雾霾中的慧眼——红外热像仪

    12月以来，雾霾持续侵袭上海，能见度一度不足50米，“魔都”也瞬间变成了“雾都”。在雾霾的天气中，各行各业都不同程度地受到了影响，首当其冲的就是交通部门。由于雾霾天气导致的能见度低而造成的交通事故屡见不鲜，同时交通路口的普通可见光监控系统在这个时候也显得力不从心，如何保证在雾霾天气中安全行车也成为了当下人们关心的话题。在一些汽车品牌的高档产品中，诸如此类的恶劣情况已经不再是个棘手的问题，而他们的核心技术就是集成于车上的红外热像仪。在雾霾天气中，由于可见光的波长短，克服障碍的能力差，从而造成我们观察效果受损，而红外热像仪的工作波长在8～14um,其穿雾霾的能力强，从而很好地获取红外图像。

图1：巨哥电子红外热像仪与可见光相机拍摄对比

    上图是一组雾霾中可见光相机与红外热像仪拍摄的对比。对比可见光相机拍摄的照片，热像仪的穿透能力和成像效果高下立判。下面我们将具体来介绍红外热像仪在安防监控中的应用。

    什么是红外热像仪?

    红外热像仪是被动红外热成像。在自然界中，一切物体的温度都高于绝对零度(-273℃)，都会有红外辐射。红外热像仪就是根据探测到的物体辐射能的大小，经过系统处理显示为物体的热像图，以灰度级显示出物体的红外图片，同时获得被测目标的温度分布。红外热像仪可以在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的恶劣环境清晰成像。正是由于这个特点，红外热成像技术可用在夜间的安全防范、恶劣天气下监视和各种场所的防火监控系统中。

    红外热像仪在安防领域的具体应用

    车载夜视

    有调查显示60%的交通事故都发生在夜间及天气不好的情况下，主要是因为驾车时的视线比较差，汽车速度比较高引起的。尤其是夜间在没有路灯和雾霾较为严重的道路上行驶，受汽车大灯照射距离的限制，行驶会有安全隐患。采用红外热像仪作为视觉辅助驾驶系统，驾驶员能够在低能见度或者黑暗中清楚观察车辆前方的信息，也可以看到汽车前照灯照射不到的区域、强光阴影中的行人、车辆。一般汽车大灯的照射距离在100m左右，而红外热像仪可以看到450m意外的路况信息。如果汽车行驶前方有一个成年人，一个视力好的司机用近光灯可以在距离88米处看到他，用远光灯可达到164m，而采用红外热像仪能在458m外发现前方行人，驾驶员在使用红外热像仪后能有更多的时间对任何潜在危险作出反应。因此红外热像仪能够大幅度降低夜间、烟雾和雾霾等天气下驾驶的危险性。目前越来越多的汽车厂家开始开发和使用以红外热像仪为核心的车载夜视系统，由于价格的原因，国内外各大汽车厂商只是在其顶级豪华车型中使用了车载红外热像仪。但据专家预测，在不久的将来随着科技的发展和红外热像仪生产成本的降低，车载夜视系统将会全面普及。

图2：巨哥电子车载热像仪V30拍摄图片

    防火监控

    由于红外热像仪显示物体表面温度分布的设备，因此除了夜间可以作为现场监控使用外，还可以作为有效防火报警设备。近年来森林防火已成为林业工作的重中之重，全球每年都有一定数量的森林火灾，往往这些火灾都是由不明显的隐火所引起的。传统的森林防火预警存在很多不足及局限性，很难及时发现这些隐火，从而导致火情的迅速蔓延。然而红外热像仪能够快速发现这些隐火，并能准确定位隐火地点和范围;此外红外热像仪能够穿透烟雾发现着火点，更有利于分析火灾发展趋势。

图3：巨哥电子红外/可见双舱系统DT30(森林防火)

    夜间及恶劣气候条件下的监控

    红外热像仪相对于可见光能够在夜间及恶劣气候条件下清晰成像，因此常常被用于高速公路、铁道夜间安全保卫巡逻，夜间城市交通安全管制等领域。

图4：道路监控(巨哥电子MAG30拍摄)

图5：雾霾天气中红外/可见光对比(巨哥电子DT30拍摄)

    总结

    近几年来，红外热像仪已经逐渐进入安防监控领域，相对于普通的可见光监控系统，红外热像仪具有不受低照度、太阳强光的干扰，可穿透烟雾、雾霾等特点，这也使得红外热像仪在安防监控领域更具优势，同时由于红外热像仪能够显示物体的温度分布，红外热像仪也被应用于森林防火等领域。随着红外成像技术不断进步及前端设备市场的快速成熟，红外热像仪将会在安防监控中发挥它的重要作用。