔助駕駛系統，駕駛員能夠在低能見(jiàn)度或者黑暗中清楚觀(guān)察車(chē)輛前方的信息，也可以看到汽車(chē)前照燈照射不到的區域、強光陰影中的行人、車(chē)輛。一般汽車(chē)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(chē)行駛前方有一個(gè)成年人，一個(gè)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(lái)越多的汽車(chē)廠(chǎng)家開(kāi)始開(kāi)發(fā)和使用以紅外熱像儀為核心的車(chē)載夜視系統，由于價(jià)格的原因，國內外各大汽車(chē)廠(chǎng)商只是在其頂級豪華車(chē)型中使用了車(chē)載紅外熱像儀。但據專(zhuān)家預測，在不久的將來(lái)隨著(zhù)科技的發(fā)展和紅外熱像儀生產(chǎn)成本的降低，車(chē)載夜視系統將會(huì )全面普及。

圖2：巨哥電子車(chē)載熱像儀V30拍攝圖片

防火監控

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場(chǎng)監控使用外，還可以作為有效防火報警設備。近年來(lái)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。傳統的森林防火預警存在很多不足及局限性，很難及時(shí)發(fā)現這些隱火，從而導致火情的迅速蔓延。然而紅外熱像儀能夠快速發(fā)現這些隱火，并能準確定位隱火地點(diǎn)和范圍;此外紅外熱像儀能夠穿透煙霧發(fā)現著(zhù)火點(diǎn)，更有利于分析火災發(fā)展趨勢。

圖3：巨哥電子紅外/可見(jiàn)雙艙系統DT30(森林防火)

夜間及惡劣氣候條件下的監控

紅外熱像儀相對于可見(jiàn)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、鐵道夜間安全保衛巡邏，夜間城市交通安全管制等領(lǐng)域。

圖4：道路監控(巨哥電子MAG30拍攝)

圖5：霧霾天氣中紅外/可見(jiàn)光對比(巨哥電子DT30拍攝)

總結

近幾年來(lái)，紅外熱像儀已經(jīng)逐漸進(jìn)入安防監控領(lǐng)域，相對于普通的可見(jiàn)光監控系統，紅外熱像儀具有不受低照度、太陽(yáng)強光的干擾，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，紅外熱像儀也被應用于森林防火等領(lǐng)域。隨著(zhù)紅外成像技術(shù)不斷進(jìn)步及前端設備市場(chǎng)的快速成熟，紅外熱像儀將會(huì )在安防監控中發(fā)揮它的重要作用。