红外热成像安防监控类应用介绍第一部分：红外热成像原理介绍1.红外线原理自然界中的一切物体，只要其温度高于绝对零度（-273℃）的物体都能辐射电磁波，红外线辐射式自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射，它是基于任何物体在常规环境下都会产生的自身的分子和原子无规则运动，并不停地辐射出热红外能量，分子和原子的运动越剧烈，辐射能量越大，反之，辐射能量越小。
2. 红外热成像原理自然界中的一切物体，只要其温度高于绝对零度（-273℃），就会不断地发射辐射能。
热成像系统的就是通过能够透过红外辐射的红外光学系统将景物的红外辐射聚焦到能够将红外辐射能转换为便于测量的物理量的器件—红外探测器上，红外探测器再将强弱不等的辐射信号转换成相应的电信号，然后经过放大和视频处理，形成可供人眼观察的视频图像。
红外热成像系统将物体发射的红外辐射转变为人眼可见的热图像，从而使人眼的视觉范围扩展到不可见的红外区，其基本原理方框图如图：红外探测器输出的图像通常称为“热图像”，由于不同物体甚至同一物体不同部位辐射能力和它们对红外线的反射强弱不同。
利用物体与背景环境的辐射差异以及景物本身各部分辐射的差异，热图像能够呈现景物各部分的辐射起伏，从而能显示出景物的特征。
3.红外热像仪基本相关技术参数及名词解释➢红外热像仪是将不可见的红外辐射变为可见的热图像的一种仪器。
可以通过热图像，观察到被测物体表面温度或热量的差别。
➢红外热像仪分类按照工作温度分为制冷型和非制冷型按照功能分为测温型和非测温型➢红外探测器探测器是红外热像仪的心脏，它可以将红外辐射转变为电信号。
➢探测器的分辨率分辨率是衡量热像仪探测器优劣的一个重要参数，表示了探测器焦平面上有多少个单位探测元。
目前市场主流分辨率为160×120，384×288等，此外还有320×240，640×480等。
分辨率越高，成像效果也就越清晰。
➢探测器尺寸探测器尺寸指探测器上单个探测元的大小，一般的规格有25μm，35μm等。
探测元越小，则成像的质量越好。
➢焦距透镜中心到其焦点的距离。
焦距的单位通常用mm(毫米)来表示，一个镜头的焦距一般都标在镜头的前面，如f=50mm（这就是我们通常所说的“标准镜头”），28-70mm（我们最常用的镜头）、70-210mm（长焦镜头）等。
焦距越大，可清晰成像的距离就越远。
➢视场角（FOV）视场角是由镜头系统主平面与光轴交点看景物或看成像面的线长度时所张的角度，通俗的说，镜头有一个确定的视野，镜头对这个视野的高度和宽度的张角称为视场角。
➢噪声等效温差（NETD）热像仪对测度图案进行观察，当系统的基准电子滤波器输出的信号电压峰值和噪声电压的均方根之比为1时，黑体目标和黑体背景的温差称为噪声等效温差。
NETD越小，表示成像画面质量越好。
第二部分：红外热像仪应用于安防监控领域1.红外热像仪是安防监控视频的升级和视频安防、RFID标签识别相似，红外成像行业也属于物联网应用。
下图为物联网三大分支：视频安防、RFID标签识别、红外热成像红外成像行业脱胎于安防视频行业，其产品的基本功能都是对人体、物体等进行实时探测、监控，但由于红外成像相比于可见光成像，具有全天候、穿透力强、能反映温度信息等特点。
