低照度摄像和热成像技术
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安防监控系统的夜视功能解析现代社会中,安全问题备受重视。
为了更好地保护人们的生命财产安全,安防监控系统广泛应用于各种场所。
其中,夜视功能作为重要的技术之一,在保障夜间监控效果方面发挥着不可替代的作用。
本文将对安防监控系统的夜视功能进行解析,旨在让读者对夜视技术有更深入的了解。
一、夜视功能的原理及类型夜视功能是利用红外光、低照度图像传感器等技术实现对低光环境下的监控和拍摄。
基于工作原理的不同,夜视功能分为红外夜视和低照度夜视两种类型。
1. 红外夜视红外夜视技术是通过发射和接收红外光来实现对夜间场景的观察和监控。
它利用波长较长的红外光不受人眼识别,可以在完全黑暗的环境下进行观察。
在监控系统中,红外夜视摄像机通过发射红外光源,利用其照射到的物体反射的红外光进行拍摄和传输,从而实现对夜间场景的监控。
2. 低照度夜视低照度夜视技术是通过采用高感光度图像传感器来实现对夜间场景的观察和监控。
它利用感光元件对光线的敏感性,能够在极低照度条件下拍摄出清晰的图像。
在监控系统中,低照度夜视摄像机通过提高图像传感器的感光度和降低图像传感器的噪声水平,实现对夜间场景的清晰拍摄。
二、夜视功能的应用场景夜视功能广泛应用于各个领域,特别是对夜间安全监控要求较高的场所。
以下是几个常见的应用场景:1. 公共安全领域:夜间巡逻、街道监控、交通监控等,通过安装夜视功能的监控系统,可以提高夜间的安全防护水平。
2. 商业场所:商场、超市、银行等需要24小时监控的场所,夜视功能可实现对盗窃、抢劫等违法行为的预防和打击。
3. 工业领域:工厂、仓库等需要对生产过程、设备运行状态进行监控的场所,夜视功能可确保工作安全,发现并解决潜在的问题。
4. 住宅小区:夜视功能在小区的入口、道路和公共区域的监控上发挥着重要的作用,帮助居民提高安全感并防范入侵等不法行为。
三、夜视功能的发展与研究趋势近年来,随着科技的不断进步和需求的增加,夜视功能也得到了迅速的发展。
红外热成像设备今年突然走入了大众的视线,特别是热成像测温,那么除了测温,红外热成像技术还能用来做什么呢?
1、在夜间、低照度环境下,传统监控往往使用主动光源补充的设备来达到监控效果。
红外热像仪属于被动成像设备,不需要任何光源照射就可以准确成像,可以不受光线影响,提高夜间安防监控打击力度;由于红外线波长较长,所以具有的“透烟透雾”特性。
红外热像仪能更好地实现恶劣环境下的监控和识别,可实现网络化、远距离监控,24小时全天候监控。
另外,产品能提供高对比度的图像,提高视频分析的可靠性。
红外安防监控系统可实现智能化自动分析,将可见光监控的智能分析功能使用在红外热像仪视频上。
2、火灾预防报警和户外搜救
火场火灾被扑灭时,容易死灰复燃,热成像仪能够显示物体温度场,通过对
温度场的监控可即时发现温度异常,预防由于温度异常引发的二次起火。
户外搜救远距离探测和搜索被困人员,热像仪在数公里范围内,能非常容易发现被困人员、掉到深沟悬崖中的出事车辆。
另外,配备视频和红外热像仪的无人机,无人机也能在火灾等事故中执行有效的搜索和救援任务。
3、预警监测水坝、湖泊、山体的险情
红外热像仪可以对水库堤坝的情况实现在雨、雪、烟、雾、霾等恶劣天气下实现全天候监控,监控渗漏点、监控开裂塌方、监控水流的大小。
因为水温比环境温度低,同时水的辐射率与周围物体的辐射率有区别,因此即使是同一温度也能分辨出水来。
也可远距离监控监控山体滑坡情况,并做出预警。
以上就是红外热成像技术的应用了,目前来看用在监控领域比较常见,如果大家对红外热成像监控感兴趣的话,成都慧翼科技建议大家找专业人士咨询一下。
