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。
在過去的幾十年中，自動視覺系統的研究與開發一直在迅速發展。捕獲灰度或RGB圖像可見光的視覺攝像機已成為標準的成像設備。但是，使用這些相機有一些缺點。物體的顏色和可見性取決于能源，例如太陽或人造照明。因此，主要挑戰在于圖像和照明，并且強度，顏色平衡，方向等都需要發生變化。此外，在完全黑暗的環境中無法捕獲任何圖像。為了克服這些局限性并向場景圖像添加更多信息，視覺系統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。其中一些設備是主動掃描儀，可發出輻射并檢測來自物體的輻射反射。例如，夜視設備使用主動紅外熱像儀，該熱像儀用近紅外輻射（0.7–1.4 μm）照亮場景，并捕獲可見光譜和近紅外電磁光譜的輻射。這樣的有源傳感器對照明的依賴性較小。立體攝像機是無源3D傳感器，但是由于它們由可視攝像機組成，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，熱像儀用途是為軍用夜視目的而開發的，設備非常昂貴。該技術后來被商業化，并且在過去的幾十年中發展迅速，從而產生了更好，更便宜的相機。這已經打開了一個更廣闊的市場，并且該技術現在被引入到各種不同的應用中，例如建筑檢查，氣體檢測，工業設備，紅外電力監測，獸醫，農業，火災檢測和監視。在許多不同的科學領域中如此廣泛的應用使得很難獲得一個完整的概述。