无人机载红外热成像系统的应用

上海巨哥电子科技有限公司

与有人飞行器相比，无人机成本低，无人员伤亡风险，机动性能好，能够执行低能见度、低云层的低空飞行，安全性好，应用场合广，还可显著增加每天可飞时间、加快作业进度，因此，无人机近年来得到了迅速发展。

无人机可搭载可见光相机和红外热像仪进行航拍。热像仪通过探测物体本身发出的红外线，对景物温度分布进行成像，提供了比可见光相机更多的信息，可用于夜视追踪、搜寻救援、设备巡检、农林牧渔等。例如，林业部门使用无人机载热像仪进行森林防火，及时发现高温易燃点。在农业领域，使用热像仪航空拍摄可检测地表和作物温度，了解灌溉情况。由于工业污水温度比河水温度高，环保部门采用无人机搭载热像仪，在白天夜晚均可直观发现污水排放。以下是无人机热像仪航拍的一些应用场景。

电力线巡检

图1无人机配备巨哥电子XM6热像仪进行电力巡线

采用传统的人工电力巡线方式，条件艰苦，效率低下，而无人机搭载热像仪实现了电子化、信息化、智能化，可在离导线10-30米范围内360°俯拍，图像实时传回地面接收站同时可实现相机端本地存储，巡检60多公里路线只需3小时左右，而且能在山林等人员难以到达的区域进行巡检。热像仪能快速发现线路中温度异常部位并保存相应的红外图片及视频资料，通知相关维护人员及时进行修理，不仅提高了电力线路巡检的工作效率、大大减轻电力服务人员的工作负荷,而且减少可能发生的人员危险的机率,降低电力设备的维护成本,提高电网的安全性和可靠性。

建设工地的测量

图2 无人机搭载XM6热像仪在建设工地测量

采用无人机搭载热像仪对建筑工地进行俯拍，可以为客户提供大型建筑检测服务，拍摄的红外图中可清晰地看到工地中管道的线路，对已铺设管道是否存在泄漏进行检测；对建筑外墙是否有缺陷进行检测；对暖通空调系统及电气系统是否有故障进行检测等。

光伏电站太阳能电池检测

图3 巨哥电子XM3热像仪在空中对太阳能电池进行大面积检测

在光伏发电领域，利用无人机配备红外热像仪，从上万张太阳能电池模块中检测热点（异常发热）。与工作人员利用测量器逐一检查模块相比，不仅可大幅削减人工费用，并且在很大程度上降低了由于人员疲劳所致的检测遗漏，提高检测效率。巨哥电子还同时提供红外和可见光模块，配备GPS定位，可更直观定位故障点。

灾后/野外搜救

图4 无人机搭载热像仪在受灾区域进行探测搜救

在山洪暴发或地震灾害后，无人机配备热像仪可对灾区被困人员进行搜救，热像仪能清晰区分出人和周围环境的温度，准确地发现废墟中的受困人员，确定救援地点，在恶劣的天气下或夜间也能清晰拍摄，提高了搜救工作效率，确保受灾人员及时得到救助。同时，热像仪在夜间可观测到损坏道路的潜在危险，诸如道路陷落等问题，为搜救队保驾护航。

警用/反恐防暴

图5波士顿马拉松爆炸案嫌犯受伤后躲在船内，被机载热像仪发现

2013年美国当地时间4月15日，波士顿马拉松赛终点处发生两起爆炸，为了抓捕嫌犯，耗费了大量财力警力。警方最后发现嫌犯是在晚上7时左右，由于傍晚光线较暗，普通可见光相机很难搜寻到躲避的逃犯，但通过安装在直升机上的红外热像仪追踪到了隐藏在一艘小船内的嫌犯。目前中国面临的恐怖威胁升级，进入常态化反恐的深水区。传统用直升机进行搜捕不仅费时费力，且易惊动恐怖分子。警用无人机载热成像系统的出现，大大降低了警力搜捕成本，减少了搜捕时间，已逐渐成为警方夜间打击犯罪的重要现代化设备。

以上应用中，无人机搭载的红外热像仪无需任何光照，具有真正的夜视功能，并可穿透浓烟、雾霾等恶劣情况，可视距离达数公里，白天夜间均可正常作业。巨哥电子XM系列热像仪专为无人机设计（图6），重量轻，体积小，功耗低，可最大限度保证无人机续航时间。XM无人机热像仪可通过串口或无线传输与地面通信，实时传输图像，通过地面人员控制本地存储和自动对焦，也可通过专业软件对存储的图片和影像资料进行离线分析。巨哥电子XM系列还可进行红外/可见双视场实时拍摄，提供GPS位置信息，为无人机执行各种任务提供了有力的解决方案。