紅外熱像儀用途及來源

??熱像儀是無源傳感器，可捕獲溫度高于絕對零值的所有物體發出的紅外輻射。熱像儀用途最初是作為軍事監視和夜視工具開發的，但最近價格下降了，從而大大開拓了更廣闊的應用領域。熱像儀用途包括動物，農業，建筑物，氣體檢測，工業和軍事應用，以及對人類的檢測，跟蹤和識別。在視覺系統中部署這種類型的熱像儀消除了普通灰度和RGB相機的照明問題。
在(zai)過去的(de)幾十年(nian)中(zhong)，自動(dong)視(shi)覺系(xi)統(tong)(tong)的(de)研究與開發(fa)一直(zhi)在(zai)迅速發(fa)展。捕獲(huo)灰度或RGB圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)可見光的(de)視(shi)覺攝像(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)已成為(wei)標準(zhun)的(de)成像(xiang)(xiang)(xiang)設(she)備(bei)。但是(shi)，使用這(zhe)些(xie)相機(ji)(ji)(ji)有(you)一些(xie)缺點。物(wu)體(ti)(ti)的(de)顏(yan)色(se)和可見性(xing)取決于能源，例如(ru)太陽或人(ren)造照(zhao)明(ming)。因(yin)此(ci)，主要(yao)挑戰在(zai)于圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)和照(zhao)明(ming)，并且強(qiang)度，顏(yan)色(se)平衡，方向等都需要(yao)發(fa)生變(bian)化。此(ci)外，在(zai)完全黑暗的(de)環境中(zhong)無法(fa)捕獲(huo)任(ren)何(he)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)。為(wei)了克服這(zhe)些(xie)局限性(xing)并向場景(jing)圖(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)添加更多信息，視(shi)覺系(xi)統(tong)(tong)中(zhong)還(huan)引(yin)入了其他傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)。這(zhe)些(xie)傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)包括3D傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)和近紅外傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)。其中(zhong)一些(xie)設(she)備(bei)是(shi)主動(dong)掃描(miao)儀，可發(fa)出輻射并檢測來自物(wu)體(ti)(ti)的(de)輻射反射。例如(ru)，夜視(shi)設(she)備(bei)使用主動(dong)紅外熱(re)像(xiang)(xiang)(xiang)儀，該熱(re)像(xiang)(xiang)(xiang)儀用近紅外輻射（0.7–1.4 μm）照(zhao)亮場景(jing)，并捕獲(huo)可見光譜(pu)和近紅外電磁光譜(pu)的(de)輻射。這(zhe)樣的(de)有(you)源傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)對照(zhao)明(ming)的(de)依賴性(xing)較(jiao)小。立(li)體(ti)(ti)攝像(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)是(shi)無源3D傳(chuan)感(gan)器(qi)(qi)，但是(shi)由于它們由可視(shi)攝像(xiang)(xiang)(xiang)機(ji)(ji)(ji)組成，因(yin)此(ci)它們還(huan)取決于照(zhao)明(ming)。

圖為紅外熱成像原理

??所描述的傳感器表明，使用主動感應可以消除攝像機的某些缺點。但是，在許多應用中，無源傳感器是首選。在中長波紅外光譜（3–14 μm）中，物體自身發出輻射，其主要波長和強度取決于溫度。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分，而顏色和無生命的物體（例如椅子和桌子）則是不可見的。
最初，熱像儀用途是(shi)為軍用(yong)夜視(shi)目的(de)(de)而開(kai)發的(de)(de)，設(she)備(bei)非常昂(ang)貴。該技術后來(lai)被商業化，并(bing)(bing)且(qie)在過去的(de)(de)幾十年(nian)中(zhong)發展迅速，從而產生了更好，更便宜(yi)的(de)(de)相(xiang)機。這已經打開(kai)了一個(ge)更廣(guang)闊(kuo)的(de)(de)市(shi)場，并(bing)(bing)且(qie)該技術現在被引入到各種不同(tong)的(de)(de)應用(yong)中(zhong)，例如(ru)建筑檢(jian)查，氣體檢(jian)測，工業設(she)備(bei)，，獸醫，農業，火災檢(jian)測和監視(shi)。在許多(duo)不同(tong)的(de)(de)科學(xue)領(ling)域中(zhong)如(ru)此廣(guang)泛的(de)(de)應用(yong)使得(de)很(hen)難(nan)獲得(de)一個(ge)完整的(de)(de)概述。