因此，红外成像有其独特优势：红外成像与视频安防行业的比较成像原理监控标应用环境主要组成部分应用行业红外成像像图像白天或有照明件、硬盘录像机控视频安防红外线成像图像和温度全天候，包括黑夜与风沙、大雾天气红外镜头、红外焦平面探测器、存储器工业、电力、边防监控等红外热成像监控装置可见光视频安防装置可见光视频安防使用的光学成像的原理是，光电敏感元件（CCD、CMOS）对各种颜色的光线呈现出不同的感光特性，实现拍照或拍摄；红外成像的原理是，不同温度的物体向外界辐射出不同波长的红外线，被红外线敏感元件（如红外焦平面探测器）检测到，经过后续电路（如图像处理电路），最终还原出图像。
两种监控设备对同一场景的拍摄效果如下面的两张图所示：红外热成像效果图可见光视频安防效果图2.红外热像仪在安防监控行业的需求：随着安防监控行业的发展以及社会对安防需求的日益提高，夜晚可见光器材由于观测距离短，而如果采用人工照明的手段，增加观测距离，则容易暴露目标，其已经不能满足人们对夜晚监控的需求。
在安防领域，红外热像仪是一个非常有效的设备，可以远距离探测和发现目标，弥补红外摄像机的不足。
在国外，红外热像仪已广泛应用于安全防范系统中，成为安全监控系统中的明星。
而在国内，现阶段发展也非常迅速。
由于红外热像仪具有隐蔽式探测功能，因为没有光的需要，所以省去了您制造可见光的费用，入侵者甚至无法知道他们正在被监视。
而且具有穿透烟、雾、雨水、烟云等恶劣情况持续工作，可视距离达数公里，非常适合边境巡逻、暴力防御、夜间侦察、工业安防、设备安防、码头港口安防、商业安防等领域。
3.红外热成像技术优势（1）红外热成像技术是一种被动式的非接触的检测与识别，隐蔽性好。
（2）红外热成像技术不受电磁干扰，能远距离精确跟踪热目标，精确制导。
（3）红外热成像技术能真正做到24H全天候监控（4）红外热成像技术控测能力强，作用距离远（5）红外热成像技术可采用多种显示方式，把人类的感官由五种增加到六种（6）红外热成像技术能直观地显示物体表面的温度场，不受强光影响，应用广泛。
4.红外热像与其他安防监控技术的比较可见光监控与红外监控技术比较性能特点可见光监控红外技术监控工作方式主动式、需要有日光或照明设施被动式、可以在全黑的环境下进行监控探测距离探测距离有限可以进行远距离探测、跟踪目标，目标定位电磁干扰电磁干扰影响较大不受电磁干扰隐蔽性能受性能影响，容易暴露目标；隐蔽性好、不易暴露目标，防止被犯罪分子破坏或发现；控测能力控测能力弱，作用距离近；控测能力强，作用距离远；温度显示不能显示目标物体的温度，受强光影响较大；能直观地显示物体表面的温度场（衍生出多种功能特性），不受强光影响；红外热像仪与微光夜视仪比较比较内容微光夜视仪红外热像仪工作原理对微弱的光信号进行放大根据物体表面温差成像没有任何光亮的条件下不能使用照样使用光线变化较大的条件下不能稳定观察照样稳定使用应用特点可用于识别目标主要用于发现目标透烟雾功能不能透过可透过烟雾观察目标其它作用观察目标表面的特征可发现隐藏的痕迹5.红外热像仪在安防监控领域的应用：（1）、防火监控由于红外热像仪是反映物体表面温度而成像的设备，因此除了夜间可以作为现场监控使用外，还可以作为有效防火报警设备，在大面积的森林中，火灾往往是由不明显的隐火引发的。
这是毁灭性火灾的根源，用现有的普通方法，很难发现这种隐性火灾苗头。
而应用红外热像仪可以快速有效地发现这些隐火，并且可以准确判定火灾的地点和范围，透过烟雾发现着火点，做到早知道、早预防、早扑灭。
（2）、伪装及隐蔽目标的识别普通的伪装是以防可见光观测为主。
一般犯罪分子作案通常隐蔽在草丛及树林中，这时如果采用可见光的观察方式，由于野外环境的恶劣及人的视觉错觉，容易产生错误判断。
红外热成像装置是被动接受目标自身的热辐射，人体和车辆的温度及红外辐射一般都远大于草木的温度及红外辐射，因此不易伪装，也不容易产生错误判断。
