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红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?

发布时间:2017-6-8 9:19:49


 红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
 
  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。
 
红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
  (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:
红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
  再来张更直观的实测比较:
 
红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
 
  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。
 
红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
  (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。
 
红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
 
  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。
 
红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
  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。
 
红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
  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。
 
红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
  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。
 
红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
  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。
 
红外热成像技术如何在国内智能车载上逆袭?
 
  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。
 
  据了解,2017年9月6-9日,武汉高德红外股份有限公司将携新品亮相第19届中国国际光电博览会(CIOE),在深圳会展中心1号馆1D52盛装展出,今年高德红外会为我们带来什么新技术新产品呢?让我们拭目以待。
 
  有关研究表示,红外热成像技术将会是汽车智能安全辅助驾驶系统或者无人驾驶系统中的重要组成部分。热成像行业在民品市场的一片蓝海,发展空间巨大。其产品不仅可以极大满足国内智能安全驾驶需求、提升驾驶者的驾驶体验,更有助于激发国内红外民品市场和加快ADAS行业调整升级。(来源:汽车大世界网)
 
  关于CIOE红外技术及应用展
 
  CIOE红外技术及应用展是中国乃至亚太地区最为完整的红外产业链商贸采购、展示、技术及学术交流的平台,全面展示红外材料、器件、设备及应用产品。展会历年来获得了FLIR、ULIS、PI、Thales、Ophir、Thorlabs、滨松光子、高德红外、飒特红外、久之洋红外、大立科技、夜视集团等国内外知名红外企业的鼎力支持。
 
  CIOE与法国权威分析机构Yole Developpement同期共同举办“国际红外成像高端论坛---非制冷红外成像技术、的海量应用“,涵盖主动&被动成像、集成与微型化、传感器融合、红外光学&镜头等市场热点,为业内人士提供了深入了解行业发展趋势、技术应用热点的新平台。
 
  2017年展会预计展出面积近6,000平方米,展商数量将超过100家,将会吸引8,000多名来自安防监控、建筑、汽车、消费电子、军工等领域的专业买家现场参观采购及会晤交流。
 
  - 展出范围
 
  红外材料与器件:红外镜头、红外材料、红外晶体、红外光学薄膜、红外窗口材料、金属、烟感、焦平面材料及其它材料、红外栅栏、红外对射、红外激光、光电红外传感器及微光、红外光敏二极管、光电倍增管、焦热电探测器、半导体探测器 、热探测器、探测器阵列等;
 
  红外设备及应用:红外热像仪、红外探测器、红外测温仪、红外夜视仪器、红外智能高速球、红外摄像机、红外摄像头、红外灯、红外光波炉、红外观察仪、红外遥感、红外测距、红外摄像机、红外通信产品、视觉系统、图像处理器、X光及探测设备,CCD/CID设备 ,CCD/CID照相机,CMOS照相机,运动分析照相机,红外照相机,等离子超高速扫描照相机,完整成像系统 ,抓帧器,图像处理器等。
 
  第19届中国国际光电博览会(CIOE) — 红外技术及应用展将于2017年9月6-9日在深圳会展中心隆重举办,届时欢迎大家参观参展听会。
 
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