热成像墙壁可以挡住吗_热成像仪真的可以穿透墙的看见人吗热成像的原理是什么现在我们来看看热像仪是如何完成这一转换的。
光机扫描机构将红外望远镜所接收的景物热辐射图分解成热辐射信号,并聚焦到红外探测器上,探测器与图像视频系统一起将热辐射信号放大并转换成视频信号,通过显示器人们就可以看到一幅幅神奇的画面。
热像仪能够在几百分之一摄氏度内识别出温度的微小差异。
热成像技术是根据所有物体都发热这一事实来实现的。
尽管许多物体从外表看不出什么,但在其上仍有冷热之分。
借助热图上的颜色我们可以看到温度的分布,红色、粉红表示比较高的温度,蓝色和绿色表示了较低的温度。
所有不处于绝对零度的物体,均会发出不同波长的电磁辐射,物体的温度越高,分子或原子的热运动越剧烈,则红外辐射越强。
辐射的频谱分布或波长与物体的性质和温度有关。
衡量物体辐射能力大小的量,称为辐射系数。
黑颜色或表面颜色较深的物体,辐射系数大,辐射较强;亮颜色或表面颜色较浅的物体,辐射系数小,辐射较弱。
人眼仅能看到很狭窄的一段波长的电磁辐射,称为可见光谱。
而对于波长在0.4um以下或0.7um以上的辐射,人眼则无能为力了。
电磁波谱中红外区域的波长在0.7um~1mm之间,人眼看不到红外辐射。
现代的热成像装置工作在中红外区域(波长3~5um)或远红外区域(波长8~12um)。
通过探测物体发出的红外辐射,热成像仪产生一个实时的图像,从而提供一种景物的热图像。
并将不可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。
热成像仪非常灵敏,能探测到小于0.1℃的温差。
工作时,热成像仪利用光学器件将场景中的物体发出的红外能量聚焦在红外探测器上,然后来自与每个探测器元件的红外数据转换成标准的视频格式,可以在标准的视频监视器上显示出来,或记录在录像带上。
由于热成像系统探测的是热而不是光,所以可全天候使用;又因为它完全是被动式的装置,没有光辐射或射频能量,所以不会暴露使用者的位置。
红外探测器分为两类:光子探测器和热探测器。
热成像技术在工业检测中的应用随着人类社会的不断迅速发展,科技的进步也让每个人都享受到了更高的生活品质。
而其中,工业领域的检测技术也在不断提高,其中最为重要的就是热成像技术。
热成像技术可以利用红外线的特性从而探测物体的热能,非常适用于工业领域的检测与监测。
本文将会探讨热成像技术在工业检测中的应用和未来的发展趋势。
一、热成像技术的基本原理热成像技术可以通过捕捉红外线波长的辐射来生成图像。
每个物体都会散发出红外线,其辐射的强度和波长会根据温度发生变化。
而这种发射的辐射波长是不可见的,所以我们需要热成像仪将其转化为可见的图像。
热成像技术搭载二次元热成像传感器,专门用于收集物体热能。
传感器可以将物体发射的红外线转换成数字信号,然后通过处理显示到显示屏上,就像数码相机拍照一样。
二、1. 电气设备检测——现代工厂都有大量的电气设备,如电机、开关、电缆等。
这些设备在长时间运转之后,容易产生过热现象,需要及时检测,以免发生故障。
热成像技术可以监测每个设备的温度,当温度过高时及时预警,维修或更换设备,以确保生产线的正常运行。
2. 建筑热损失检测——在冬季,建筑物可能发生热能损失,同时在夏季也可能存在能量的浪费。
通过热成像技术,我们可以及时检测建筑物表面的温度,并进行追踪,从而快速发现建筑物的热问题,为绿色建筑和日常维修做好准备。
3. 气体泄漏检测——气体泄漏是一种很严重的危险,因为在空气中,有些气体是人们难以闻知的。
