热成像技术与无人机和智能化结合迸发新火花
- 来源：千家网
- 2016/11/3 9:17:4634472
热成像技术与无人机和智能化结合迸发新火花
红外成像的原理和发展历程
自然界中一切物体，只要温度高于零度(-273.16°C)，都会发出红外线，利用红外探测器和光学成像物镜进行探测，就能将被测物体的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，即将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。
19世纪初英国物理学家就从水银温度计中发现红外辐射，直到二十世纪，红外探测技术不断得到提升，纵观红外热成像技术百年发展历史，完成了由光子丹元探测到致冷型红外焦平面阵列成像到非致冷红外成像的发展历程。而其应用早在第二次世界大战开始，热成像技术就已经应用于军事，利用热辐射来探测敌方的行踪。后来随着热成像仪的出现及普及，逐渐应用于医疗、工业生产、日常生活等领域。
热成像＋无人机
大疆创新创始人、CEO汪滔曾经说过：“我们几乎每周都能看见飞行影像技术在各行各业的新应用层出不穷。如果在飞行平台上再加入热成像功能，将能为我们的无人机带来更多用武之地，比如农业用户能清楚了解农作物长势、消防员在火场能快速掌握火势蔓延情况，不一而足。”
无人机作为目前火的科技单品，已经在各行各业掀起了一股“无人机＋”的风潮，一时之间，互联网企业巨头谷歌、亚马逊、Facebook、腾讯、小米等纷纷高调进入炙手可热的无人机行业，并已经成形一批无人机产品。国内以大疆为首的中国无人机制造商们已经在市场上占据了重要位置，安防领域继去年海康威视在深圳安博会上展出专业级雄鹰无人机后，大华、景阳等安防也纷纷对无人机的技术开发跃跃欲试，安防界也同样深陷“无人机＋”风潮之中。
与互联网一样，无人机可以根据搭载的设备来决定其具备的功能，从而开辟了与传统行业跨界合作的通道，而随着无人机的应用领域不断增多，所需具备的技术要求不断加大，其中红外热成像技术成为无人机在救灾、抓捕罪犯、电力巡线、科学拍摄、工农业生产等方面的重要技术保障。无人机＋红外热成像的合作方式，也让红外热成像技术更加立体化及多元化。
正是基于热成像技术与无人机的技术契合点和广阔的应用前景，大疆宣布与热成像的美国菲力尔公司(FLIR)合作，推出夜视无人机产品，开启无人机＋热成像跨界合作的典范。而作为国内热成像品牌企业，大立科技、武汉高德、广州飒特、上海巨哥、深圳景阳等也纷纷开始了对无人机探索。
伴随着电子产业、材料科学、控制和通讯技术的日益成熟，无人机＋热成像将广泛应用于各个行业领域，开启了产业的高速发展时期。无人机可搭载可见光相机和红外热像仪进行航拍，不受空间和地理位置的局限，热像仪通过探测物体本身发出的红外线，对景物温度分布进行成像，能在能见度低和有危险性位置进行探测，两者技术的重叠可用于夜视追踪、搜寻救援、设备巡检、农林牧渔等领域，尤其是在一些灾难预防以及监测中，也发挥不可小觑的作用。
热成像＋智能化
视频监控经历了由人力值守、辨别分析发展到机器自动分析的发展过程，已经完成了由事后检索逐步过渡到自动化、智能化的身份转变。智能分析技术让监控设备具备自主感知、图像识别、深度学习能力，将安防监控的事后取证延伸到事前预警、事中快速处置、事后海量数据的证据链的检索等，从而极大程度提升监控的效率。在红外摄像机上加入智能分析功能，大限度的解放了人力，目前它不仅实现对事件结果的分析和融合应用，还可以形成对事件内在发展规律的结果输出，辅助科学决策，快速解决实际的问题。
为了将热成像与人工智能进行结合，扩充热成像技术的延展性，FLIR将其的长波红外(LWIR)技术和Movidius行业的视觉处理单元(VPU)集成到一个热成像内核中，使其能够在低功耗下进行先进的图像处理，为其热成像产品带来人工智能。
而在国内，很多红外热成像摄像机都加入了智能分析的功能，相较于传统的可见光摄像机而言，大华汪凯峰认为，“红外热成像摄像机具有穿透能力强、探测距离远、可识别隐藏目标、温度检测及昼夜可视等优势，在安防监控领域与可见光摄像机已形成不可或缺的优势互补关系。红外热成像摄像机基于图像与温度算法，更是大大提高了报警准确率和安防系统的运行效率，其在周界安防、机场安保、铁路沿线中稳步推广，前端智能化已成为整个行业的未来和趋势。”
除了智能分析，未来热成像还将更加智能化趋势发展，实现智能感知、智能识别、智能分析、智能跟踪、智能联动、智能融合、智能辅助、智能控制等“专业智能”的目标。
热成像技术的未来发展方向
红外热成像技术，弥补了传统视频监控方案在夜间、远距离监控和无法识别温度等方面的不足，应用价值广泛。虽然目前市面上多数热成像监控，还停留在测温、目标探测、部分预警等基础数据采集及简单分析的层面，其监控范围、探测能力、智能化服务还有不足，特别是数据价值的挖掘、分析结果的提炼等还远没有达到数据利用的大化。但智能化的发展趋势仍将继续，与其他技术和领域的融合也将是热成像发展的必然方向。
海康威视许金胜认为，热成像技术从目前来看，有几个方向可以突破，一个是双光谱双通道的高度融合、联动，目前市面上双光谱的设备，无论是海外，还是国内厂家，其双通道也只是普通的硬件堆叠，并没有真正完成应用上的功能实现，虽偶有实现联动，但总体体验感还是差强人意。另外，充分利用热成像的特殊优势，推出更小巧更适合安防监控及国内用户使用习惯的智能化设备，在人体智能探测、识别，周界等入侵防范类应用中有所突破，真正做到智能“防人”的目的。相信随着海康威视等传统视频监控巨头厂家的不断投入，发挥在可见光摄像机上图像分析，智能算法等的优势，充分将其融合到热成像相机上，定能产生不小的化学反应。
大华汪凯峰表示，“随着MEMS技术的不断突破，红外探测器必然向着更小尺寸、更大分辨率、更低功耗的趋势发展，热成像探测器成本的降低，使得红外热成像技术在安防行业的广泛应用成为可能。而采用非制冷焦平面阵列探测器的红外热成像摄像机未来必将大量应用于智能安防监控中，并将在智能分析、多光谱图像融合等技术方面取得较大进展。未来5~10年间，红外热成像技术将成为与可见光摄像技术相匹敌的热门产业，二者优势互补，真正实现多光谱全天候视频监控，将安防视频监控行业推向新的**。
金三立颜永辉则认为热成像要进一步打开市场的突破点在于内外兼修。对内，需要加大科研投入，提升产品核心竞争力，降低成本;对外，要通过行业定制，推出高附加值的智能化产品，提供行业整体解决方案，真正解决行业客户的实际问题。
除此之外，在楼宇自动化及人员数量统计用热成像相机用途方面，热成像技术具有很大的活力。另外，随着智能设备硬件模块的小型化，热成像产品除了应用于无人机，还或将应用于智能楼宇等方面，甚至是智能手机上。随着民用化趋势发展，未来相信有更多的军用技术将充分渗透至民用市场，支撑核心技术突破。