随着国内“军转民”技术试点工作的扩大与深入,越来越多的军用技术发展到民用市场当中,比如无人机在没有市场的井喷式爆发,目前,虽然热成像技术目前发展较为平缓,但随着对安防技术要求的提高和生产成本的降低,热成像技术出现在了更多的行业领域当中。
从城市安全监控、森林防火预警、到大楼能源高温部位检测、高速铁路安全监测、汽车安全驾驶汽车及消费类产品(智能手机、户外用网站等)等领域。 据不完全统计我国红外热成像技术市场的潜在需求可达500-600亿元,而目前市场状况仅处于起步阶段,到2020年,红外成像市场将增长20%以上。
上世纪三十年代早期,德国开始对军用夜视技术进行研究。走了不少弯路,最终将红外夜视设备装备在战场上。1934年,AEG公司制造出“阴极放射管” (Braunsche R?hre),这便是能把红外图像转化为肉眼可视图像的基本部件之一。1939年,第一套军用红外照射/图像接收装置诞生,有了它,即使连月光都没有的黑夜里,仍能看清周围环境,这极有利于战斗!
然后,经过六年多的反复研究和实验,彼时,红外技术已比较成熟。
据目前比较可信的战争资料,1945年4月21日夜里,“克劳塞维茨”装甲师的最后10辆坦克在一辆Sd.Kfz.234/1侦察车的伴随下,出现在美军位于Weser/Elbe运河边的一个反坦克阵地附近。第二天凌晨2点,德军首先发起攻击。在美军发射的照明弹攻击下,美军在一开场占据绝对优势。随着装有红外夜视设备“豹”式坦克加入,战斗的局势发生大逆转。在夜视镜头下,亮白色的美军反坦克炮、武装人员、目标车辆等与黑色背景形成鲜明的反差,美方所处的环境被尽收眼底。随后,美军整个阵地被毁灭性摧毁,剩余部队惊恐失措,落荒而逃。
凭借这一特点,德军华丽“逆袭”,也使红外成为了军事战场上炙手可热的玩意儿。而后,这项酷炫的技术在军事领域运用愈发广泛。
我们发现一个很有趣的点:天一黑,光一弱,人类在这样的环境下基本等于“摸瞎”。而借助红外线,便可以夜如白昼。
其实这项酷炫的红外技术,实现的原理并不复杂:
任何温度高于绝对零度(-273.16℃)的物体都会发出红外辐射光源,即使是冰块。物体的红外辐射经过镜头聚焦到探测器上,通过探测器产生的电信号进行放大,并数字化到热成像仪电子处理部分,便可转换成我们肉眼可见的红外图像。即使在光线差的雾霾、沙尘等恶劣气候下,红外热成像技术都能让我们突破人类视觉障碍,清晰了解到周边环境情况。
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(红外热成像仪工作原理)
近些年,随着技术的发展和市场的需求,红外热成像技术在很多领域都有渗透,而且逐渐由军用向新兴民用消费发展。
半世纪前,红外在军用坦克上的应用实现了一场场军事逆袭,谁会想到今天,红外热成像技术又在车载领域遍地开花,成为改善道路安全的绝佳方案。
然而,尽管目前车载红外的品牌在国内如雨后春笋般冒出来,价格和技术水平却都参差不齐。说到这,很容易让我们联想到目前国内市场上像高德红外、大立科技、保千里、车米等品牌,他们从警用、军工行业转型进入民用车载领域,在微光、近红外等进行细分。
为了防止被这些概念绕晕,我们简单的做一下对比:
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再来张更直观的实测比较:
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我们很直观就能对比出红外热成像的优点:无需光源探测+超长探测距离+穿透烟雾沙尘+不受强光炫目和光线突变影响+全天候工作。这些优势足以让红外热成像技术集万千宠爱于一身。
不过,由于红外技术含量高,成本高昂,加之军民两用的技术敏感性,在相当长一段时间内,红外的核心技术一直受到西方的封锁。大部分品牌在核心芯片和器件上只能依赖国外进口,相当被动。毕竟,产品进口并不能解决难题,只是一个需要付出巨大代价的捷径而已。
值得关注的是,去年,高德红外热传像核心探测器已实现完全自主研发,也就意味着,我们终于直起腰板制造“中国红外芯”!高德红外正是我们前文所讲的优秀军工企业代表。
最近,高德红外在民用领域又有了新动作。其在深圳新成立的子公司轩辕智驾,依托母公司的军工技术背景,立志在智能安全驾驶领域大展拳脚。其将发布的“基于高德红外自主探测器”的IR313,据说是新一代热成像避障系统,具备突破夜障、强眩光、穿透雾霾沙尘、行人识别及报警、前车碰撞报警和预告等多项功能。这是一款具有强劲技术背景的汽车智能安全辅驾产品,新老司机们都应该列入重点名单。
