在這幾年的汽車傳感領(lǐng)域的學(xué)術(shù)會(huì)議和產(chǎn)品展會(huì),可以看到越來(lái)越多的關(guān)于車載熱成像技術(shù)的演講和產(chǎn)品展示,尤其是今年在巴塞羅那的AutoSense展會(huì),車載熱成像技術(shù)被列為第一位的熱門話題,我們這一期就來(lái)介紹一下熱成像技術(shù)。
熱成像技術(shù)本身并不是最近才有的新技術(shù),它的發(fā)展始于兩百年前,1800 年,倫敦皇家學(xué)會(huì)天文學(xué)家弗雷德里克·威廉·赫歇爾 (1738-1822) 在進(jìn)行太陽(yáng)研究時(shí),需要觀察太陽(yáng)表面及其斑點(diǎn)。為此,他使用了不同顏色的深色玻璃板(濾光片)。在工作過程中,他注意到有些玻璃板比其他玻璃板溫度高,這讓他想到溫度取決于玻璃板的顏色。為了驗(yàn)證這個(gè)想法,赫歇爾借助玻璃棱鏡將陽(yáng)光分成光譜,并測(cè)量每個(gè)光段的溫度。他注意到溫度從紫色升高到紅色。
令他驚訝的是,紅光區(qū)以外的溫度不降反升。這一事實(shí)讓他想到,紅光以外還有不可見的光線。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明,這些光線具有與光線相同的衍射和散射特性。赫歇爾在他的著作中使用了“輻射熱”和“熱射線”等術(shù)語(yǔ)。術(shù)語(yǔ)“紅外線”出現(xiàn)在 19 世紀(jì)后期。
整個(gè)19世紀(jì),很多科學(xué)家都在試驗(yàn)不同的材料,看他們對(duì)輻射熱的傳導(dǎo)性,這些發(fā)現(xiàn)促成了高敏感度輻射熱度計(jì)的發(fā)展,這些都統(tǒng)稱為輻射熱測(cè)量計(jì)Bolometers,這就是現(xiàn)代熱成像技術(shù)的物理學(xué)基礎(chǔ)。
熱成像相機(jī)的基本構(gòu)成如下圖所示。
現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中存在不同溫度的物體,他們發(fā)射出不同能量的紅外線,物體發(fā)射的紅外能量被鏡頭匯聚聚焦在紅外傳感器上,生成2D圖像。
紅外相機(jī)的光路圖如下:
紅外相機(jī)的應(yīng)用非常廣泛,比如工業(yè)領(lǐng)域查看設(shè)備,傳輸線等的發(fā)熱的情況。
看PCB上發(fā)熱的器件,損壞的器件會(huì)發(fā)熱嚴(yán)重。
醫(yī)療領(lǐng)域看發(fā)炎的身體部位,發(fā)炎的部分也會(huì)發(fā)熱更多。
由于熱成像具有非常好的天氣適應(yīng)性,所以在車載領(lǐng)域具備特別的優(yōu)勢(shì),它可以在雨雪,霧天檢測(cè)到較遠(yuǎn)距離(100-150m)的行人和騎車人。
熱成像相機(jī)在車載領(lǐng)域具有成本,性能,以及算法成熟度等優(yōu)勢(shì)。
也有人探討Lidar方案和熱成像方案的比較,論壇上有人給出下邊的評(píng)論可以供讀者參考。
美國(guó)國(guó)家公路安全管理局NHTSA今年發(fā)布了 FMVSS127新規(guī),要求從2029年起所有美國(guó)的新的輕型車輛都要裝備行人檢測(cè)自動(dòng)剎車裝置Pedestrian AEB,據(jù)說(shuō)歐洲交通安全委員會(huì)ETSC也要跟進(jìn)。這也是為什么這幾年在汽車領(lǐng)域熱成像開始成為熱點(diǎn)的根本原因。
這就和前幾年歐洲立法要求2025年新車要裝駕駛員監(jiān)控相機(jī)系統(tǒng)一樣(DMS),一個(gè)法規(guī)的發(fā)布,就會(huì)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的迅速跟進(jìn)。
對(duì)于國(guó)內(nèi)的ADAS企業(yè),圖像傳感器生產(chǎn)企業(yè),也可以因應(yīng)這一趨勢(shì)提前布局,搶占先機(jī)。
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