无人机和热成像

当它变得可见时，看不见的世界是一个令人惊叹的景象。 热成像就是这样，透过使用专门的摄影机和技术，使看不见的红外光谱可见。

我们周围那个无形的世界隐藏着什么，这是一个完整的隐藏世界。

 

图片来源：Keith Davis/热成像

毕竟，什么是热成像？ 什么是红外线热成像？ 我们将回答所有这些问题，甚至更多，只要继续阅读。

 

威廉·赫歇尔爵士红色滤波器望远镜（大约1800年观看红外线光谱的第一个装置）。 图片来源：speedir.com

在过去的几年里，我们看到热成像技术不仅变得更加实惠，而且更容易获得。

很难相信，自 20 世纪 20 年代末开发第一个热成像仪系统以来，我们已经走了这么远。

第一批热敏摄像机又大又笨重。 最早开发的行动式热敏摄影机系统之一，需要一辆卡车将其移动，以便可以使用。

今天，我们的热敏摄影机太小了，可以安装在我们的无人机上。

截至本文所述，标准 Mavic 3 或 Mavic 3 Cine 变体的情况并非如此。

热成像的历史

天文学家威廉·赫歇尔爵士在 1800 年首次发现了热成像，当时他正试图设计一个滤镜，透过望远镜观察太阳时可以减少太阳的眩光。

弗雷德里克·威廉·赫歇尔（1738-1822）关于19世纪的雕刻。 德国天文学家、技术专家和作曲家。 由E雕刻。 Wm在伦敦由Wm撰写和出版。 S。 奥尔公司

如果没有足够的过滤器，即使仅透过镜头曝光几秒钟，也可能出现严重的眼睛损伤。

在他的实验中，他使用了红色过滤器，这似乎产生了很多热量。

为了测量多少，他透过稜镜穿过阳光，同时拿着位于可见光谱红端正上方的温度计。

他注意到温度计记录的温度高于可见光谱中的环境空气，并得出结论，除了肉眼还可以看到的光之外，还有另一种形式的光。

赫歇尔发现了红外光谱。 赫歇尔称他的发现为「热量光谱」，但有时称之为「无形射线」，偶尔也称之为「暗热」。

今天，我们称之为红外线光谱，它是电磁光谱的延伸。 红外线一词于 20 世纪初开始使用。

下一个重大进步是在 1840 年，当时赫歇尔能够制作首次打印在纸上的热影象。

赫歇尔称之为热图仪，这个术语一直伴随着我们，直到现代，其偏差正在使用，称为热图，意思是热成像。

在某些情况下，您可能仍然会看到使用热计一词。

图片来源：nachi.org

热成像的下一个重大进步是 1880 年的波氏计，这仍然是我们现代热成像成为可能的原因。

今天的每个热成像仪里面都有一个计。

计是由美国天文学家兼物理学家塞缪尔·兰利发明的。 计是一种精密仪器，可以准确测量物体发出的红外辐射，降到 1/100,000度。

第一台真正的红外线摄影机建于 1929 年。

这是英国军队在第一次世界大战后，用于防空行动的运动摄影机。 军方迅速采用了红外线摄影机的使用，很快，这项技术就成为世界各地防御战略的重要组成部分。 

 

图片来源：nachi.org

什么是热成像？

红外线热成像是从非接触式热成像装置，获取和分析热信息的过程。

对于那些可能不熟悉红外线影像的人来说，这里有一个快速的解释，来帮助你了解它是什么。

在被称为热图的热成像中，较暗的区域是辐射较少的热辐射区域，这通常意味着目标的这些区域更冷。

较亮的区域意味着相反的 —— 更多的热辐射和可能更温暖的目标。

 

图片来源：屋顶热图/D&Ds空中检视

正如我们从上图中看到的，由于热负荷被消除，屋顶正在冷却。 太阳落山 2 小时后拍摄了成像。

在这种情况下，热负荷是当天的阳光。 热负荷可以是任何对物体产生热量的东西。

我们还看到，屋顶上有一个区域以与周围地区不同的速度保持热量和消散。 该地区从山谷的中点开始，一直延伸到屋顶。

这让我们知道，那个地区有一些异常的地方。 经过进一步检查，确定水正在从山谷的瓦片下渗透。

这个屋顶是故障的一个很好的例子，因为我们也可以看到山脊顶部也有故障，我们能够跟踪水的存在及其路径。

浅绿色区域是屋顶下的水，因为水的冷却速度与周围的地区不同。

 

