SWIR图像传感器在消防活动中的应用

解决烟雾导致的视野不佳问题

课题

火灾发生时，建筑物和走廊内通常会充斥大量烟雾，导致视野被遮挡，看不清眼前的状况。这种情况会妨碍救援和灭火活动。

提案

SWIR图像传感器相比一般的可见光图像传感器，能够捕捉波长更长的光。长波长的光不易受到烟雾微粒的影响而发生散射，具有较高的透射性。
因此，在充斥着烟雾的建筑物内部，可见光传感器的视野会受阻，而使用SWIR图像传感器能减轻烟雾的影响，让对象物更加清晰可见。例如，当消防员在火灾现场救火时，搭载SWIR图像传感器的相机可以助其准确把握周围状况。

【拍摄事例】

以下是将可见光相机、NIR（近红外）相机、SWIR（短波红外）相机、LWIR（远红外）相机4台相机并排摆放，同时拍摄得到的实验影像。在毛毯燃烧的烟雾中，拍摄了盒子里的时钟、金属上的文字、面板等被摄体。拍摄时使用波长范围包括可见光和红外线的卤素灯对被摄体进行照射。
SWIR相机配备了1550nm的带通滤光片，用来捕捉易于穿透烟雾的长波长的光。

【拍摄结果】

可见光相机受烟雾影响，难以捕捉到被摄体。
NIR相机可透过一定程度的烟雾观察被摄体，但当烟雾量增加时，能见度会下降。
LWIR相机主要检测产生的热量，因此难以捕捉被摄体的细节，例如时钟的指针、面板的素材等。并且，当带有热量的烟雾移动时，受到烟雾自身热量的影响，图像会出现变形难以分辨。
而SWIR相机能将烟雾影响造成的能见度下降问题控制在较小程度，同时还能捕捉到素材差异、凹凸等被摄体的细节。

如上所述，SWIR图像传感器可减轻火灾时烟雾导致的视野不佳，从而有效用于火灾现场的状况确认。

掌握森林火灾的状况

课题

发生山火等大规模森林火灾时，通常会在无人机或消防直升机上搭载相机，以便高效率地把握大范围的火灾状况、协助开展灭火活动。但是，使用普通的可见光相机时，由于视野被烟雾遮挡，再加上周围草木的影响，火势的蔓延情况难以得到确认，可以想象，这种情况下很难准确断定火源位置。

提案

SWIR图像传感器可以捕捉到火发出的SWIR光。虽然受周边颜色干扰，在可见光下无法判断是否真有火焰在燃烧，但SWIR图像传感器可以清晰地检测出来。另外，SWIR光不易受烟雾影响而发生散射，具有较高的透射性，因此可缓解烟雾导致的能见度恶化问题。

【拍摄事例】

下面是分别用可见光相机和SWIR相机拍摄的山火燃烧视频。其中SWIR相机是搭配1550nm带通滤光片拍摄的。火灾发生时，火源会发出非常强烈的SWIR光。为减少因此而出现的光晕（亮度过高导致的图像模糊、高光溢出）现象，拍摄时通过控制曝光时间调整了传感器接收的光量。

【拍摄结果】

可见光相机因为烟雾影响视野，再加上草木的干扰，很难清晰捕捉到火源。
SWIR相机则不易受到烟雾的影响，能捕捉到较为隐蔽的火源和火势蔓延的详细情况。

如上所述，SWIR图像传感器可与无人机等设备进行搭配，用于掌握森林火灾的状况。

如对SWIR图像传感器的应用感兴趣，欢迎点击此处咨询。