紅外熱成像攝像機原理分析以及應用探討

　　同時(shí)，由于現在的視頻監控系統仍然依托于人工監視，安保人員需要對監控畫(huà)面進(jìn)行24小時(shí)不間斷的監視、人為對視頻圖像進(jìn)行分析報警，否則系統就起不到實(shí)時(shí)報警的功能，而更多的只是事發(fā)后取證的作用。從整體上來(lái)說(shuō)，目前的視頻監控系統還處于在半天時(shí)、半天候和半自動(dòng)狀態(tài)。

▲在伊拉克戰爭中，美軍平均每個(gè)士兵擁有1.7臺紅外熱像儀產(chǎn)品

　　一項統計數據表明，世界上47%的暴力犯罪案件發(fā)生在晚6點(diǎn)到早6點(diǎn)之間。原因很簡(jiǎn)單，在夜幕的籠罩下，犯罪分子容易隱蔽，犯罪場(chǎng)面也不容易被看見(jiàn)——黑暗掩蓋了犯罪行為。即使安裝了一般的視頻監控系統，也有可能讓犯罪分子逃之夭夭。因此，如何提高在“夜黑風(fēng)高”的案件高發(fā)時(shí)間段的自動(dòng)報警防范能力，成為安防系統當成亟待解決的難題之一。

　　在這種情況下，紅外熱成像技術(shù)以其作用距離遠、穿透能力強、能識別隱蔽目標等優(yōu)勢被引入安防領(lǐng)域，成為監控領(lǐng)域的一份子。

熱成像攝像機的監控原理

　　在自然界中一切溫度高于絕對零度(-273.16攝氏度)的物體都不斷地輻射著(zhù)紅外線(xiàn)，這種現象稱(chēng)為熱輻射。紅外線(xiàn)是一種人眼不可見(jiàn)的光波，無(wú)論白天黑夜，物體都會(huì )輻射紅外線(xiàn)，但紅外線(xiàn)不論強弱，人們都看不到。

　　熱成像攝像機(又叫熱像儀)就是利用紅外探測器、光學(xué)成像物鏡接收被測目標的紅外輻射信號，經(jīng)過(guò)紅外光學(xué)系統紅外探測器的光敏源上利用電子掃描電路對被測物的紅外熱像進(jìn)行掃描轉換成電信號，經(jīng)放大處理、轉換或標準視頻信號通過(guò)電視屏或監測器顯示紅外熱圖像。利用這種原理制成的儀器為熱成像攝像機。它通過(guò)探測微小的溫度差別，將溫度差異轉換成實(shí)時(shí)的視頻圖像，顯示在監視器上。與其他需要少量光線(xiàn)產(chǎn)生影像的夜視系統不同，其完全不需要任何光，這使它成為人們在全黑環(huán)境、黑暗的夜晚監控的完美工具。

　　由此可見(jiàn)，紅外熱像儀在完全無(wú)光、距離較遠時(shí)都可對物體成像，它不僅可在完全無(wú)光的情況下觀(guān)測，而且可以在黑夜或濃厚的煙幕、云霧中探測到對方的目標，包括已偽裝的目標和高速運動(dòng)目標，同時(shí)還要求在遠距離上識別目標，因而熱成像攝像機屬現今最高檔的夜視儀。被觀(guān)察物體一般都比周?chē)h(huán)境溫度高，因此也就成了熱像儀最好的觀(guān)察對象。

　　在夜間以及惡劣氣候條件下，紅外熱成像監控設備可以對各種目標，如人員、車(chē)輛等進(jìn)行監控。紅外熱像儀的工作波段可達到中、遠紅外區域，但由于大氣對波長(cháng)為3至5微米和8至14微米以外的紅外線(xiàn)有強烈的衰減作用，所以實(shí)際上熱像儀主要工作在3至5微米和8至14微米兩個(gè)紅外波段。

熱成像攝像機在安防中的應用

　　防火監控

　　由于紅外熱像儀是反映物體表面溫度而成像的設備，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，在大面積的森林中，火災往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。這是毀滅性火災的根源，用現有的普通方法，很難發(fā)現這種隱性火災苗頭。而應用紅外熱像儀可以快速有效地發(fā)現這些隱火，并且可以準確判定火災的地點(diǎn)和范圍，透過(guò)煙霧發(fā)現著(zhù)火點(diǎn)，做到早預防、早撲滅。

　　偽裝及隱蔽目標的識別

　　普通的偽裝是以防可見(jiàn)光觀(guān)測為主。一般犯罪分子作案通常隱蔽在草叢及樹(shù)林中，這時(shí)如果采用可見(jiàn)光的觀(guān)察方式，由于野外環(huán)境的惡劣及人的視覺(jué)錯覺(jué)，容易產(chǎn)生錯誤判斷。紅外熱成像裝置是被動(dòng)接受目標自身的熱輻射，人體和車(chē)輛的溫度及紅外輻射一般都遠大于草木的溫度及紅外輻射，因此不易偽裝，也不容易產(chǎn)生錯誤判斷。另外，一般人員也不了解避開(kāi)紅外監視的方法，因此紅外熱成像裝置在識別偽裝及隱蔽目標這方面的效果明顯。

　　夜間以及惡劣氣候條件下的道路監控

　　由于紅外熱成像系統在觀(guān)察、識別目標方面有著(zhù)眾多的優(yōu)點(diǎn)，在許多發(fā)達國家的高速公路、鐵路夜間安全保衛巡邏、夜晚城市交通管制等領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的應用。

　　重點(diǎn)部門(mén)、建筑、倉庫的保安、防火監控

　　由于紅外熱成像設備是反映物體溫度而成像的設備，因此在夜間可以作為重點(diǎn)部門(mén)、建筑、倉庫、小區現場(chǎng)監控使用，并且由于該種設備是一種成像設備，因此工作可靠，可以大幅減少虛警率。

　　陸上和港口交通安全保障

　　在我國，隨著(zhù)城市交通的擴大，公路、鐵路和水路的延伸，交通安全成為極大的問(wèn)題，尤其在夜間或多霧、多雨的惡劣環(huán)境的安全行駛，便成為問(wèn)題。如今裝有紅外熱像儀的汽車(chē)或船舶，就可以避免在夜間或惡劣環(huán)境下的交通事故。

　　紅外熱成像在機場(chǎng)的應用

　　隨著(zhù)航空事業(yè)的不斷發(fā)展，各地都在興建、擴建機場(chǎng)，飛機出行已成為中國百姓商務(wù)旅行首選，飛機高效、快捷的運輸手段在帶來(lái)方便的同時(shí)也成為治安事件及恐怖襲擊的重點(diǎn)區域。因此，機場(chǎng)的安防建設歷來(lái)是中國乃至世界關(guān)注的熱點(diǎn)。

　　由于機場(chǎng)占地面積非常龐大，監控布置的難度較大，面對非法入侵甚至恐怖襲擊，確保乘客及機場(chǎng)安全乃頭等大事，紅外熱成像儀能在機場(chǎng)夜間監控起到非常大的作用。