热成像技术可以帮助工人检测这些漏气情况,及时采取措施避免安全事故的发生。
三、热成像技术的发展趋势1. 热成像建筑检测的应用范围将不断扩大——随着热成像技术的普及和应用范围的扩大,人们对高效的热成像检测技术的需求也在逐渐增加。
未来,随着人们对绿色建筑和环保态度的改变,热成像技术将会逐步成为建筑行业的必备物品之一。
2. 红外技术与大数据技术相结合——现代工业的检测过程中,数据分析是一项基本技能。
现有的技术已经可以实现将大量数据采集到云端,通过学习和分析实现精确监测,因此,未来热成像技术与大数据技术的结合将会成为新的趋势,这也可以极大地提高热成像技术的应用精度和效率。
热成像技术的应用及原理1. 什么是热成像技术?说到热成像技术,首先得搞清楚这玩意儿到底是什么。
简单来说,热成像技术就是利用特殊的相机来“看”温度。
听起来是不是有点像科幻电影里那种超酷的设备?其实,它的原理也不复杂,靠的是探测物体发出的红外辐射。
每个物体,不管是热乎乎的咖啡还是冰凉的雪人,都在不断地释放热量。
这些热量在红外光谱中显示出来,咱们的热成像相机就能把这些看不见的热量变成一幅幅色彩斑斓的图像。
没错,就是像画画一样,把温度用颜色来表示。
2. 热成像技术的原理2.1 如何工作?热成像的工作原理其实就像是在夜晚用耳朵听声音一样。
你听不到的声音,它能帮你捕捉到;而热成像则是“听”到温度的变化。
相机里的传感器能感知到这些热辐射,并把它们转化成图像。
这些图像上的颜色会根据温度的高低有所不同,红色和黄色代表热,蓝色和绿色则是冷。
就像冬天在外面冻得瑟瑟发抖,看到一个温暖的火炉,瞬间就能感受到那种热的诱惑,对吧?2.2 应用场景说到热成像技术的应用,那真是五花八门。
最常见的莫过于在建筑领域了。
你想啊,家里如果有热量泄露,怎么找都找不到,简直就像大海捞针。
热成像相机就像个超级侦探,能迅速找到哪里漏风,帮你省下不少空调费。
再比如,在医疗领域,热成像可以用于检测炎症和血液循环问题。
医生只需看一眼图像,就能对患者的健康状况有个大致的了解,简直就是现代医学的福音。
3. 热成像技术的实际应用3.1 安防监控再说说安防监控,这也是热成像技术的一块“肥肉”。
在黑乎乎的夜晚,普通监控摄像头就像瞎子一样。
而热成像相机却能轻松捕捉到潜藏在黑暗中的一切,不管是小偷还是猫咪。
你看,这种“夜视能力”是不是就像超级英雄一样?有了它,家里再也不用担心“夜间访客”了。
3.2 农业与工业另外,在农业和工业领域,热成像技术也不甘示弱。
在农业里,农民朋友们可以利用它监测土壤温度,判断作物的健康状况。
这可比摸摸叶子简单多了,直接就能看到哪块地热量高,哪块地需要浇水。
热成像的应用及分析热成像技术是一种利用物体发出的红外辐射来显示物体表面温度分布的技术。
热成像技术广泛应用于各个领域,包括军事、工业、医疗、安防等。
以下将分别介绍热成像在各个领域的应用及分析。
在军事方面,热成像技术被广泛应用于夜视设备和目标探测。
夜视设备利用热成像技术可以在夜间或恶劣的天气条件下检测和识别目标,使军事人员能够在暗夜中作战。
热成像技术可以帮助军方探测敌方人员、车辆和设备,提高战场的监控能力和作战效果。
此外,热成像技术还可以用于识别隐藏在被掩盖物后的目标,使军事人员能够更好地了解敌方动态,做好战略部署。
在工业方面,热成像技术可以用于设备检测与维护。
通过对设备表面进行热成像扫描,可以实时监测设备温度分布,检测设备是否存在异常。
通过早期发现和处理设备故障,可以减少设备损坏和停机时间,提高生产效率和降低维护成本。
此外,热成像技术还可以用于检测电路板等电子产品的散热效果,优化散热设计,提高产品性能和可靠性。
在医疗领域,热成像技术可以用于体温检测和医学诊断。
