經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,紅外熱成像技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)、消防等領(lǐng)域,更是在近幾年開(kāi)啟了民用化的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于安防而言,熱成像技術(shù)的出現(xiàn),為視頻監(jiān)控在光線不足時(shí)增加了夜視和透視的功能,在整個(gè)安防行業(yè)的發(fā)展歷程中起到至關(guān)重要的作用。隨著技術(shù)的不斷革新,現(xiàn)如今,熱成像技術(shù)也正在不斷朝著新應(yīng)用、新領(lǐng)域發(fā)展,今天我們來(lái)聊聊熱成像技術(shù)與無(wú)人機(jī)和智能化的結(jié)合所迸發(fā)出的火花。
紅外成像的原理和發(fā)展歷程
自然界中一切物體,只要溫度高于絕對(duì)零度(-273.16°C),都會(huì)發(fā)出紅外線,利用紅外探測(cè)器和光學(xué)成像物鏡進(jìn)行探測(cè),就能將被測(cè)物體的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測(cè)器的光敏元件上,從而獲得紅外熱像圖,即將物體發(fā)出的不可見(jiàn)紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)的熱圖像。
19世紀(jì)初英國(guó)物理學(xué)家就從水銀溫度計(jì)中發(fā)現(xiàn)紅外輻射,直到二十世紀(jì),紅外探測(cè)技術(shù)不斷得到提升,縱觀紅外熱成像技術(shù)百年發(fā)展歷史,完成了由光子丹元探測(cè)到致冷型紅外焦平面陣列成像到非致冷紅外成像的發(fā)展歷程。而其應(yīng)用早在第二次世界大戰(zhàn)開(kāi)始,熱成像技術(shù)就已經(jīng)應(yīng)用于軍事,利用熱輻射來(lái)探測(cè)敵方的行蹤。后來(lái)隨著熱成像儀的出現(xiàn)及普及,逐漸應(yīng)用于醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)、日常生活等領(lǐng)域。
熱成像+無(wú)人機(jī)
大疆創(chuàng)新創(chuàng)始人、CEO汪滔曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“我們幾乎每周都能看見(jiàn)飛行影像技術(shù)在各行各業(yè)的新應(yīng)用層出不窮。如果在飛行平臺(tái)上再加入熱成像功能,將能為我們的無(wú)人機(jī)帶來(lái)更多用武之地,比如農(nóng)業(yè)用戶能清楚了解農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)、消防員在火場(chǎng)能快速掌握火勢(shì)蔓延情況,不一而足?!?br />
無(wú)人機(jī)作為目前最火的科技單品,已經(jīng)在各行各業(yè)掀起了一股“無(wú)人機(jī)+”的風(fēng)潮,一時(shí)之間,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)巨頭谷歌、亞馬遜、Facebook、騰訊、小米等紛紛高調(diào)進(jìn)入炙手可熱的無(wú)人機(jī)行業(yè),并已經(jīng)成形一批無(wú)人機(jī)產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)以大疆為首的中國(guó)無(wú)人機(jī)制造商們已經(jīng)在全球市場(chǎng)上占據(jù)了重要位置,安防領(lǐng)域繼去年???/a>威視在深圳安博會(huì)上展出專業(yè)級(jí)雄鷹無(wú)人機(jī)后,大華、景陽(yáng)等安防知名品牌也紛紛對(duì)無(wú)人機(jī)的技術(shù)開(kāi)發(fā)躍躍欲試,安防界也同樣深陷“無(wú)人機(jī)+”風(fēng)潮之中。
