經(jīng)過幾十年的發(fā)展，紅外熱成像技術已經(jīng)廣泛應用于軍事、醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)、消防等領域，更是在近幾年開啟了民用化的發(fā)展趨勢。對于安防而言，熱成像技術的出現(xiàn)，為視頻監(jiān)控在光線不足時增加了夜視和透視的功能，在整個安防行業(yè)的發(fā)展歷程中起到至關重要的作用。隨著技術的不斷革新，現(xiàn)如今，熱成像技術也正在不斷朝著新應用、新領域發(fā)展，今天我們來聊聊熱成像技術與無人機和智能化的結(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)，都會發(fā)出紅外線，利用紅外探測器和光學成像物鏡進行探測，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世紀初英國物理學家就從水銀溫度計中發(fā)現(xiàn)紅外輻射，直到二十世紀，紅外探測技術不斷得到提升，縱觀紅外熱成像技術百年發(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。而其應用早在第二次世界大戰(zhàn)開始，熱成像技術就已經(jīng)應用于軍事，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，逐漸應用于醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)、日常生活等領域。
熱成像＋無人機
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在各行各業(yè)的新應用層出不窮。如果在飛行平臺上再加入熱成像功能，將能為我們的無人機帶來更多用武之地，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＋”的風潮，一時之間，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)*谷歌、亞馬遜、Facebook、騰訊、小米等紛紛高調(diào)進入炙手可熱的無人機行業(yè)，并已經(jīng)成形一批無人機產(chǎn)品。國內(nèi)以大疆為首的中國無人機制造商們已經(jīng)在市場上占據(jù)了重要位置，安防領域繼去年海康威視在深圳安博會上展出專業(yè)級雄鷹無人機后，大華、景陽等安防也紛紛對無人機的技術開發(fā)躍躍欲試，安防界也同樣深陷“無人機＋”風潮之中。
與互聯(lián)網(wǎng)一樣，無人機可以根據(jù)搭載的設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，而隨著無人機的應用領域不斷增多，所需具備的技術要求不斷加大，其中紅外熱成像技術成為無人機在救災、抓捕罪犯、電力巡線、科學拍攝、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面的重要技術保障。無人機＋紅外熱成像的合作方式，也讓紅外熱成像技術更加立體化及多元化。
正是基于熱成像技術與無人機的技術契合點和廣闊的應用前景，大疆宣布與熱成像的美國菲力爾公司(FLIR)合作，推出夜視無人機產(chǎn)品，開啟無人機＋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探索。
伴隨著電子產(chǎn)業(yè)、材料科學、控制和通訊技術的日益成熟，無人機＋熱成像將廣泛應用于各個行業(yè)領域，開啟了產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展時期。無人機可搭載可見光相機和紅外熱像儀進行航拍，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，對景物溫度分布進行成像，能在能見度低和有危險性位置進行探測，兩者技術的重疊可用于夜視追蹤、搜尋救援、設備巡檢、農(nóng)林牧漁等領域，尤其是在一些災難預防以及監(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)展到機器自動分析的發(fā)展過程，已經(jīng)完成了由事后檢索逐步過渡到自動化、智能化的身份轉(zhuǎn)變。智能分析技術讓監(jiān)控設備具備自主感知、圖像識別、深度學習能力，將安防監(jiān)控的事后取證延伸到事前預警、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，目前它不僅實現(xiàn)對事件結(jié)果的分析和融合應用，還可以形成對事件內(nèi)在發(fā)展規(guī)律的結(jié)果輸出，輔助科學決策，快速解決實際的問題。
為了將熱成像與人工智能進行結(jié)合，擴充熱成像技術的延展性，F(xiàn)LIR將其世界的長波紅外(LWIR)技術和Movidius行業(yè)的視覺處理單元(VPU)集成到一個熱成像內(nèi)核中，使其能夠在低功耗下進行*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都加入了智能分析的功能，相較于傳統(tǒng)的可見光攝像機而言，大華汪凱峰認為，“紅外熱成像攝像機具有穿透能力強、探測距離遠、可識別隱藏目標、溫度檢測及晝夜可視等優(yōu)勢，在安防監(jiān)控領域與可見光攝像機已形成*的優(yōu)勢互補關系。紅外熱成像攝像機基于圖像與溫度算法，更是大大提高了報警準確率和安防系統(tǒng)的運行效率，其在周界安防、機場安保、鐵路沿線中穩(wěn)步推廣，前端智能化已成為整個行業(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，實現(xiàn)智能感知、智能識別、智能分析、智能跟蹤、智能聯(lián)動、智能融合、智能輔助、智能控制等“專業(yè)智能”的目標。
熱成像技術的未來發(fā)展方向 紅外熱成像技術，彌補了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控方案在夜間、遠距離監(jiān)控和無法識別溫度等方面的不足，應用價值廣泛。雖然目前市面上多數(shù)熱成像監(jiān)控，還停留在測溫、目標探測、部分預警等基礎數(shù)據(jù)采集及簡單分析的層面，其監(jiān)控范圍、探測能力、智能化服務還有不足，特別是數(shù)據(jù)價值的挖掘、分析結(jié)果的提煉等還遠沒有達到數(shù)據(jù)利用的zui大化。但智能化的發(fā)展趨勢仍將繼續(xù)，與其他技術和領域的融合也將是熱成像發(fā)展的必然方向。
海康威視許金勝認為，熱成像技術從目前來看，有幾個方向可以突破，一個是雙光譜雙通道的高度融合、聯(lián)動，目前市面上雙光譜的設備，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，并沒有真正完成應用上的功能實現(xiàn)，雖偶有實現(xiàn)聯(lián)動，但總體體驗感還是差強人意。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)用戶使用習慣的智能化設備，在人體智能探測、識別，周界等入侵防范類應用中有所突破，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上，定能產(chǎn)生不小的化學反應。
大華汪凱峰表示，“隨著MEMS技術的不斷突破，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在安防行業(yè)的廣泛應用成為可能。而采用非制冷焦平面陣列探測器的紅外熱成像攝像機未來必將大量應用于智能安防監(jiān)控中，并將在智能分析、多光譜圖像融合等技術方面取得較大進展。未來5~10年間，紅外熱成像技術將成為與可見光攝像技術相匹敵的熱門產(chǎn)業(yè)，二者優(yōu)勢互補，真正實現(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**。
金三立顏永輝則認為熱成像要進一步打開市場的突破點在于內(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)客戶的實際問題。
除此之外，在樓宇自動化及人員數(shù)量統(tǒng)計用熱成像相機用途方面，熱成像技術具有很大的活力。另外，隨著智能設備硬件模塊的小型化，熱成像產(chǎn)品除了應用于無人機，還或?qū)糜谥悄軜怯畹确矫妫踔潦侵悄苁謾C上。隨著民用化趨勢發(fā)展，未來相信有更多的軍用技術將充分滲透至民用市場，支撐核心技術突破。