通过对人体进行热成像扫描,可以实时监测和记录人体各个部位的温度分布,帮助医生诊断疾病和评估治疗效果。
例如,热成像技术可以辅助肿瘤早期诊断,通过检测肿瘤区域的高温异常来判断肿瘤位置和大小。
另外,热成像技术还可以用于检测乳房癌、静脉血栓等疾病,提高早期诊断率和治疗效果。
在安防领域,热成像技术可以应用于监控和防盗系统。
与传统摄像头相比,热成像摄像头可以通过检测物体的红外辐射来进行无光夜视,不受光线条件的限制。
热成像技术可以用于远距离监控和目标识别,提高安防系统的监控范围和效果。
另外,热成像还可以用于人体活动检测和入侵报警,通过检测人体的温度变化来判断是否有人进入禁区或发生异常事件,提高安防系统的准确性和响应速度。
在环境领域,热成像技术可以用于气象监测和环境调查。
通过对大气温度的测量和分析,可以获取天气变化和大气污染等环境信息。
热成像技术还可以用于检测建筑物的热能损失和能源浪费,帮助改善建筑节能效果。
了确保铁路运输安全,尤其是高速铁路运输安全,视频监控技术在铁路行业得到广泛的应用。
高清视频监控技术的发展能够确保昼间监控图像清晰,设备运行稳定,但夜间在环境光和外部光源不足的条件下,监控设备不能提供清晰的视频图像,甚至多数监控设备在夜间处于“失明”状态。
红外热像技术具有成像快速准确、高清晰度、监控范围更广的特点,可以提供全天候高品质的视频监控,突破了铁路监控夜间的盲区,实现了从“看得见”到“看得清”的跨越。
为了进一步了解红外热像技术的应用现状、存在问题,以及发展前景,促进红外热像技术在铁路视频监控中的应用,我们采访了铁道第三勘察设计院集团有限公司电化电信处副总工程师冯敬然、 北京全路通信信号研究设计院有限公司教授级高级工程师陈梅、浙江大立股份有限公司大交通行业经理楼伟群、北京和普威视科技股份有限公司营销总监田长超。
大安防时代,夜视监控“看得清”还有多远——红外热像技术在铁路系统应用现状及展望为冯敬然先生陈梅女士楼伟群先生田长超先生■ 本刊记者《中国铁路》:请问影响铁路夜视效果的因素有哪些?铁路上的视频监控系统因设备价格、工程投资、建设标准、外部环境、装备水平等因素,以及监控设备在清晰度、动态范围、监视距离等方面存在问题,致使夜视效果不佳。
目前,京石、长昆、津秦、大西铁路及在建铁路基本采用低照度、宽动态摄像机解决弱光或夜间的视频监控问题,部分也采用红外摄像机(主动补光型)。
弱光或夜间场景的视频监视区域主要包括区间机房室外、正线巡视、隧道洞口、车站咽喉区、公路跨铁路桥区、隧道桥梁救援疏散通道、联络线与正线连接点、车站售票厅、进出站厅、站前广场等处。
冯敬然先生认为,造成视频监控系统夜间监控效果不理想的主要因素为:设备价格高、工程投资大。
红外热像仪及星光级摄像机等设备的投入高,需要夜间监控的场景多,造成整体工程投资加大,影响了具有夜视监控功能的大规模应用;另外,还存在建设标准执行不到位的问题。
目前,《高速铁路设计规范》、《京沪高速铁路综合视频监控系统设计原则及设备配置会议纪要》等标准规范规定了铁路使用夜视功能的场景,《铁路综合视频监控系统技术规范(V1.0)》也对低照度、热成像摄像机提出了技术要求,但在实际建设工程中很难按要求执行到位。
红外热成像芯片总结红外热成像芯片是一种能够将红外辐射转化为可见图像的关键技术。
它在许多领域中得到广泛应用,如安防监控、医学诊断、工业检测等。
本文将对红外热成像芯片进行总结,介绍其原理、应用和发展趋势。
一、红外热成像芯片的原理红外热成像芯片利用物体发出的红外辐射来获取物体的温度分布,并将其转化为可见图像。
其原理基于物体的热辐射特性,根据物体的温度不同,发出的红外辐射也不同。
