热成像无人机:救灾寻人抓贼样样能

2019-03-13   来源:广州日报  
       上周,一场龙卷风肆虐了亚拉巴马州的一个县,救援人员不必在每一栋被摧毁的建筑物中寻找遇难者,而是使用热成像无人机,让他们知道废墟下是否有人。

       美国和世界各地越来越多的公共安全机构正开始在包括搜寻生还者、野外救火和其他自然灾害在内的危急情况下使用热成像无人机。

  美国亚拉巴马州李县日前遭遇龙卷风袭击。报道称,龙卷风猛烈袭击亚拉巴马州,其中的“怪兽级”创击还硬生生地撕裂了数英里长的土地。强风将房屋和树木连根拔起,有一块广告牌甚至被吹了32公里远。这场风灾造成了至少23人死亡。

       救灾人员在救援过程中使用了有力的辅助工具——热成像无人机。热成像无人机使用红外摄像机,可以全天24小时在地面、建筑物或水中寻找热源——无论是人类或动物、活着的或刚刚死去的,还是火焰等其他发热物体。

  这些设备可以将彩色编码的图像实时传输到笔记本电脑、手机、平板电脑或大屏幕显示器上。根据用户选择的设置,可以使热源以鲜红色、白色或其他颜色标记出来。

  目前,美国和世界各地越来越多的公共安全机构正开始在包括搜寻生还者、野外救火和其他自然灾害在内的危急情况下使用热成像无人机。

  在遭受龙卷风袭击的亚拉巴马州,李县治安官琼斯说,目前还不清楚无人机是否发现了任何尸体、受伤人员或被困在废墟中的人。但至少,这些无人机让搜索人员安心——在一场造成23人死亡的龙卷风过后,他们在救灾工作中没有忽视任何人。

  “无人机给我们提供了一个俯视图,让我们看到如果我们在陆地上与视线齐平,我们可能会错过的区域。”琼斯说。

  使用过这种技术的救援人员和消防队员认为,热成像无人机是一种保护和拯救生命的有效工具。无人机比直升机等载人飞机更便宜,相比之下,后者无法进入狭小的空间,其使用需要更多的训练。

  技能1

  快速寻人

  尼泊尔和墨西哥的官员在毁灭性的地震后使用了带有热探测设备的无人机。在加州森林大火扑救中,消防员使用热成像无人机绘制火灾地图,搜寻被烧毁的房屋。热成像无人机还被用来定位失踪人员,比如热成像无人机去年在北卡罗来纳州茂密的树林里找到了一名11岁的女孩。

  去年夏天,田纳西州汉密尔顿县警长马蒂·邓恩接到一个紧急电话。一名卷入家庭纠纷的男子离家出走,冒险进入查塔努加附近的沼泽森林。邓恩带着一架热成像无人机冲向现场。他操控飞机飞过浓密的树冠,在大约6分钟内找到了目标——一个热信号显示,一个人正坐在一棵树下。这名男子被迅速安全救出。“这是一个神奇的工具。”邓恩说,“这比警察和警犬进行搜索所花费的时间要短得多。”

  技能2

  协助救灾

  在旧金山地区,门洛帕克消防区拥有一支约15架无人机的机队,这些无人机的性能各不相同,有些配备常规摄像头,有些配备热成像摄像头。在去年北加州毁灭性的野火中,热成像无人机绘制了大火肆虐的区域。“这些照片被发送到消防队员的手机上,帮助他们有效地灭火。”消防队长哈罗德·沙佩尔霍曼说。

  门洛帕克的消防员还用热成像无人机来寻找在旧金山湾区失踪的人员,并在飓风“哈维”过后将无人机送往得克萨斯州提供帮助。沙佩尔霍曼说,无人机在那里察看了被淹没的地区,以便救援船只在倒下的树木、电线和其他障碍物中更容易航行。“这是一种超级高效的设备。”沙佩尔霍曼说。据估计,美国国防部已经在热成像无人机项目上花费了20万美元,包括飞行员培训的费用。

  技能3

  抓捕窃贼

  在佛罗里达州波尔克县,格雷迪·贾德警长的空中反应小组有20名无人机驾驶员。波尔克县在夜间使用热成像无人机,搜寻那些认为自己在黑暗的掩护下可以安全作案的窃贼。

  佛罗里达州的无人机行动受到严格法律的限制。贾德说,治安官办公室只能在紧急情况下使用无人机,比如龙卷风或飓风,或者在接到法院命令的情况下使用无人机。“无人机不能被用于观察交通流量,甚至不能被用于在足球比赛中进行人群监控。”贾德说。

  美国俄勒冈州波特兰市的FLIR系统公司设计、制造和销售警察和消防部门使用的热成像摄像机。该公司负责全球产品战略的高级副总裁弗兰克说,公司大约4年前开始涉足公共安全机构的无人机摄像业务。弗兰克介绍,根据性能差别,这些相机和无人机的组合价格从1500美元到1万美元不等。

  美国巴德学院无人机研究中心去年5月发布的一份研究报告称,美国至少有910个州和地方警察、治安官、消防和紧急服务机构购买了无人机。该报告称,目前尚不清楚有多少机构拥有具备热成像能力的无人机,估计这一比例不到25%,但数量应该还在增加。

  红外成像的原理和发展历程

  自然界中一切物体,只要温度高于绝对零度(-273.16°C),都会发出红外线,利用红外探测器和光学成像物镜进行探测,就能将被测物体的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,即将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。

  19世纪初英国物理学家就从水银温度计中发现红外辐射,早在第二次世界大战开始,热成像技术就已经应用于军事,利用热辐射来探测敌方的行踪。后来随着热成像仪的出现及普及,热成像技术逐渐应用于医疗、工业生产、日常生活等领域。

  热成像+无人机

  与互联网一样,无人机可以根据搭载的设备来决定其具备的功能,伴随着电子产业、材料科学、控制和通信技术的日益成熟,“无人机+热成像”的合作方式将广泛应用于各个行业领域。

  热成像无人机可搭载可见光相机和红外热像仪进行航拍,不受空间和地理位置的局限,“无人机+热成像”技术的重叠可用于夜视追踪、搜寻救援、设备巡检、农林牧渔等领域,尤其是在一些灾难预防以及监测中,可发挥很大的作用。

  未来:热成像+智能化

  视频监控经历了由人力值守、辨别分析发展到机器自动分析的发展过程,已经完成了由事后检索逐步过渡到自动化、智能化的身份转变。

  智能分析技术让监控设备具备自主感知、图像识别、深度学习能力,将安防监控的事后取证延伸到事前预警、事中快速处置、事后海量数据的证据链的检索等,从而极大地提升监控的效率。

  在红外摄像机上加入智能分析功能,能够实现对事件结果的高效分析和融合应用,还可以形成对事件内在发展规律的结果输出,辅助科学决策。

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