红外热像仪用途及来源

  热像仪是无源传感器，可捕获温度高于绝对零值的所有物体发出的红外辐射。热像仪用途最初是作为军事监视和夜视工具开发的，但最近价格下降了，从而大大开拓了更广阔的应用领域。热像仪用途包括动物，农业，建筑物，气体检测，工业和军事应用，以及对人类的检测，跟踪和识别。在视觉系统中部署这种类型的热像仪消除了普通灰度和RGB相机的照明问题。
在过去的几十年中，自动视觉系统的研究与开发一直在迅速发展。捕获灰度或RGB图像可见光的视觉摄像机已成为标准的成像设备。但是，使用这些相机有一些缺点。物体的颜色和可见性取决于能源，例如太阳或人造照明。因此，主要挑战在于图像和照明，并且强度，颜色平衡，方向等都需要发生变化。此外，在完全黑暗的环境中无法捕获任何图像。为了克服这些局限性并向场景图像添加更多信息，视觉系统中还引入了其他传感器。这些传感器包括3D传感器和近红外传感器。其中一些设备是主动扫描仪，可发出辐射并检测来自物体的辐射反射。例如，夜视设备使用主动红外热像仪，该热像仪用近红外辐射（0.7–1.4 µm）照亮场景，并捕获可见光谱和近红外电磁光谱的辐射。这样的有源传感器对照明的依赖性较小。立体摄像机是无源3D传感器，但是由于它们由可视摄像机组成，因此它们还取决于照明。

图为红外热成像原理

  所描述的传感器表明，使用主动感应可以消除摄像机的某些缺点。但是，在许多应用中，无源传感器是首选。在中长波红外光谱（3–14 µm）中，物体自身发出辐射，其主要波长和强度取决于温度。因此，它们不依赖任何外部能源。红外热像仪利用此属性并测量该光谱中部分辐射。热图像显示为灰度图像，其中有亮像素表示热物体。人类在热图像中更容易区分，而颜色和无生命的物体（例如椅子和桌子）则是不可见的。
最初，热像仪用途是为军用夜视目的而开发的，设备非常昂贵。该技术后来被商业化，并且在过去的几十年中发展迅速，从而产生了更好，更便宜的相机。这已经打开了一个更广阔的市场，并且该技术现在被引入到各种不同的应用中，例如建筑检查，气体检测，工业设备，红外电力监测，兽医，农业，火灾检测和监视。在许多不同的科学领域中如此广泛的应用使得很难获得一个完整的概述。