經(jīng)過幾十年的發(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，更是在近幾年開啟了民用化的發(fā)展趨勢。對于安防而言，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，今天我們來聊聊熱成像技術(shù)與無人機(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，只要溫度高于零度(-273.16°C)，都會(huì)發(fā)出紅外線，利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡進(jìn)行探測，就能將被測物體的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，即將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。
19世紀(jì)初英國物理學(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)開始，熱成像技術(shù)就已經(jīng)應(yīng)用于軍事，利用熱輻射來探測敵方的行蹤。后來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＋無人機(jī)
大疆創(chuàng)新創(chuàng)始人、CEO汪滔曾經(jīng)說過：“我們幾乎每周都能看見飛行影像技術(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，將能為我們的無人機(jī)帶來更多用武之地，比如農(nóng)業(yè)用戶能清楚了解農(nóng)作物長勢、消防員在火場能快速掌握火勢蔓延情況，不一而足。”
無人機(jī)作為目前zui火的科技單品，已經(jīng)在各行各業(yè)掀起了一股“無人機(jī)＋”的風(fēng)潮，一時(shí)之間，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)*谷歌、亞馬遜、Facebook、騰訊、小米等紛紛高調(diào)進(jìn)入炙手可熱的無人機(jī)行業(yè)，并已經(jīng)成形一批無人機(jī)產(chǎn)品。國內(nèi)以大疆為首的中國無人機(jī)制造商們已經(jīng)在市場上占據(jù)了重要位置，安防領(lǐng)域繼去年海康威視在深圳安博會(huì)上展出專業(yè)級雄鷹無人機(jī)后，大華、景陽等安防也紛紛對無人機(jī)的技術(shù)開發(fā)躍躍欲試，安防界也同樣深陷“無人機(jī)＋”風(fēng)潮之中。
與互聯(lián)網(wǎng)一樣，無人機(jī)可以根據(jù)搭載的設(shè)備來決定其具備的功能，從而開辟了與傳統(tǒng)行業(yè)跨界合作的通道，而隨著無人機(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，大疆宣布與熱成像的美國菲力爾公司(FLIR)合作，推出夜視無人機(jī)產(chǎn)品，開啟無人機(jī)＋熱成像跨界合作的*。而作為國內(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、深圳景陽等也紛紛開始了對無人機(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，無人機(jī)＋熱成像將廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，開啟了產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展時(shí)期。無人機(jī)可搭載可見光相機(jī)和紅外熱像儀進(jìn)行航拍，不受空間和地理位置的局限，熱像儀通過探測物體本身發(fā)出的紅外線，對景物溫度分布進(jìn)行成像，能在能見度低和有危險(xiǎn)性位置進(jìn)行探測，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)展過程，已經(jīng)完成了由事后檢索逐步過渡到自動(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，zui大限度的解放了人力，目前它不僅實(shí)現(xiàn)對事件結(jié)果的分析和融合應(yīng)用，還可以形成對事件內(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將其世界的長波紅外(LWIR)技術(shù)和Movidius行業(yè)的視覺處理單元(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*的圖像處理，為其熱成像產(chǎn)品帶來人工智能。
而在國內(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)、探測距離遠(yuǎn)、可識(shí)別隱藏目標(biāo)、溫度檢測及晝夜可視等優(yōu)勢，在安防監(jiān)控領(lǐng)域與可見光攝像機(jī)已形成*的優(yōu)勢互補(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)的未來和趨勢。”
除了智能分析，未來熱成像還將更加智能化趨勢發(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，還停留在測溫、目標(biāo)探測、部分預(yù)警等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集及簡單分析的層面，其監(jiān)控范圍、探測能力、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)沒有達(dá)到數(shù)據(jù)利用的zui大化。但智能化的發(fā)展趨勢仍將繼續(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。
海康威視許金勝認(rèn)為，熱成像技術(shù)從目前來看，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，無論是海外，還是國內(nèi)廠家，其雙通道也只是普通的硬件堆疊，并沒有真正完成應(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，推出更小巧更適合安防監(jiān)控及國內(nèi)用戶使用習(xí)慣的智能化設(shè)備，在人體智能探測、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*廠家的不斷投入，發(fā)揮在可見光攝像機(jī)上圖像分析，智能算法等的優(yōu)勢，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，紅外探測器必然向著更小尺寸、更大分辨率、更低功耗的趨勢發(fā)展，熱成像探測器成本的降低，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器的紅外熱成像攝像機(jī)未來必將大量應(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5~10年間，紅外熱成像技術(shù)將成為與可見光攝像技術(shù)相匹敵的熱門產(chǎn)業(yè)，二者優(yōu)勢互補(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**。
金三立顏永輝則認(rèn)為熱成像要進(jìn)一步打開市場的突破點(diǎn)在于內(nèi)外兼修。對內(nèi)，需要加大科研投入，提升產(chǎn)品核心競爭力，降低成本;對外，要通過行業(yè)定制，推出高附加值的智能化產(chǎn)品，提供行業(yè)整體解決方案，真正解決行業(yè)客戶的實(shí)際問題。
除此之外，在樓宇自動(dòng)化及人員數(shù)量統(tǒng)計(jì)用熱成像相機(jī)用途方面，熱成像技術(shù)具有很大的活力。另外，隨著智能設(shè)備硬件模塊的小型化，熱成像產(chǎn)品除了應(yīng)用于無人機(jī)，還或?qū)?yīng)用于智能樓宇等方面，甚至是智能手機(jī)上。隨著民用化趨勢發(fā)展，未來相信有更多的軍用技術(shù)將充分滲透至民用市場，支撐核心技術(shù)突破。
