紅外熱成像攝像機(jī)原理分析以及應(yīng)用探討

　　同時(shí)，由于現(xiàn)在的視頻監(jiān)控系統(tǒng)仍然依托于人工監(jiān)視，安保人員需要對監(jiān)控畫面進(jìn)行24小時(shí)不間斷的監(jiān)視、人為對視頻圖像進(jìn)行分析報(bào)警，否則系統(tǒng)就起不到實(shí)時(shí)報(bào)警的功能，而更多的只是事發(fā)后取證的作用。從整體上來說，目前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)還處于在半天時(shí)、半天候和半自動(dòng)狀態(tài)。

▲在伊拉克戰(zhàn)爭中，美軍平均每個(gè)士兵擁有1.7臺紅外熱像儀產(chǎn)品

　　一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，世界上47%的暴力犯罪案件發(fā)生在晚6點(diǎn)到早6點(diǎn)之間。原因很簡單，在夜幕的籠罩下，犯罪分子容易隱蔽，犯罪場面也不容易被看見——黑暗掩蓋了犯罪行為。即使安裝了一般的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，也有可能讓犯罪分子逃之夭夭。因此，如何提高在“夜黑風(fēng)高”的案件高發(fā)時(shí)間段的自動(dòng)報(bào)警防范能力，成為安防系統(tǒng)當(dāng)成亟待解決的難題之一。

　　在這種情況下，紅外熱成像技術(shù)以其作用距離遠(yuǎn)、穿透能力強(qiáng)、能識別隱蔽目標(biāo)等優(yōu)勢被引入安防領(lǐng)域，成為監(jiān)控領(lǐng)域的一份子。

熱成像攝像機(jī)的監(jiān)控原理

　　在自然界中一切溫度高于絕對零度(-273.16攝氏度)的物體都不斷地輻射著紅外線，這種現(xiàn)象稱為熱輻射。紅外線是一種人眼不可見的光波，無論白天黑夜，物體都會(huì)輻射紅外線，但紅外線不論強(qiáng)弱，人們都看不到。

　　熱成像攝像機(jī)(又叫熱像儀)就是利用紅外探測器、光學(xué)成像物鏡接收被測目標(biāo)的紅外輻射信號，經(jīng)過紅外光學(xué)系統(tǒng)紅外探測器的光敏源上利用電子掃描電路對被測物的紅外熱像進(jìn)行掃描轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大處理、轉(zhuǎn)換或標(biāo)準(zhǔn)視頻信號通過電視屏或監(jiān)測器顯示紅外熱圖像。利用這種原理制成的儀器為熱成像攝像機(jī)。它通過探測微小的溫度差別，將溫度差異轉(zhuǎn)換成實(shí)時(shí)的視頻圖像，顯示在監(jiān)視器上。與其他需要少量光線產(chǎn)生影像的夜視系統(tǒng)不同，其完全不需要任何光，這使它成為人們在全黑環(huán)境、黑暗的夜晚監(jiān)控的完美工具。

　　由此可見，紅外熱像儀在完全無光、距離較遠(yuǎn)時(shí)都可對物體成像，它不僅可在完全無光的情況下觀測，而且可以在黑夜或濃厚的煙幕、云霧中探測到對方的目標(biāo)，包括已偽裝的目標(biāo)和高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，同時(shí)還要求在遠(yuǎn)距離上識別目標(biāo)，因而熱成像攝像機(jī)屬現(xiàn)今最高檔的夜視儀。被觀察物體一般都比周圍環(huán)境溫度高，因此也就成了熱像儀最好的觀察對象。

　　在夜間以及惡劣氣候條件下，紅外熱成像監(jiān)控設(shè)備可以對各種目標(biāo)，如人員、車輛等進(jìn)行監(jiān)控。紅外熱像儀的工作波段可達(dá)到中、遠(yuǎn)紅外區(qū)域，但由于大氣對波長為3至5微米和8至14微米以外的紅外線有強(qiáng)烈的衰減作用，所以實(shí)際上熱像儀主要工作在3至5微米和8至14微米兩個(gè)紅外波段。

熱成像攝像機(jī)在安防中的應(yīng)用

　　防火監(jiān)控

　　由于紅外熱像儀是反映物體表面溫度而成像的設(shè)備，因此除了夜間可以作為現(xiàn)場監(jiān)控使用外，還可以作為有效防火報(bào)警設(shè)備，在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。這是毀滅性火災(zāi)的根源，用現(xiàn)有的普通方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。而應(yīng)用紅外熱像儀可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，并且可以準(zhǔn)確判定火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍，透過煙霧發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，做到早預(yù)防、早撲滅。

　　偽裝及隱蔽目標(biāo)的識別

　　普通的偽裝是以防可見光觀測為主。一般犯罪分子作案通常隱蔽在草叢及樹林中，這時(shí)如果采用可見光的觀察方式，由于野外環(huán)境的惡劣及人的視覺錯(cuò)覺，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。紅外熱成像裝置是被動(dòng)接受目標(biāo)自身的熱輻射，人體和車輛的溫度及紅外輻射一般都遠(yuǎn)大于草木的溫度及紅外輻射，因此不易偽裝，也不容易產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷。另外，一般人員也不了解避開紅外監(jiān)視的方法，因此紅外熱成像裝置在識別偽裝及隱蔽目標(biāo)這方面的效果明顯。

　　夜間以及惡劣氣候條件下的道路監(jiān)控

　　由于紅外熱成像系統(tǒng)在觀察、識別目標(biāo)方面有著眾多的優(yōu)點(diǎn)，在許多發(fā)達(dá)國家的高速公路、鐵路夜間安全保衛(wèi)巡邏、夜晚城市交通管制等領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

　　重點(diǎn)部門、建筑、倉庫的保安、防火監(jiān)控

　　由于紅外熱成像設(shè)備是反映物體溫度而成像的設(shè)備，因此在夜間可以作為重點(diǎn)部門、建筑、倉庫、小區(qū)現(xiàn)場監(jiān)控使用，并且由于該種設(shè)備是一種成像設(shè)備，因此工作可靠，可以大幅減少虛警率。

　　陸上和港口交通安全保障

　　在我國，隨著城市交通的擴(kuò)大，公路、鐵路和水路的延伸，交通安全成為極大的問題，尤其在夜間或多霧、多雨的惡劣環(huán)境的安全行駛，便成為問題。如今裝有紅外熱像儀的汽車或船舶，就可以避免在夜間或惡劣環(huán)境下的交通事故。

　　紅外熱成像在機(jī)場的應(yīng)用

　　隨著航空事業(yè)的不斷發(fā)展，各地都在興建、擴(kuò)建機(jī)場，飛機(jī)出行已成為中國百姓商務(wù)旅行首選，飛機(jī)高效、快捷的運(yùn)輸手段在帶來方便的同時(shí)也成為治安事件及恐怖襲擊的重點(diǎn)區(qū)域。因此，機(jī)場的安防建設(shè)歷來是中國乃至世界關(guān)注的熱點(diǎn)。

　　由于機(jī)場占地面積非常龐大，監(jiān)控布置的難度較大，面對非法入侵甚至恐怖襲擊，確保乘客及機(jī)場安全乃頭等大事，紅外熱成像儀能在機(jī)場夜間監(jiān)控起到非常大的作用。