最近兩個(gè)月,我國(guó)各地頻發(fā)霧霾天氣。據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道,目前全國(guó)已陸續(xù)有104座城市的空氣質(zhì)量達(dá)到了重度污染。霧霾天氣不僅影響人體健康,同時(shí)也給交通出行帶來(lái)了極大的影響,由于嚴(yán)重霧霾導(dǎo)致的高速公路封閉、航班延誤甚至取消也數(shù)見(jiàn)不鮮。霧霾的主要成分中包括PM2.5,即直徑小于等于2.5微米的顆粒物。它能長(zhǎng)時(shí)間懸浮于空氣中,其在空氣中的含量越高,就代表空氣污染越嚴(yán)重,它對(duì)空氣質(zhì)量和能見(jiàn)度等影響很大。普通可見(jiàn)光相機(jī)的工作波長(zhǎng)在380到780納米之間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2.5微米,物體反射的可見(jiàn)光被PM2.5所阻擋,無(wú)法到達(dá)相機(jī)端,從而導(dǎo)致了可見(jiàn)光相機(jī)在霧霾天氣中無(wú)法使用。因此,如何解決霧霾所導(dǎo)致能見(jiàn)度低的問(wèn)題成為當(dāng)今人們所關(guān)注的重點(diǎn)。很快,人們發(fā)現(xiàn)有一種設(shè)備能夠很好的克服這種困難——紅外熱像儀,紅外熱像儀能夠接收物體發(fā)出來(lái)的紅外輻射,它的工作波長(zhǎng)是8-14um,不會(huì)受到PM2.5的影響,并且能清晰成像?;谶@個(gè)優(yōu)勢(shì),紅外熱像儀可成為一款用于霧霾天氣中監(jiān)控和輔助駕駛的絕佳設(shè)備,但實(shí)際效果會(huì)是怎樣的呢?近日在霧霾天氣情況下,我們使用了紅外熱像儀進(jìn)行了一次監(jiān)控效果測(cè)試,具體測(cè)試內(nèi)容及結(jié)果將在下文中闡述。
1. 測(cè)試內(nèi)容:
霧霾天紅外熱像儀測(cè)試
2. 測(cè)試時(shí)間:
2013-12-26,11:00-13:00
3. 測(cè)試地點(diǎn):
上海佘山國(guó)家森林公園天文觀測(cè)平臺(tái)
圖1:佘山國(guó)家森林公園天文觀測(cè)平臺(tái)衛(wèi)星圖
圖2:佘山國(guó)家森林公園天文觀測(cè)平臺(tái)位置
4. 天氣情況:
全天霧霾情況嚴(yán)重,能見(jiàn)度極低,室外可見(jiàn)距離不足100m;全天AQI平均值為264,屬重度污染,小時(shí)PM2.5濃度已大于300;屬重度污染,小時(shí)PM2.5濃度已大于300。
圖3:可見(jiàn)光拍攝圖片
圖4:上海2013年12月下旬AQI指數(shù)
圖5:測(cè)試當(dāng)天上海PM2.5數(shù)據(jù)
5. 測(cè)試儀器:
紅外熱像儀:上海巨哥電子紅外熱像儀MAG62,17um探測(cè)器,640×480分辨率
鏡頭:100mm電動(dòng)調(diào)焦鏡頭
筆記本:聯(lián)想V460
其他:移動(dòng)電源12V供電,??禈寵C(jī)DS-2CD864F-E
圖6:巨哥電子紅外熱像儀MAG62
圖7:巨哥電子紅外熱像儀MAG62配備100mm電動(dòng)鏡頭
6. 測(cè)試內(nèi)容:
6.1 觀測(cè)距離600m,人高1.8m,車長(zhǎng)4.6m,測(cè)試結(jié)果如下:
可見(jiàn)光相機(jī):不可見(jiàn)
紅外熱像儀:可清晰看到人形及車的大小,并能觀察到人揮動(dòng)手臂等動(dòng)作,如下圖
圖8: 600m觀測(cè)距離
圖9:紅外熱像儀MAG62觀察600m處車與人
6.2 觀測(cè)距離1.2km,人高1.8m,車長(zhǎng)4.6m,測(cè)試結(jié)果如下:
可見(jiàn)光相機(jī):不可見(jiàn)
紅外熱像儀:可清晰辨別車輛形狀及行動(dòng),同時(shí)也可辨別人形及其行動(dòng),但舉手揮動(dòng)較難識(shí)別,如下圖
圖10:1.2km觀測(cè)距離
圖11:紅外熱像儀MAG62觀察1.2km處的車與人
6.3 觀測(cè)距離1.6km,人高1.8m,車長(zhǎng)4.6m,測(cè)試結(jié)果如下:
可見(jiàn)光相機(jī):不可見(jiàn)
紅外熱像儀:可清晰辨別車輛形狀及行動(dòng),但對(duì)于1.8m高的人,由于受樹(shù)木遮擋,無(wú)法找到合適的角度和視場(chǎng)進(jìn)行觀測(cè),不過(guò)根據(jù)車輛成像大小推斷,應(yīng)該能夠辨別人形及其行動(dòng),但具體動(dòng)作無(wú)法辨清,如下圖
圖12:1.6km觀測(cè)距離
圖13:紅外熱像儀MAG62觀察1.6km處車與人
6.4 觀測(cè)距離4km以上
可見(jiàn)光相機(jī):不可見(jiàn)
紅外熱像儀:可清晰辨別4km處車輛形狀及行動(dòng),但無(wú)法辨別人形,同時(shí)可觀察到13km處駛?cè)氲幕疖囆螤罴靶袆?dòng),如下圖
圖14:10km觀測(cè)距離
圖15:紅外熱像儀觀察4km汽車及10km處火車
7. 測(cè)試結(jié)果匯總
表1:測(cè)試結(jié)果
|
測(cè)試距離(m) |
人體探測(cè)(1.8m) |
車輛探測(cè)(4.6m) |
1 |
600 |
清晰可見(jiàn) |
清晰可見(jiàn) |
2 |
1200 |
可見(jiàn) |
清晰可見(jiàn) |
3 |
1600 |
可見(jiàn) |
清晰可見(jiàn) |
4 |
4000 |
- |
可見(jiàn) |
5 |
10000 |
- |
- |
總結(jié)
綜上所述,采用紅外熱像儀,可以有效的避免室外光照、氣候環(huán)境所帶來(lái)的干擾,尤其是在霧霾天可見(jiàn)光相機(jī)可視范圍嚴(yán)重受影響的情況下,紅外熱像儀仍然能夠保證很好的監(jiān)控效果,基本不受霧霾影響,這也是紅外熱像儀相比于可見(jiàn)光相機(jī)的優(yōu)勢(shì)之一。從鏡頭的配備上來(lái)看,采用上海巨哥電子MAG62紅外熱像儀,配備100mm電動(dòng)調(diào)焦鏡頭,具有極好的監(jiān)控效果和可探距離,適用于2km以內(nèi)的人類活動(dòng)監(jiān)控和2km以外的車輛監(jiān)控。因此,無(wú)論是根據(jù)紅外熱成像理論,還是從實(shí)際測(cè)試效果來(lái)看,都很好的說(shuō)明了紅外熱像儀的確是一款非常適合在霧霾等惡劣環(huán)境中使用的監(jiān)控設(shè)備。