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熱成像無人機:救災尋人抓賊樣樣能
2019-03-12 10:54:57 來源: 廣州日報
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熱成像無人機

   上周,一場龍卷風肆虐了亞拉巴馬州的一個縣,救援人員不必在每一棟被摧毀的建築物中尋找遇難者,而是使用熱成像無人機,讓他們知道廢墟下是否有人。

  美國和世界各地越來越多的公共安全機構正開始在包括搜尋生還者、野外救火和其他自然災害在內的危急情況下使用熱成像無人機。

  美國亞拉巴馬州李縣日前遭遇龍卷風襲擊。報道稱,龍卷風猛烈襲擊亞拉巴馬州,其中的“怪獸級”創擊還硬生生地撕裂了數英裏長的土地。強風將房屋和樹木連根拔起,有一塊廣告牌甚至被吹了32公裏遠。這場風災造成了至少23人死亡。

  救災人員在救援過程中使用了有力的輔助工具——熱成像無人機。熱成像無人機使用紅外攝像機,可以全天24小時在地面、建築物或水中尋找熱源——無論是人類或動物、活著的或剛剛死去的,還是火焰等其他發熱物體。

  這些設備可以將彩色編碼的圖像實時傳輸到筆記本電腦、手機、平板電腦或大屏幕顯示器上。根據用戶選擇的設置,可以使熱源以鮮紅色、白色或其他顏色標記出來。

  目前,美國和世界各地越來越多的公共安全機構正開始在包括搜尋生還者、野外救火和其他自然災害在內的危急情況下使用熱成像無人機。

  在遭受龍卷風襲擊的亞拉巴馬州,李縣治安官瓊斯説,目前還不清楚無人機是否發現了任何屍體、受傷人員或被困在廢墟中的人。但至少,這些無人機讓搜索人員安心——在一場造成23人死亡的龍卷風過後,他們在救災工作中沒有忽視任何人。

  “無人機給我們提供了一個俯視圖,讓我們看到如果我們在陸地上與視線齊平,我們可能會錯過的區域。”瓊斯説。

  使用過這種技術的救援人員和消防隊員認為,熱成像無人機是一種保護和拯救生命的有效工具。無人機比直升機等載人飛機更便宜,相比之下,後者無法進入狹小的空間,其使用需要更多的訓練。

  技能1

  快速尋人

  尼泊爾和墨西哥的官員在毀滅性的地震後使用了帶有熱探測設備的無人機。在加州森林大火撲救中,消防員使用熱成像無人機繪制火災地圖,搜尋被燒毀的房屋。熱成像無人機還被用來定位失蹤人員,比如熱成像無人機去年在北卡羅來納州茂密的樹林裏找到了一名11歲的女孩。

  去年夏天,田納西州漢密爾頓縣警長馬蒂·鄧恩接到一個緊急電話。一名卷入家庭糾紛的男子離家出走,冒險進入查塔努加附近的沼澤森林。鄧恩帶著一架熱成像無人機衝向現場。他操控飛機飛過濃密的樹冠,在大約6分鐘內找到了目標——一個熱信號顯示,一個人正坐在一棵樹下。這名男子被迅速安全救出。“這是一個神奇的工具。”鄧恩説,“這比警察和警犬進行搜索所花費的時間要短得多。”

  技能2

  協助救災

  在舊金山地區,門洛帕克消防區擁有一支約15架無人機的機隊,這些無人機的性能各不相同,有些配備常規攝像頭,有些配備熱成像攝像頭。在去年北加州毀滅性的野火中,熱成像無人機繪制了大火肆虐的區域。“這些照片被發送到消防隊員的手機上,幫助他們有效地滅火。”消防隊長哈羅德·沙佩爾霍曼説。

  門洛帕克的消防員還用熱成像無人機來尋找在舊金山灣區失蹤的人員,並在颶風“哈維”過後將無人機送往得克薩斯州提供幫助。沙佩爾霍曼説,無人機在那裏察看了被淹沒的地區,以便救援船只在倒下的樹木、電線和其他障礙物中更容易航行。“這是一種超級高效的設備。”沙佩爾霍曼説。據估計,美國國防部已經在熱成像無人機項目上花費了20萬美元,包括飛行員培訓的費用。

  技能3

  抓捕竊賊

  在佛羅裏達州波爾克縣,格雷迪·賈德警長的空中反應小組有20名無人機駕駛員。波爾克縣在夜間使用熱成像無人機,搜尋那些認為自己在黑暗的掩護下可以安全作案的竊賊。

  佛羅裏達州的無人機行動受到嚴格法律的限制。賈德説,治安官辦公室只能在緊急情況下使用無人機,比如龍卷風或颶風,或者在接到法院命令的情況下使用無人機。“無人機不能被用于觀察交通流量,甚至不能被用于在足球比賽中進行人群監控。”賈德説。

  美國俄勒岡州波特蘭市的FLIR係統公司設計、制造和銷售警察和消防部門使用的熱成像攝像機。該公司負責全球産品戰略的高級副總裁弗蘭克説,公司大約4年前開始涉足公共安全機構的無人機攝像業務。弗蘭克介紹,根據性能差別,這些相機和無人機的組合價格從1500美元到1萬美元不等。

  美國巴德學院無人機研究中心去年5月發布的一份研究報告稱,美國至少有910個州和地方警察、治安官、消防和緊急服務機構購買了無人機。該報告稱,目前尚不清楚有多少機構擁有具備熱成像能力的無人機,估計這一比例不到25%,但數量應該還在增加。

  紅外成像的原理和發展歷程

  自然界中一切物體,只要溫度高于絕對零度(-273.16°C),都會發出紅外線,利用紅外探測器和光學成像物鏡進行探測,就能將被測物體的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上,從而獲得紅外熱像圖,即將物體發出的不可見紅外能量轉變為可見的熱圖像。

  19世紀初英國物理學家就從水銀溫度計中發現紅外輻射,早在第二次世界大戰開始,熱成像技術就已經應用于軍事,利用熱輻射來探測敵方的行蹤。後來隨著熱成像儀的出現及普及,熱成像技術逐漸應用于醫療、工業生産、日常生活等領域。

  熱成像+無人機

  與互聯網一樣,無人機可以根據搭載的設備來決定其具備的功能,伴隨著電子産業、材料科學、控制和通信技術的日益成熟,“無人機+熱成像”的合作方式將廣泛應用于各個行業領域。

  熱成像無人機可搭載可見光相機和紅外熱像儀進行航拍,不受空間和地理位置的局限,“無人機+熱成像”技術的重疊可用于夜視追蹤、搜尋救援、設備巡檢、農林牧漁等領域,尤其是在一些災難預防以及監測中,可發揮很大的作用。

  未來:熱成像+智能化

  視頻監控經歷了由人力值守、辨別分析發展到機器自動分析的發展過程,已經完成了由事後檢索逐步過渡到自動化、智能化的身份轉變。

    智能分析技術讓監控設備具備自主感知、圖像識別、深度學習能力,將安防監控的事後取證延伸到事前預警、事中快速處置、事後海量數據的證據鏈的檢索等,從而極大地提升監控的效率。

    在紅外攝像機上加入智能分析功能,能夠實現對事件結果的高效分析和融合應用,還可以形成對事件內在發展規律的結果輸出,輔助科學決策。(廣州日報全媒體記者溫俊華編譯)

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【糾錯】 責任編輯: 杜蕙
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