另外，一般人员也不了解避开红外监视的方法。
因此红外热成像装置在识别伪装及隐蔽目标这方面的效果明显。
（3）、夜间以及恶劣气候条件下的道路监控由于红外热成像系统在观察、识别目标方面有着众多的优点，在许多发达国家的高速公路、铁路夜间安全保卫巡逻、夜晚城市交通管制等领域中已经得到了广泛的应用。
（4）、重点部门、建筑、仓库的保安、防火监控由于红外热成像设备是反映物体温度而成像的设备，因此在夜间可以作为重点部门、建筑、仓库、小区现场监控使用，并且由于该种设备是一种成像设备，因此工作可靠，可以大幅减少虚警率。
（5）、陆上和港口交通安全保障在我国，随着城市交通的扩大，公路、铁路和水路的延伸，交通安全成为极大的问题，尤其在夜间或多雾、多雨的恶劣环境的安全行驶，便成为问题。
如今装有红外热像仪的汽车或船舶，就可以避免在夜间或恶劣环境下的交通事故。
（6）、红外热成像在机场的应用随着航空事业的不断发展，各地都在兴建、扩建机场，飞机出行已成为中国百姓商务旅行首选，飞机高效、快捷的运输手段在带来方便的同时也成为治安事件及恐怖袭击的重点区域。
应此机场机场的安全防范建设历来是中国乃至世界关注的热点。
且由于机场占地面积非常庞大，监控布置是非常艰巨的任务，面对非法入侵甚至恐怖袭击，确保所有乘客的安全对商业航空公司和都是非常重要的事情。
当然不只是乘客，机场工作人员和价格昂贵的仪器设备都需要保护。
红外热成像仪能在机场夜间监控起到非常大的作用，机场将变得更加安全。
第三部分：红外热像仪在安防监控领域应用实际案例1.机场安防监控应用案例（1）慕尼黑机场：背景德国慕尼黑机场占地1,560公顷，地域广阔。
根据客流量，慕尼黑机场是德国境内排在法兰克福国际机场之后第二繁忙的机场，2008年客流量为3450万，它还是欧洲第7大机场，在全球最繁忙机场排名中位列28。
随着客流量的越来越大，对于机场的安全防卫工作也越来越严格，而由于慕尼黑机场的占地面积大，安防工作也有相当大的难度。
目前，机场不仅安排了安防人员，例如巡逻员，还安装了全套闭路电视网络。
一共安装了1,000 多台摄像机监视机场的重要区域。
不仅在机场内部安装了摄像机，外围区域发生的一切活动也在掌控之中。
多数时候，白天使用闭路电视摄像机了解周围的情况不存在问题。
但在夜晚或恶劣的天气条件下，情况就变得不一样了。
闭路电视摄像机需要光亮才能生成图像。
如果使用照明灯再采用微光放大技术，夜晚飞机起降时候的起飞灯会对此造成干扰，无法获得清晰的监控图像。
因此慕尼黑机场在监控系统中加入了红外热像仪。
应用方案热成像仪具有非常出色的范围性能，能够探测约1.6公里远处的人体大小的目标。
慕尼黑机场需要热成像仪监测6公里长的直线区域，机场两侧各有一条。
可将热成像仪与闭路电视摄像机一起安装在云台上。
这样，就可以监控到任何想监控的地方，并且能在白天作用的摄像机和热成像仪之间实行无缝切换。
白天，使用闭路电视摄像机，而在光线昏暗的天气条件下或漆黑的夜晚，切换使用热成像仪。
生成的图像通过光缆传输到控制室，工作人员可以控制云台，查看每个屏幕或视频墙上的图像。
如果检测到威胁，机场安保人员可以立即采取措施。
机场两侧6公里长的直线区域热像仪与可见光摄像机一同安装在云台上监测和控制室图像对比（2）都灵机场：背景意大利的都灵机场邻近军事设备，因此需要在方圆9公里的范围内侦查夜晚和浓雾情况下的入侵者。
即使在有物体侵入时围栏会发出报警音，但是无法分辨出物体是什么并且在围栏的外侧也缺乏相应的预警系统来发现潜在威胁。