图片来源：D&Ds空中检视/屋顶温度图

在上面的这个温度图中，我们再次看到屋顶系统的多次故障，主要是从山脊盖和壁炉烟囱周围闪烁。

可悲的是，上述两张图片都代表着同一个屋顶。

最终的结果是客户获得了一个新的屋顶，他们能够向他们的保险公司带来多次故障，他们让承包商重做工作。

由于风暴破坏，最初的屋顶被更换了，我们正在考虑更换。

在成像完成时，这个屋顶只有三个月大，发现屋顶安装不当，水在几个地方进入了房子的内部。

这只是热技术的众多用途之一。

图片来源：Keith Davis/来自热相机的RPG影象

图片来源：Keith Davis/匹配热影象

上图显示了单层商业屋顶系统。 在本例中，热量表明屋顶完好无损，似乎没有异常。

在匹配的 RBG 影像中，我们看到屋顶的角落有池，但到目前为期，该区域的池水还没有渗透该层。

视觉与 夜视与 热成像

很容易看出，视觉影象和热图之间几乎没有关系，如上文匹配的影像所示。

然而，主要区别是，视觉影像需要色彩吸收和反射来建立影像和光线，而热成像（热图）不受光源的影响，即使在完全没有光线的情况下仍然可以拍摄。

这是因为热图检测发射的热量，并从该信息中建立影像。

夜视和热成像之间有很大的区别，尽管两者经常相互混淆。

夜视是放大少量可用光线的用途，需要一些光线才能工作。

正如我们刚才报道的那样，热成像根本不需要光线即可操作，可以在白天或深夜使用。

用于热成像

热成像在当今许多行业都使用，从电气系统到家庭检查，再到电池塔，搜寻和救援等等。

热成像的好处之一，是它能够透过烟雾看出。

对于消防员来说，这是一个宝贵的工具，可以辨识热点，甚至是被困在火灾中的人。

这些摄影机用于监控工厂的机械装置，以验证其是否在适当的执行温度下执行。

在天然气行业，这些系统用于监测油箱水平，以及系统管道上可能存在的泄漏或缺少绝缘材料。

它们甚至被用来识别地热活动。

这些用途太多了，无法在这里列出，这些只是几个例子。

使用热成像的最大好处之一是它是非接触性的。 当带电元件根本无法触控时，这在检查电气系统时很重要。

热成像根本不会侵入或影响目标，是我们唯一的非接触式方法之一。

如何使用热敏摄影机

使用热成像仪需要一些专门的培训，不仅要操作相机本身，还要分析影象并能够解释资料。

热摄影机不像你可能熟悉的普通摄影机。 为了捕捉到良好的可读温度图，使用前需要将某些信息输入相机。

要捕捉你可以正确分析的热影像：

• 热图必须聚焦
• 它必须在正确的温度范围内进行
• 你必须离目标足够近

在热成像中，我们使用福特（焦点、范围和距离）；福特的自变量是那些在后处理软件中无法更改的自变量，因此在拍摄和储存影像之前正确操作极为重要。

捕捉良好热图的最重要因素之一是了解物体的发射率。 如果你以前从未听说过这个术语，我不会感到惊讶。

材料表面的发射率ε是其作为热辐射发射能量的有效性，在0.0和1.0之间变化。

如下图所示，一切都有自己的发射率，这对你是否捕捉到聚焦和调谐的温度图都将发挥重要作用。

与福特非常相似，在捕捉热图之前必须输入发射率，并且在后处理中无法调整。

发射率是准确热测量所必需的最重要的属性，是的，它就是那么重要。

 

图片来源：researchgate.com

有一种方法可以确定物体在现场的发射率。 然而，保留参考图表的副本是最容易的。

除了福特和发射率之外的另一个因素是调整。

热调优意味着手动调整影像的跨度和水平，以最大限度地提高目标的热对比度。

当周围的能量透过移动，使能量不在探测器上来影响调谐时，或者透过手动调谐来调整跨度和电平，以视觉化该感兴趣的元件上的能量时，这将发挥作用。

正确聚焦和调谐的热图将显示正在捕获的良好、详细的物体或主题。

DJI Mavic 3 有热摄影机吗？

DJI Mavic 3 有热摄影机吗？ 不，DJI Mavic 3 没有热成像仪。

我们会看到 DJI Mavic 3 系统吗？ 这很有可能。 谣言工厂一直在制造 Mavic 3 Enterprise Advanced 即将推出。

如果是这样，那么，是的，我们将有一个具有热功能的 Mavic 3 系统，就像我们在 Mavic 2 和 Mavic 2 Enterprise Advanced 中看到的那样。

结论

热成像是我们工具箱中的重要工具。 有了它，我们可以将我们对世界的看法扩大到看不见的人，并使其可见。

FLIR 和 Fluke 等公司正在努力降低这些系统的成本，并提高其能力。

我知道我们在这篇文章中报导了很多，但几乎没有涵盖所有内容。

热成像还有许多方面需要您探索，无论是红外科学的基本原理，还是介于两者之间的许多其他方面，如Stephan-Boltzmann方程，到传热等等。

只要知道热摄影机与你可能操作的任何其他摄影机不同，知道如何正确操作它确实需要额外的知识和培训。

不仅是为了使用相机本身，而且能够读取和分析摄影机收集的资料。

你永远不知道那个隐藏的世界会向你揭示什么，所以去看看吧。 你会看到的！

飞行安全，飞行时，飞行安全！