．前視式紅外線攝影機與技術應用

FLIR Cameras Spot Trespassers and Keep Trains Running Smoothly

 - Application Story

AKD 寰楚專業級全系列監控設備

Wikipedia

通常在軍事和民用飛機上，使用的前視式紅外線攝影機，是採用感測紅外輻射的熱像儀技術（Forward-looking infrared 簡稱為 FLIR，此處非指美國的攝影機廠商）。

安裝在前視式紅外線攝影機，以及其他熱成像攝影機中的感測器，使用紅外線輻射（通常從熱源發出的輻射）（熱輻射）進行檢測，以產生用於影像輸出的圖像。

它們可用於幫助飛行員和駕駛員，在夜間和霧中駕駛車輛，或在較涼的背景下檢測溫暖的物體。熱像儀檢測到的紅外線波長為 3 至 12 μm，與夜視顯著不同，夜視必須在可見光和近紅外線範圍（0.4 至 1.0 μm）中工作。

設計概念

紅外光分為兩個基本範圍：長波和中波。長波紅外（LWIR）攝影機有時稱為「遠紅外線」，其工作波長為 8 至 12 μm，可以看到幾公裡外的熱源，例如發動機部件或人體熱的熱量。使用 LWIR 很難進行遠距離觀察，因為紅外光會被空氣和水蒸氣吸收、散射和折射。

一些長波攝影機要求將其檢測器進行低溫冷卻，通常在使用前先冷卻幾分鐘，儘管某些中敏感度高的紅外線攝影機不需要這樣做。許多熱像儀，包括一些前視式紅外線熱像儀（例如某些 LWIR 增強視覺系統（EVS））也沒有冷卻。

中波（MWIR）前視式的工作範圍為 3 – 5 μm。這些頻率幾乎也可以看到，因為那些頻率受水蒸氣吸收的影響較小，但通常需要更昂貴的感測器陣列，以及低溫冷卻。

許多攝影機系統使用數位圖像處理，來改善圖像品質。由於製造過程的局限性，紅外線成像感測器陣列的像素間，靈敏度常常非常不一致。為瞭解決這個問題，工廠對每個像素的反應進行了測量，通常是線性的變換，將測得的輸入信號映射到輸出電平。

一些公司提供了先進的「融合」技術，該技術將可見光譜圖像，與紅外光譜圖像混合在一起，比單獨的單光譜圖像產生更好的結果。

特性

熱像儀，例如 Raytheon AN / AAQ-26，用於多種應用，包括海軍艦船，固定翼飛機，直升機和裝甲戰車。

在戰爭中，它們比其他成像技術具有三個明顯的優勢：

1.成像器本身幾乎不可能檢測到敵人，因為它會檢測從目標發射的能量，而不是像雷達或聲納那樣發出從目標反射的能量。

2.看到紅外線光譜中的輻射，很難被偽裝。

3.與可見光攝影機相比，這些攝影機系統可以更好地穿透煙霧、霧氣、陰霾和其他大氣遮蓋物。

術語的由來

術語「前視式」用於將固定的前視式熱成像系統，與側向跟蹤紅外線系統（也稱為「Push Broom」成像儀）以及其他熱成像系統（如安裝在雲台上的成像系統、手持式成像系統）區分開來。 等等。 Push Broom 系統通常已用於飛機和衛星上。

側向跟蹤成像器通常包含一維（1D）像素陣列，該像素陣列使用飛機或衛星的運動在整個地面上移動1D陣列的視圖，從而隨時間建立2D圖像。 這種系統不能用於實時成像，必須垂直於行進方向看。

發展歷史

1956 年，德州儀器（Texas Instruments）開始研究紅外線技術，該技術促成了數個行掃描儀合同，並增加了第二個掃描鏡，於 1963 年發明了第一台前視式紅外線熱像儀，並於 1966 年開始生產。1972 年，TI 發明了通用模組的概念，大大降低了成本，並允許通用組件的重複使用。