红外热成像芯片通过感应和转换红外辐射,将其转化为电信号,并经过处理后生成热成像图像。
二、红外热成像芯片的应用1. 安防监控:红外热成像芯片可以在夜间或低照度环境下实现人体检测和目标跟踪,提高安防监控的效果。
它可以通过检测物体的热辐射来识别潜在的威胁或异常情况。
2. 医学诊断:红外热成像芯片在医学领域中有着广泛的应用。
它可以用于体温检测、乳腺癌筛查、血液循环监测等。
通过检测人体的热辐射,可以及时发现异常情况,提供有价值的医学信息。
3. 工业检测:红外热成像芯片在工业领域中被广泛应用于设备状态监测、故障诊断等方面。
它可以检测设备的温度分布,及时发现异常情况,预防设备故障和事故的发生,提高生产效率和安全性。
三、红外热成像芯片的发展趋势1. 高分辨率:随着技术的不断进步,红外热成像芯片的分辨率不断提高,可以实现更精细的温度检测和图像显示。
2. 小型化:红外热成像芯片的体积越来越小,便于集成到各种设备中,如智能手机、无人机等,扩大了其应用范围。
3. 多功能化:红外热成像芯片不仅可以获取温度分布图像,还可以结合其他传感器,实现更多功能,如气体检测、湿度监测等。
4. 低功耗:红外热成像芯片在功耗方面也在不断改进,以满足电池供电设备的需求,延长设备的使用时间。
5. 价格下降:随着生产规模的扩大和技术的成熟,红外热成像芯片的价格逐渐下降,使其更加普及和可接受。
红外热成像芯片作为一种重要的技术,具有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和创新,红外热成像芯片将在更多领域中发挥重要作用,为人们的生活和工作带来更多便利和安全。
监控系统如何提高夜间监测能力随着科技的不断进步,监控系统在保障社会安全和管理效率方面起到了重要的作用。
然而,在夜间监测中,由于光线的限制,面临着一些挑战。
本文将讨论如何通过一系列的技术和策略来提高监控系统在夜间的监测能力。
一、光线增强技术光线增强技术是提高夜间监测能力的重要方法之一。
该技术通过增强环境中微弱的光线来提高图像的亮度和对比度。
常见的光线增强技术包括红外光(IR)照明和低照度摄像机。
红外光照明是光线增强的一种常见方法。
它利用红外LED灯或激光照明装置发射无形的红外光,将夜间的环境光线转化为可见光,以提供更好的图像质量和可视范围。
低照度摄像机则通过特殊的传感器和处理算法,能够在极低光照条件下仍然保持出色的图像质量。
这种摄像机具备高灵敏度和低噪声特性,能够更好地捕捉和还原夜间场景。
二、热成像技术热成像技术是一种通过记录目标物体辐射的红外能量来生成图像的技术。
与传统的光学图像不同,热成像技术能够检测物体散发的热量并将其转化为图像。
在夜间监测中,热成像技术能够有效地发现人和动物等热源目标,具备很高的实时监测能力。
热成像技术的优点是不受光线影响,能够在完全黑暗的环境中进行监测。
同时,热成像摄像机具备更好的隐私保护性能,因为它只显示目标的热能辐射而不是其外貌特征。
然而,热成像技术也存在缺点,例如无法提供高分辨率的图像和对细节的清晰度有限。
因此,在夜间监测任务中,通常将热成像技术与传统光学技术结合使用,以获得更全面的监测效果。
三、智能分析算法监控系统中的智能分析算法是提高夜间监测能力的关键因素之一。
这些算法能够根据图像特征和目标行为模式,将监测的图像数据进行实时分析,并识别出异常或可疑的情况。
在夜间监测中,智能分析算法可以通过对图像进行运动检测、人体检测和目标跟踪等功能,准确地定位和追踪潜在的危险和威胁。
此外,还可以通过人脸识别、车牌识别等高级算法,实现更多的安全管理需求。
智能分析算法的发展得益于人工智能和机器学习技术的进步。
