紅外熱成像技術(shù)監(jiān)控HOV車道

市場研究公司Yole Développement (Yole)預(yù)測，2016-2021年間，非制冷紅外成像儀出貨量的復(fù)合年增長率為15.8%。另據(jù)不完全統(tǒng)計，中國紅外熱成像市場的潛在需求可達(dá)500~600億元，而目前市場僅處于起步階段，預(yù)計到2020年，紅外成像市場將增長20%以上。

面對有限的道路資源，HOV車道開始逐步發(fā)展。熟悉的朋友都知道，HOV車道是專虐“單身車”，要求乘車人必須2人及以上。所謂“上有政策，下有對策”，駕駛員們想出放玩具娃娃、寵物等代替。那么，交警蜀黎如何接招呢？

據(jù)報道，成都市交管局對于違法行為交警部門將采取現(xiàn)場執(zhí)法和非現(xiàn)場執(zhí)法相結(jié)合的方式進(jìn)行管控，同時引進(jìn)紅外熱成像技術(shù)識別車輛實(shí)載乘員數(shù)，依托科技監(jiān)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)對違規(guī)駛?cè)際OV車道車輛的自動抓拍。首先科普一下。

紅外熱成像技術(shù)是一種被動紅外夜視技術(shù)，其原理為：基于自然界中一切溫度高于絕對零度的物體，均會發(fā)出不同波長紅外線，同時這種紅外線輻射都載有物體的特征信息。通過探測物體發(fā)出的紅外輻射，熱成像儀產(chǎn)生一個實(shí)時的圖像，從而提供一種景物的熱圖像。并將不可見的輻射圖像轉(zhuǎn)變?yōu)槿搜劭梢姷?、清晰的圖像。熱成像儀非常靈敏，一般情況下能探測到小于0.1℃的溫差。

如何識別HOV車道上車輛的實(shí)載乘員數(shù)？

凡是車內(nèi)只有駕駛?cè)藛T，無其他乘員的，將形成相應(yīng)的圖片信息傳回后臺系統(tǒng)，作為違法判定的材料之一。

成都針對HOV車道的道路交通設(shè)備具有以下顯著特征：一是顏色為黃色，而普通監(jiān)控設(shè)備為銀灰色；二是有4個獨(dú)立設(shè)備箱，普通設(shè)備僅1個設(shè)備箱；三是具有多組補(bǔ)光設(shè)備保證逐車檢測。

而人體本身就是一個紅外輻射源，不停向周圍發(fā)散和吸收紅外輻射，熱成像儀僅被動采集人體的紅外輻射，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再生成彩色的熱圖。

目前已開設(shè)HOV車道的城市包括無錫、濟(jì)南、深圳和成都，但采用紅外熱成像技術(shù)的只有成都市。

相較于其他監(jiān)控方式，紅外熱成像的優(yōu)勢主要在于不依賴可見光、觀測距離遠(yuǎn)、擁有多種顯示方式。事實(shí)上，經(jīng)過專業(yè)人士測試的結(jié)果顯示，紅外熱成像的識別率并不理想。熱成像系統(tǒng)將紅外輻射聚焦到能夠?qū)⒓t外輻射能轉(zhuǎn)換為測量的物理量的器件上，再將強(qiáng)弱不等的輻射信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，然后經(jīng)過放大和視頻處理，形成可供人眼觀察的視頻圖像，多次加工，與背景對比度差。此外，熱成像分辨細(xì)節(jié)能力較差，無法看清楚人臉及外貌特征，并且對觀測目標(biāo)溫差依賴較大，對高速運(yùn)動目標(biāo)顯示拖影嚴(yán)重。

業(yè)內(nèi)人士表示，更看好視頻識別HOV車道上車輛的實(shí)載乘員數(shù)，例如正側(cè)向?qū)噧?nèi)人員取景后，利用機(jī)器學(xué)習(xí)方式，標(biāo)定幾萬、十幾萬張圖像，以后可以自動實(shí)現(xiàn)。

除用來識別車輛實(shí)載人數(shù)之外，紅外監(jiān)控攝像機(jī)還可應(yīng)用與道路交叉口控制和狹小巷道道路監(jiān)控檢測，其核心是應(yīng)用視頻圖像處理軟件，常與周界入侵探測器搭配使用。

熱成像系統(tǒng)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用表現(xiàn)在幾個方面：

第一是檢測汽車經(jīng)過路口信號燈控制，在交叉口，熱成像可以感知行人、非機(jī)動車、機(jī)動車間不同溫度而觸發(fā)檢測將信號傳送給路口信號機(jī)，但目前國內(nèi)實(shí)際路口中并未見過這種運(yùn)用。

第二是沿公路行駛自動檢測事件。它不受陽光影響，幾乎不受外界環(huán)境控制，滿足了7*24小時實(shí)時監(jiān)控需求。

第三，作為道路上固定安裝的檢測器，還可以用于行人檢測。Flir基于熱成像技術(shù)推出了“智能斑馬線”方案，去年已經(jīng)在20多個城市安裝使用。

第四是目前布局火熱的無人駕駛。Flir智能交通中國區(qū)經(jīng)理張桂杰介紹，熱成像儀作為車載設(shè)備應(yīng)用于輔助駕駛，其視距是前燈的5倍，能幫助駕駛員更早地發(fā)現(xiàn)路障、其他車輛和拐彎等，從而有效降低夜間駕駛風(fēng)險，避免傷亡事故發(fā)生。

(上圖左側(cè)為可見光的圖像，右側(cè)為紅熱熱成像的圖像)

有關(guān)研究表示，紅外熱成像技術(shù)將會是汽車智能安全輔助駕駛系統(tǒng)或者無人駕駛系統(tǒng)中的重要組成部分。

我國自70年代才開始對紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行研究，相當(dāng)長一段時間，這個技術(shù)一直停留在軍工領(lǐng)域。對于國內(nèi)廠商來說，這條路金錢、精力成本消耗太大，周期太長，壁壘太高，風(fēng)險太大。

近年來，紅外熱成像技術(shù)發(fā)展緩慢。因為成本高昂，并且受進(jìn)口限制，多是軍用和特殊行業(yè)的商用,目前在交通領(lǐng)域的應(yīng)用并不廣泛。

相較于智能交通領(lǐng)域，紅外熱成像技術(shù)在安防領(lǐng)域發(fā)展前景更為廣闊。紅外熱成像技術(shù)將成為與可見光攝像技術(shù)相匹敵的熱門產(chǎn)業(yè)，二者優(yōu)勢互補(bǔ)，真正實(shí)現(xiàn)多光譜全天候視頻監(jiān)控。