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(摄像头样品图)
轩辕智驾推出的这款红外热成像避障系统,摄像头小巧,安装在车前中网,能适配绝大部分车型。除此之外,还具备以下诸多强大功能。
突破夜障 夜行不摸瞎:轩辕智驾红外避障系统采用红外热成像技术,能够捕捉前方28°*21°视角、400米外热源。在完全黑暗无光源的情况下,仍能通过“红外眼睛”视野内“看到”的景象传递到电脑处理,形成清晰的图像后,让驾驶员“看清”前方道路,提高驾驶员纵深视野。
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屏蔽眩光威胁 上路不“蒙圈”:即使遇到前方车灯强光,也不必担心被“亮瞎眼”而造成交通伤害。经红外成像处理后,显示屏上能清晰呈现抑制强光后的画面,防止逆向车灯晃眼而造成的交通事故。
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雾霾透视 拨开雨雾路分明:下雨、雾霾、沙尘等造成的能见度降低,常常影响驾驶员的观察和判断,而导致重大交通事故发生。红外热成像能清楚还原路面,避免驾驶员在视线不佳的情况下造成交通事故。除此之外,还有个隐秘又高能的功能:当系统感受到探测器窗口温度低于2℃的时,就会自动开启智能加热功能,可以融化覆盖在上面的积雪。这样,北方的伙伴们即使在大雪天,也可以完全放心大胆地行走江湖。
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行人识别预警行人安全有保障:
该款产品能探测超过400m的夜视距离,而市面上大多车载夜视系统探测距离在200m左右。当行人出现在红外摄像机捕捉范围内,系统会迅速做出判断,提前做出预警,有效避免交通事故。
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当行人出现,处于车辆前方45-90m处时,会有一个醒目的黄色标识,同时发出预警声提醒驾驶员小心。
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当行人处于车辆前方15-45m处时,红色标示符号框住行人并发出严重报警提示。
前向碰撞预警 一路保驾护“行”
在交通事故中,汽车追尾的比例最高。通过红外热成像避障系统,对前方探测范围能将可能发生碰撞危险的情况,提前做出预判,提升驾驶安全性。
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当距离前车60-120m时,黄色标识显示前车位置,并发出预报警声音。
系统自动匹配车速 显示图像智能切换无压力
高速模式:当车速高于80km/h且直行驾驶时,系统自动匹配车速,图像中心区域放大1.5倍显示,行人预警距离达到100-150m,前车预警更远些,达到150-200m
中速模式:当车速低于30km/h,系统会根据汽车转弯方向,来进行图像区域放大的调整,来辅助探测转弯区域路况。
低速模式:当车速低于5km/h,预警系统会自动关闭,这样能避免预警太多而影响到驾驶了。
看到这里,有没有一种感觉:国内智能安全驾驶,尤其是红外热成像领域,在轩辕智驾这里,已经完成了从军工到民用的俯冲布局。假以时日,红外热成像在国内汽车市场的运用,遍地开花不无可能。
随着ADAS发展来袭,车载红外夜视也将成为其中非常关键的一部分。而无论是ADAS还是红外探测器,始终都绕不过核心芯片和算法这两道坎。与所有ADAS产品一样,国内车载红外夜视产品面临着相同的窘境。加之出于对红外热成像技术保密,国外对于红外探测器进入国内控制得相当严格,这让国内厂商陷于一个被动的状态。
而我国自70年代才开始对红外热成像技术进行研究,相当长一段时间,这个技术一直停留在军工领域。对于国内厂商来说,这条路金钱、精力成本消耗太大,周期太长,壁垒太高,风险太大。真正冒出头来的,寥寥无几。
目前能够独立开发出红外热成像仪机芯组件、后续电路到图像处理“通吃”的,高德红外是极少数之一。高德红外先后投资超过20亿元,打造了目前国内唯一可控的红外焦平面大规模生产线,成功打破西方长达40余年的封锁。而早在三年前,在获得“某类新型完整武器系统总体研制资质”后,高德红外就创造了不错的军工口碑,这时,开始在车载民用领域布局。
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