低照度摄像与热成像技术!摄像机的一个重要参数是最低照度,人们关注最低照度是因为人们对夜晚黑暗等环境下的监控需求,安防是不分白昼的,因此夜晚成像技术是非常有用并有广泛需求和前景的技术。
照度为一亮度单位,顾名思义,是指摄像机在摄取影像时,对周围环境照明亮度的需求,1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度,我们在摄像机参数规格中常见的最低照度,表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下,即能获取清晰的影像画面,此数值越小越好,说明CCD的灵敏度越高。
同样条件下,黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。
行业内人士强调,照度能低到多少,不仅要看镜头的光圈大小(F值),更要看是在什麽条件限制下才能出现所标示的LUX值,以光圈大小(F值)而言,光圈愈大则其所代表的F值愈小,所需的照度愈低。
另外电子灵敏度,单一画面累积帧数,红外线是ON还是OFF等均对最低照度有影响。
低照度摄像机低照度摄像主要技术:日夜转换型、低速快门和超感度摄像机。
日夜转换型:摄像是利用黑白影像对红外线感度较高的特点,在一定的光源条件,利用线路切换的方式将影像由彩色转为黑白,以便于搭配红外线。
而白天彩色/晚上黑白的摄像机因受限于CCD 感度,本身并无法改变,只是利用线路切换及搭配红外光的方式将功能提升,不能算是低照度摄像机。
低速快门:又称为(画面)累积型摄像机:其原理是利用电脑记忆体的技术,利用该技术,可以实现0.0008星光级的情况下应用。
此技术的原理可以看出,他还是离不开“光源”,必须要求环境必须有光的存在,即使它很微弱,因此如果在完全黑暗的条件下,它无效。
并且,图象的成像是以牺牲图象的连续性为代价的(注意其原理是延长曝光时间使CCD充分感光,有一个光的积累过程)。
此类型低照度摄像机适用于较静态场所的监视。
超感度摄像机:超感度摄像机(EXVIEW/HAD),又称24 小时摄像机,其彩色照度可达0.05LUX,黑白则可达0.003-0.001LUX(亦可搭配红外线以达0LUX)不仅能清晰的辩识影像,更是实时连续的画面。
此类型摄像机主要是采用SONY 元件厂所推出的EXVIEW/HAD/CCD(超感CCD),其运用专利技术将CCD 每一画素的开口率提高,进而达到更低照度的要求,由于该CCD 的制造成本仍高,相对的成品制造商要研发此类摄像机的技术门槛也较高。
EXVIEW HAD CCD+画面累积技术,并且基本消除了拖影现象。
主动红外技术利用CCD摄像机(黑白模式),可以感应红外光谱原理,给CCD摄像机配置红外照明光源(红外灯),利用物体反射红外光源的红外光达到成像的目的,缺点使红外照明距离短,灵敏度不高、并且容易红暴。
热成像技术红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射,它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。
这种红外线辐射是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动,并不停地辐射出热红外能量。
分子和原子的运动愈剧烈,辐射的能量愈大; 反之,辐射的能量愈小。
热成像技术原理:通过非接触探测,将物体辐射产生的红外能量(热量)转换为电信号,经过处理形成热辐射图象。
凡是温度高于绝对温度零度(零下270摄氏度)的物体均向外辐射红外能量,温度越高,红外辐射越强。
