紅外熱像儀用途及來(lái)源

??熱像儀是無(wú)源傳感器，可捕獲溫度高于絕對(duì)零值的所有物體發(fā)出的紅外輻射。熱像儀用途最初是作為軍事監(jiān)視和夜視工具開(kāi)發(fā)的，但最近價(jià)格下降了，從而大大開(kāi)拓了更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。熱像儀用途包括動(dòng)物，農(nóng)業(yè)，建筑物，氣體檢測(cè)，工業(yè)和軍事應(yīng)用，以及對(duì)人類的檢測(cè)，跟蹤和識(shí)別。在視覺(jué)系統(tǒng)中部署這種類型的熱像儀消除了普通灰度和RGB相機(jī)的照明問(wèn)題。
在過(guò)去的幾十年中，自動(dòng)視覺(jué)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)一直在迅速發(fā)展。捕獲灰度或RGB圖像可見(jiàn)光的視覺(jué)攝像機(jī)已成為標(biāo)準(zhǔn)的成像設(shè)備。但是，使用這些相機(jī)有一些缺點(diǎn)。物體的顏色和可見(jiàn)性取決于能源，例如太陽(yáng)或人造照明。因此，主要挑戰(zhàn)在于圖像和照明，并且強(qiáng)度，顏色平衡，方向等都需要發(fā)生變化。此外，在完全黑暗的環(huán)境中無(wú)法捕獲任何圖像。為了克服這些局限性并向場(chǎng)景圖像添加更多信息，視覺(jué)系統(tǒng)中還引入了其他傳感器。這些傳感器包括3D傳感器和近紅外傳感器。其中一些設(shè)備是主動(dòng)掃描儀，可發(fā)出輻射并檢測(cè)來(lái)自物體的輻射反射。例如，夜視設(shè)備使用主動(dòng)紅外熱像儀，該熱像儀用近紅外輻射（0.7–1.4 μm）照亮場(chǎng)景，并捕獲可見(jiàn)光譜和近紅外電磁光譜的輻射。這樣的有源傳感器對(duì)照明的依賴性較小。立體攝像機(jī)是無(wú)源3D傳感器，但是由于它們由可視攝像機(jī)組成，因此它們還取決于照明。

圖為紅外熱成像原理

??所描述的傳感器表明，使用主動(dòng)感應(yīng)可以消除攝像機(jī)的某些缺點(diǎn)。但是，在許多應(yīng)用中，無(wú)源傳感器是首選。在中長(zhǎng)波紅外光譜（3–14 μm）中，物體自身發(fā)出輻射，其主要波長(zhǎng)和強(qiáng)度取決于溫度。因此，它們不依賴任何外部能源。紅外熱像儀利用此屬性并測(cè)量該光譜中部分輻射。熱圖像顯示為灰度圖像，其中有亮像素表示熱物體。人類在熱圖像中更容易區(qū)分，而顏色和無(wú)生命的物體（例如椅子和桌子）則是不可見(jiàn)的。
最初，熱像儀用途是為軍用夜視目的而開(kāi)發(fā)的，設(shè)備非常昂貴。該技術(shù)后來(lái)被商業(yè)化，并且在過(guò)去的幾十年中發(fā)展迅速，從而產(chǎn)生了更好，更便宜的相機(jī)。這已經(jīng)打開(kāi)了一個(gè)更廣闊的市場(chǎng)，并且該技術(shù)現(xiàn)在被引入到各種不同的應(yīng)用中，例如建筑檢查，氣體檢測(cè)，工業(yè)設(shè)備，紅外電力監(jiān)測(cè)，獸醫(yī)，農(nóng)業(yè)，火災(zāi)檢測(cè)和監(jiān)視。在許多不同的科學(xué)領(lǐng)域中如此廣泛的應(yīng)用使得很難獲得一個(gè)完整的概述。