與互聯(lián)網(wǎng)一樣,無(wú)人機(jī)可以根據(jù)搭載的設(shè)備來(lái)決定其具備的功能,從而開(kāi)辟了與傳統(tǒng)行業(yè)跨界合作的通道,而隨著無(wú)人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷增多,所需具備的技術(shù)要求不斷加大,其中紅外熱成像技術(shù)成為無(wú)人機(jī)在救災(zāi)、抓捕罪犯、電力巡線、科學(xué)拍攝、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面的重要技術(shù)保障。無(wú)人機(jī)+紅外熱成像的合作方式,也讓紅外熱成像技術(shù)更加立體化及多元化。
正是基于熱成像技術(shù)與無(wú)人機(jī)的技術(shù)契合點(diǎn)和廣闊的應(yīng)用前景,大疆宣布與全球熱成像的領(lǐng)導(dǎo)者美國(guó)菲力爾公司(FLIR)合作,推出夜視無(wú)人機(jī)產(chǎn)品,開(kāi)啟無(wú)人機(jī)+熱成像跨界合作的典范。而作為國(guó)內(nèi)熱成像品牌企業(yè),大立科技、武漢高德、廣州颯特、上海巨哥、深圳景陽(yáng)等也紛紛開(kāi)始了對(duì)無(wú)人機(jī)探索。
伴隨著電子產(chǎn)業(yè)、材料科學(xué)、控制和通訊技術(shù)的日益成熟,無(wú)人機(jī)+熱成像將廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,開(kāi)啟了產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展時(shí)期。無(wú)人機(jī)可搭載可見(jiàn)光相機(jī)和紅外熱像儀進(jìn)行航拍,不受空間和地理位置的局限,熱像儀通過(guò)探測(cè)物體本身發(fā)出的紅外線,對(duì)景物溫度分布進(jìn)行成像,能在能見(jiàn)度低和有危險(xiǎn)性位置進(jìn)行探測(cè),兩者技術(shù)的重疊可用于夜視追蹤、搜尋救援、設(shè)備巡檢、農(nóng)林牧漁等領(lǐng)域,尤其是在一些災(zāi)難預(yù)防以及監(jiān)測(cè)中,也發(fā)揮不可小覷的作用。
熱成像+智能化
視頻監(jiān)控經(jīng)歷了由人力值守、辨別分析發(fā)展到機(jī)器自動(dòng)分析的發(fā)展過(guò)程,已經(jīng)完成了由事后檢索逐步過(guò)渡到自動(dòng)化、智能化的身份轉(zhuǎn)變。智能分析技術(shù)讓監(jiān)控設(shè)備具備自主感知、圖像識(shí)別、深度學(xué)習(xí)能力,將安防監(jiān)控的事后取證延伸到事前預(yù)警、事中快速處置、事后海量數(shù)據(jù)的證據(jù)鏈的檢索等,從而極大程度提升監(jiān)控的效率。在紅外攝像機(jī)上加入智能分析功能,最大限度的解放了人力,目前它不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)事件結(jié)果的高效分析和融合應(yīng)用,還可以形成對(duì)事件內(nèi)在發(fā)展規(guī)律的結(jié)果輸出,輔助科學(xué)決策,快速解決實(shí)際的問(wèn)題。
為了將熱成像與人工智能進(jìn)行結(jié)合,擴(kuò)充熱成像技術(shù)的延展性,F(xiàn)LIR將其世界領(lǐng)先的長(zhǎng)波紅外(LWIR)技術(shù)和Movidius行業(yè)領(lǐng)先的視覺(jué)處理單元(VPU)集成到一個(gè)熱成像內(nèi)核中,使其能夠在低功耗下進(jìn)行先進(jìn)的圖像處理,為其熱成像產(chǎn)品帶來(lái)人工智能。
而在國(guó)內(nèi),很多紅外熱成像攝像機(jī)都加入了智能分析的功能,相較于傳統(tǒng)的可見(jiàn)光攝像機(jī)而言,大華汪凱峰認(rèn)為,“紅外熱成像攝像機(jī)具有穿透能力強(qiáng)、探測(cè)距離遠(yuǎn)、可識(shí)別隱藏目標(biāo)、溫度檢測(cè)及晝夜可視等優(yōu)勢(shì),在安防監(jiān)控領(lǐng)域與可見(jiàn)光攝像機(jī)已形成不可或缺的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)關(guān)系。紅外熱成像攝像機(jī)基于圖像與溫度算法,更是大大提高了報(bào)警準(zhǔn)確率和安防系統(tǒng)的運(yùn)行效率,其在周界安防、機(jī)場(chǎng)安保、鐵路沿線中穩(wěn)步推廣,前端智能化已成為整個(gè)行業(yè)的未來(lái)和趨勢(shì)?!?br />
