熱像儀能夠在惡劣的照明條件或天氣下更好的識(shí)別周圍環(huán)境，可作為可見光相機(jī)、激光雷達(dá)等傳感器的補(bǔ)充，搭配相應(yīng)的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，提供的鮮明熱量圖像，讓自動(dòng)駕駛汽車更好地識(shí)別周圍環(huán)境，使人們清晰地看出周圍物體輪廓，可以有效避免危險(xiǎn)事故。

熱像儀可以探測(cè)到100多米外的微小溫差，低至華氏0.1度。

Uber致命的自駕車事故發(fā)生后上個(gè)月，在亞利桑那州的坦佩后，大多數(shù)關(guān)注本事件的人都有兩個(gè)基本問題：為什么車沒有看到Elaine Herzberg穿過街道，并在撞倒她之前停下來(lái)？我們又該如何避免這種情況再次發(fā)生？

由此Uber已無(wú)限期暫停其測(cè)試計(jì)劃，并正在配合國(guó)家運(yùn)輸安全委員會(huì)（NTSB）對(duì)該事故的調(diào)查。NTSB目前尚未透露調(diào)查結(jié)果，但大家認(rèn)為激光雷達(dá)當(dāng)時(shí)應(yīng)該發(fā)現(xiàn)Herzberg，卻沒有起到改起的作用?；蛟S是當(dāng)時(shí)激光雷達(dá)有盲點(diǎn)、或許缺乏將Herzberg確定為行人的算法決議、也或許當(dāng)時(shí)汽車的軟件沒有將識(shí)別的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為剎車決定。

無(wú)論是什么原因，這場(chǎng)撞死行人事件都自動(dòng)駕駛安全問題在此成為人們熱議的焦點(diǎn)，如何提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的安全性再次被提升到了一個(gè)新的高度。而為自駕車配備熱像儀便是其中提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)安全性的一個(gè)方向。

什么是熱像儀？

熱像儀又稱紅外熱像儀，是利用紅外探測(cè)器和光學(xué)成像物鏡接受被測(cè)目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測(cè)器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場(chǎng)相對(duì)應(yīng)。通俗地講熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像。熱圖像的上面的不同顏色代表被測(cè)物體的不同溫度。紅外熱像儀是可通過光電轉(zhuǎn)換、電信號(hào)處理等手段，將目標(biāo)物體的溫度分布圖像轉(zhuǎn)換成視頻圖像的設(shè)備。

著名熱像儀公司Flir俄勒岡州分公司的產(chǎn)品負(fù)責(zé)人邁克沃爾特斯說(shuō)：”熱像儀非常擅長(zhǎng)看到人類。”傳統(tǒng)相機(jī)看可見光的地方，熱像儀的傳感器專注于光譜的紅外位。它可以檢測(cè)到微小的溫度差異 - 低至華氏0.1度，因此即使在寒冷的夜晚，在240米外的冷金屬自行車也能夠突出顯示，這個(gè)范圍與市場(chǎng)上一些功能最強(qiáng)大的激光雷達(dá)傳感器相當(dāng)。而且，與激光雷達(dá)系統(tǒng)不同，這些傳感器不會(huì)受限于大霧還是陽(yáng)光等天氣的影響。

熱像儀可利用熱量感應(yīng)原理為司機(jī)提供了像素大小為 320×240 的圖像，可幫助夜間開車的司機(jī)注意到車燈照不到的動(dòng)物或行人。這種分辨率不僅能夠發(fā)現(xiàn)突然竄到馬路上的麋鹿，還可以辨別出高速公路上的薄冰。

熱像儀目前在汽車電子領(lǐng)域都有哪些應(yīng)用？

紅外熱像儀因其具有非接觸測(cè)溫、反應(yīng)速度快、溫度數(shù)據(jù)可分析等優(yōu)點(diǎn)，在研發(fā)、品質(zhì)管理、設(shè)備維護(hù)、建筑檢測(cè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。目前，紅外熱像儀在國(guó)內(nèi)眾多汽車電子企業(yè)已經(jīng)開始使用，主要應(yīng)用有：

研發(fā)溫度分析：器件發(fā)熱分析

散熱效能分析

外殼或周邊部位溫度分析

溫度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)分析

產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)：外協(xié)件的質(zhì)量檢測(cè)

產(chǎn)線質(zhì)量控制

老化測(cè)試

另外，紅外熱像在汽車電子檢測(cè)方面的已有諸多應(yīng)用，例如：

1、電路板及元器件檢測(cè)

A.電路板測(cè)試

熱像儀能夠全面檢測(cè)電路板上每個(gè)元器件的溫度，這是其他測(cè)溫工具所做不到的;把空調(diào)器控制板上每個(gè)元器件的溫度控制在限度范圍內(nèi)，將可以大大提高運(yùn)行穩(wěn)定性和產(chǎn)品壽命。

B.汽車電子系統(tǒng)的發(fā)熱測(cè)試

熱像儀提供了通過溫度檢測(cè)進(jìn)行負(fù)載分析的手段，通過熱像圖可以很直觀的辨識(shí)出高功耗部位，為工程師完善電路，提高轉(zhuǎn)換效率、減少功耗、減少電路內(nèi)部溫升提供強(qiáng)有力依據(jù)。