因此,热成像技术不同与低照度技术,即使在绝对黑暗(没有可见光)的环境下也可以成像;也不同语主动红外技术,它不需要额外的红外设备。
热成像技术VS LowLightTM低照技术LowLightTM低照技术采用高感光CCD(如Exview HAD CCD等)、DSS数字快慢门调节来提高摄像机的低照性能。
曝光时间的增长使CCD更充沛感光,从而增强图像亮度及清晰度。
LowLightTM低照技术的应用优点在于设备简单(仅摄像机即可)、价格大众化(技术已普及),缺点则在于图像亮度以牺牲图像连续性为代价,而最终LowLightTM低照技术仍需依靠照明光源并局限于可见光光谱内。
当环境呈黑暗、烟雾或遮挡时,低照技术显然无所适从。
热成像技术由于依靠红外辐射成像不依赖可见光,无论环境光照强或弱、能见度(遮挡)高或低均不影响有效成像。
因此,热成像技术完全解决了必须依靠“可见光”的技术瓶颈,将视频监控系统的应用扩展至更大范围。
热成像技术V.S 主红外技术不少用户对主红外技术与热成像技术的理解常出现混淆。
事实上,两者技术虽然都借由红外光谱成像,但是其成像原理却大不相同。
主红外技术利用CCD摄像机(黑白模式下)可感应近红外光谱(0.75-1.0μm)的原理,在CCD摄像机附近架设辅助红外照明设备(如红外灯等),利用物体反射红外源的红外光达到成像目的。
红外热成像技术是感应中、远红外光谱(3.0~8.0μm、8.0~14.0μm),利用(非制冷)氧化矾微测辐射热仪感应物体所辐射散发的红外能量来成像。
主动红外技术至今未得到广泛应用,问题在于红外辅助照明设备的技术弊端重重。
照明范围小、灵敏度低、耗能大;体积笨重、使用寿命短,最致命的弱点是红外辅助照明设备所散发的红外光线极易被探测到,从而自我暴露。
热成像技术由于感应来自物体辐射散发的红外能量,完全抛弃问题重重的红外辅助照明设备,从根本上杜绝以上弊病及弱点。
一体化热成像定位系统的光学参数及意义微测辐射热仪微测辐射热仪是一体化热成像定位系统的摄像机组件,通常有制冷与非制冷两种类型。
以非制冷型为佳,因为非制冷型微测辐射热仪无需液氮和斯特林制冷,可长期无维护连续工作,寿命长且工作时无声音,启动时间短。
无论室内、户外使用,仪器不受阳光、气候和其它高温物体的影响。
热灵敏度可简单定义为仪器或使观察者能从背景中精确分辨出目标辐射的最小温度。
热灵敏度值越小,代表热灵敏度越高。
视场它是光学系统视场角的简称,表示能够在光学系统像平面视场光阑内成像的空间范围。
当物体位于以光轴为轴线,顶角为视场角的圆锥内的任一点(在一定距离内)时能被光学系统发现,即成像于光学系统像平面的视场光阑内,也即物体能在热成像摄像机中成像的物空间的最大张角叫做视场,一般是ao×βo的矩阵视场。
类似CCD摄像机有效像素的概念。
视场越大,图像清晰度越高。
像素尺寸像素尺寸指ao×βo矩阵视场内每个像素的大小。
一般,像素尺寸越小,热灵敏度越高。
光谱响应这是指热成像摄像机对红外光谱的响应范围,通常有中红外光谱及远红外光谱两种响应范围。
以远红外光谱(8.0-14.0μm)为佳,因为中红外光谱(3.0-8.0μm)的波长较短,较容易穿透有些物质,使其最终无法正常成像。
现场温度范围现场温度范围是指热成像摄像机能感应成像的最高温度,物体一旦超过该温度,摄像机将无法给出边缘图像。
这类似普通CCD摄像机的受光过饱和现象。
温度范围越高,热成像摄像机的图像动态范围越广。