除了智能分析,未來(lái)熱成像還將更加智能化趨勢(shì)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)智能感知、智能識(shí)別、智能分析、智能跟蹤、智能聯(lián)動(dòng)、智能融合、智能輔助、智能控制等“專業(yè)智能”的目標(biāo)。
熱成像技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向
紅外熱成像技術(shù),彌補(bǔ)了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控方案在夜間、遠(yuǎn)距離監(jiān)控和無(wú)法識(shí)別溫度等方面的不足,應(yīng)用價(jià)值廣泛。雖然目前市面上多數(shù)熱成像監(jiān)控,還停留在測(cè)溫、目標(biāo)探測(cè)、部分預(yù)警等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集及簡(jiǎn)單分析的層面,其監(jiān)控范圍、探測(cè)能力、智能化服務(wù)還有不足,特別是數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘、分析結(jié)果的提煉等還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到數(shù)據(jù)利用的最大化。但智能化的發(fā)展趨勢(shì)仍將繼續(xù),與其他技術(shù)和領(lǐng)域的融合也將是熱成像發(fā)展的必然方向。
??低?/a>許金勝認(rèn)為,熱成像技術(shù)從目前來(lái)看,有幾個(gè)方向可以突破,一個(gè)是雙光譜雙通道的高度融合、聯(lián)動(dòng),目前市面上雙光譜的設(shè)備,無(wú)論是海外,還是國(guó)內(nèi)廠家,其雙通道也只是普通的硬件堆疊,并沒(méi)有真正完成應(yīng)用上的功能實(shí)現(xiàn),雖偶有實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),但總體體驗(yàn)感還是差強(qiáng)人意。另外,充分利用熱成像的特殊優(yōu)勢(shì),推出更小巧更適合安防監(jiān)控及國(guó)內(nèi)用戶使用習(xí)慣的智能化設(shè)備,在人體智能探測(cè)、識(shí)別,周界等入侵防范類應(yīng)用中有所突破,真正做到智能“防人”的目的。相信隨著海康威視等傳統(tǒng)視頻監(jiān)控巨頭廠家的不斷投入,發(fā)揮在可見(jiàn)光攝像機(jī)上圖像分析,智能算法等的優(yōu)勢(shì),充分將其融合到熱成像相機(jī)上,定能產(chǎn)生不小的化學(xué)反應(yīng)。
大華汪凱峰表示,“隨著MEMS技術(shù)的不斷突破,紅外探測(cè)器必然向著更小尺寸、更大分辨率、更低功耗的趨勢(shì)發(fā)展,熱成像探測(cè)器成本的降低,使得紅外熱成像技術(shù)在安防行業(yè)的廣泛應(yīng)用成為可能。而采用非制冷焦平面陣列探測(cè)器的紅外熱成像攝像機(jī)未來(lái)必將大量應(yīng)用于智能安防監(jiān)控中,并將在智能分析、多光譜圖像融合等技術(shù)方面取得較大進(jìn)展。未來(lái)5~10年間,紅外熱成像技術(shù)將成為與可見(jiàn)光攝像技術(shù)相匹敵的熱門產(chǎn)業(yè),二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),真正實(shí)現(xiàn)多光譜全天候視頻監(jiān)控,將安防視頻監(jiān)控行業(yè)推向新的**。
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