用途

。對哺乳動物的監視和/或捕獲

– 例如偵查隱藏在卡車/卡車中的非法移民

– 警告駕駛員因鹿引起的突然道路阻塞

– 通過煙霧和/或陰霾定位

。失踪人員的搜救行動，特別是在樹林或水中

。軍用或民用飛機的目標獲取和跟踪

。流域溫度監測和野外棲息地監測

。能量損耗或消耗或絕緣不良的檢測

– 例如 在建築物中以減少 HVAC 能耗

– 搜索毒品實驗室和/或室內大麻生產商（尤其是在夜間）

。低能見度（IMC）條件下的飛機駕駛

。消防作業中的火源

。監測活火山

。檢測電氣接頭，連接件和組件的故障或過熱

。夜間駕駛

成本

在為商業、工業和軍事應用設計和製造了，基於微機電技術的廉價便攜式和固定紅外線探測器和系統之後，總體上，熱成像設備的成本已大幅下降。同樣，較早的攝影機設計使用旋轉鏡，將圖像掃描到小型感測器。越來越多的現代攝影機不再使用這種方法。 簡化有助於降低成本。

許多 EVS 產品中可用的非冷卻技術，將成本降低到性能相似的老式冷卻技術價格的幾分之一。從 Cirrus 和 Cessna 飛機到大型商務飛機，EVS 在許多固定翼和旋轉翼營運商中正迅速成為主流。

警察勤務行動

2001 年，美國最高法院裁定，在沒有執法部門搜查令的情況下，使用熱像儀對私人財產進行監視（表面上是偵查秘密大麻種植中使用的高排放生長燈），違反了第四修正案的保護，免受不合理的搜查和沒收。 Kyllo 訴美國（US 533 U.S. 27，121 S.Ct. 2038，150 L. 2d 94（2001）。

在 2004 年 R. v。Tessling 案的判決中，加拿大最高法院裁定，無需進行搜查令，便允許在警察的監視下使用機載 FLIR。法院認為，FLIR 收集的數據的一般性質並未透露佔用者的個人資訊，因此沒有違反 Tessling 根據《權利與自由憲章》（1982 年）賦予的第 8 條權利。 Binnie，J. 通過同意 Kyllo 少數族裔的意見，在有關 Kyllo 判決方面區別了加拿大法律

公職人員不必在檢測公共領域的排放物時避免其感官或設備，例如過熱、煙霧、可疑氣味、無味氣體、空氣中的微粒或放射性排放物，這些都可以辨識對社區的危害。

2014 年 6 月，加拿大國家空中監視計劃 DHC-8M-100 飛機安裝了紅外線感測器，這有助於搜尋賈斯汀·布爾克（Justin Bourque），他在蒙克頓殺死了三名加拿大皇家騎警成員。飛機機組人員在午夜時分，使用其先進的熱敏攝影機在深草叢中發現了布爾克的熱特徵。

根據聯邦調查局發言人克里斯托弗·艾倫的說法，在 2015 年巴爾的摩抗議期間，聯邦調查局在 4 月 29 日至 5 月 3 日之間進行了 10 次空中監視任務，其中包括「紅外線和白天色彩，全動態 FLIR 影像證據」收集。

一種 FLIR Talon 多感測器攝影機系統，該系統配備了紅外線雷射指示器（對於偶然的觀察者而言是不可見的），用於照明目的，用於在夜間收集數據。美國公民自由聯盟對沒有司法指導和公開討論而實施新監視技術的事實表示關注。

ACLU 律師內森·韋斯勒（Nathan Wessler）表示：「這是動態的，在監控方面，我們一遍又一遍。當細節洩漏出去時，程序已經牢牢紮根，幾乎不可能撤回它們-並且實行限制和監督非常困難。」

【任何經過翻譯或轉載之中文資訊，我們為了盡量使用台灣常用相關名詞與慣用語法，將與原中文有所變更，但不改內容意義 – 3S MARKET】

按此回今日3S Market新聞首頁