另外,为方便读者识别以上参数指标,现以FLIR一体化热成像定位系统的规格参数为范例:·非制冷氧化矾微测辐射热仪(uncooled,Vanadium Oxide Microbolometer);·热灵敏度(sensitivity):<40mk@F1.0;·视场(array format):320×240;·像素尺寸(pixel size):38μm;·光谱响应(spectrum response):7.5-13.5μm,远红外感应(LWIR);·现场温度范围(scene temp range):至150℃,最高可达560℃(可选);·图像显示模式(display format):White Hot、Black Hot、Sepia、Rainbow。
红外热成像技术的优缺点1、红外热成像技术的优点①红外热成像技术是一种被动式的非接触的检测与识别,隐蔽性好:由于红外热成像技术是一种对目标的被动式的非接触的检测与识别,因而隐蔽性好,不容易被发现,从而使红外热成像仪的操作者更安全、更有效。
②红外热成像技术不受电磁干扰,能远距离精确跟踪热目标,精确制导由于红外热成像技术利用的是热红外线,因而不受电磁干扰。
采用先进热成像技术的红外搜索与跟踪系统,能远距离精确跟踪热目标,并可同时跟踪多个目标,使武器发挥最佳效能。
红外热成像技术可精确制导,使制导武器具有较高的智能性和发射后不用管的能力,并可寻找最重要的目标予以摧毁,从而大幅度提高了弹药的命中精度,使其作战威力成几十倍地提高。
③红外热成像技术能真正做到24h全天候监控红外辐射是自然界中存在最为广泛的辐射,而大气、烟云等可吸收可见光和近红外线,但是对3~5μm和8~14μm的红外线却是透明的,这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。
因此,利用这两个窗口,可以在完全无光的夜晚,或是在雨、雪等烟云密布的恶劣环境,能够清晰地观察到所需监控的目标。
正是由于这个特点,红外热成像技术能真正做到24h全天候监控。
④红外热成像技术的探测能力强,作用距离远利用红外热成像技术进行探测的能力强,可在敌方防卫武器射程之外实施观察,其作用距离远。
目前手持式及装于轻武器上的热成像仪可让使用者看清800m 以上的人体,且瞄准射击的作用距离为2~3km;在舰艇上观察水面可达10km ;在1.5km高的直升机上可发现地面单兵的活动;在20km高的偵察机上可发现地面的人群和行驶的车辆,并可分析海水温度的变化而探测到水下潜艇等。
⑤红外热成像技术可采用多种显示方式,把人类的感官由五种增加到六种只有当物体的温度高达1000 ℃以上时,才能够发出可见光被人眼看见。
而所有温度在绝对零度(-273 ℃)以上的物体,都会不停地发出热红外线。
如一个正常的人所发出的热红外线能量大约为100 W。
这些都是人眼看不见的,但物体的热辐射能量的大小,直接和物体表面的温度相关。
热辐射的这个特点使人们可以利用红外热成像技术对物体进行无接触温度测量和热状态分析,并可采用多种显示方式显示出来。
如对视频信号进行假彩色处理,便可由不同颜色显示不同温度的热图像;若对视频信号进行模数转换处理,即可用数字显示物体各点的温度值等,从而看清人眼原来看不见的东西。
所以可以说,红外热成像技术把人类的感官由五种增加到六种。
⑥红外热成像技术能直观地显示物体表面的温度场,不受强光影响,应用广泛红外热成像仪则可以同时测量物体表面各点温度的高低,直观地显示物体表面的温度场,并以图像形式显示出来。
由于红外热成像仪是探测目标物体的红外热辐射能量的大小,从而不像微光像增强仪那样处于强光环境中时会出现光晕或关闭,因此不受强光影响。
红外热成像技术除主要应用军事方面外,还可广泛应用于工业、农业、医疗、消防、考古、交通、地质、公安侦察等民用领域。
并且,还可将这种技术大量地应用到安防监控领域中,以方便实现智能安防监控。