C.汽車電子系統(tǒng)的散熱測(cè)試

散熱片起到為芯片或元器件降溫的作用，沒有散熱片、散熱片設(shè)計(jì)不良或散熱片所選材料不當(dāng)都會(huì)嚴(yán)重影響散熱效果，導(dǎo)致器件壽命縮短。

2、汽車車燈檢測(cè)

A. LED燈具溫度檢測(cè)

熱像儀通過紅外輻射檢測(cè)燈具中溫度分布的不同來(lái)確認(rèn)問題燈珠的位置，或修正設(shè)計(jì)中的散熱問題。

B.汽車燈罩溫度檢測(cè)

隨著車燈的功率不斷提高，燈具的燈罩表面溫度也逐步升高，而燈罩地材料通常是PC、PMMA、等，故燈罩表面不能承受太高的溫度，否則會(huì)影響燈罩地結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;此外，燈罩表面的溫度分布也反映出燈具內(nèi)部的發(fā)熱狀態(tài)，以及可以對(duì)散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的優(yōu)劣程度進(jìn)行評(píng)估。

通過紅外熱圖輕松查看汽車燈罩的表面溫度分布，以分析燈具內(nèi)部發(fā)熱狀態(tài)

C.趨勢(shì)分析軟件的應(yīng)用

汽車電子的研發(fā)和品質(zhì)管理通常需要連續(xù)監(jiān)測(cè)，通過福祿克定制分析軟件，可將連續(xù)視頻信號(hào)中的高低溫自動(dòng)捕捉點(diǎn)和中心點(diǎn)溫度進(jìn)行數(shù)字化保存，保存的內(nèi)容為溫度值和時(shí)間，并建立趨勢(shì)分析曲線圖：橫坐標(biāo)為時(shí)間、縱坐標(biāo)為溫度的曲線圖，見下圖。

趨勢(shì)分析軟件結(jié)合各型配件可對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)拍攝、溫度分析，并通過各種附件和軟件實(shí)現(xiàn)小目標(biāo)檢測(cè)、實(shí)時(shí)溫度記錄和曲線圖等功能，方便現(xiàn)場(chǎng)拍攝、記錄和分析，為完成研究和開發(fā)工作提供關(guān)鍵依據(jù)。

熱像儀將助力自動(dòng)駕駛安全行駛

事實(shí)上，在過去的多年里，熱像儀已經(jīng)在汽車中有所應(yīng)用，例如 Flir已經(jīng)在寶馬7系車型上投入了50萬(wàn)輛汽車。在黑暗中，當(dāng)動(dòng)物或人物可能難以辨認(rèn)時(shí)，司機(jī)會(huì)在儀表板屏幕上看到明亮的白色人形或鹿形或任何形狀的物體。

熱像儀可通過識(shí)別行人、動(dòng)物以及周圍環(huán)境發(fā)出的熱量，形成物體輪廓圖像，進(jìn)而幫助司機(jī)發(fā)現(xiàn)行駛過程中的危險(xiǎn)。接下來(lái)的一個(gè)趨勢(shì)就是熱像儀將結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用于自動(dòng)駕駛領(lǐng)域。當(dāng)前Flir已經(jīng)開始教汽車的AI系統(tǒng)分辨障礙物，將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用于紅外熱像儀，幫助計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)識(shí)別行人和自行車等事物。就像其他人對(duì)傳統(tǒng)相機(jī)數(shù)據(jù)所做的一樣，F(xiàn)lir希望生產(chǎn)出一種能夠使用熱像儀自動(dòng)發(fā)現(xiàn)障礙的系統(tǒng)，提醒駕駛員甚至根據(jù)需要應(yīng)用剎車。

從駕駛輔助功能中，我們可以很容易地想象一個(gè)完全自動(dòng)駕駛車輛的熱像儀傳感器，它不會(huì)取代今天的雷達(dá)，相機(jī)和激光雷達(dá)，而是作為補(bǔ)充，可以發(fā)現(xiàn)其他傳感器發(fā)現(xiàn)不了的一些障礙物。

“熱像儀的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是它們的互補(bǔ)性，”自動(dòng)駕駛汽車公司Nutonomy的首席執(zhí)行官Karl Iagnemma說(shuō)，“他們可以在惡劣的天氣條件下、在黑暗的環(huán)境中工作。”

熱像儀也是有缺點(diǎn)的，盡管它仍然是比激光雷達(dá)便宜，它們的價(jià)格本身不便宜。例如，Seek Thermal的相機(jī)價(jià)格在2500美元左右，盡管廠商正在努力將價(jià)格降至1000美元左右，但是與普通相機(jī)相比，還是貴出不少。

然而自動(dòng)駕駛汽車使用熱像儀的成本可能比我們的預(yù)期要低。因?yàn)橐恍┲圃焐炭赡軙?huì)放棄別的傳感器，但是除備受青睞的激光雷達(dá)之外，畢竟對(duì)于安全來(lái)說(shuō)，多了熱像儀就多了一層保護(hù)。正是這個(gè)“多余的”傳感器，能夠在惡劣的照明條件或天氣下區(qū)別周圍環(huán)境，可作為可見光相機(jī)、激光雷達(dá)等傳感器的補(bǔ)充，搭配相應(yīng)的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，提供的鮮明熱量圖像，讓自動(dòng)駕駛汽車更好地識(shí)別周圍環(huán)境，使人們清晰地看出周圍物體輪廓，可以有效避免危險(xiǎn)事故。