使用FLIRT640bx熱像儀實(shí)現(xiàn)對(duì)熱成像無(wú)人機(jī)的空中記錄 用于檢測(cè)光伏系統(tǒng)和消防執(zhí)法等領(lǐng)域

使用FLIRT640bx熱像儀實(shí)現(xiàn)對(duì)熱成像無(wú)人機(jī)的空中記錄 用于檢測(cè)光伏系統(tǒng)和消防執(zhí)法等領(lǐng)域

最近幾十年來(lái)，熱成像已經(jīng)成為工業(yè)和建筑行業(yè)的一個(gè)重要話題。該領(lǐng)域的一項(xiàng)最新發(fā)展包括空中熱成像檢測(cè)。熱像儀與無(wú)人駕駛飛機(jī)相結(jié)合，尤其能夠用于 檢測(cè)光伏系統(tǒng)。同時(shí)，熱成像無(wú)人機(jī)還可對(duì)無(wú)法靠近的建筑或電線進(jìn)行熱成像檢測(cè)，可應(yīng)用于消防和執(zhí)法工作。這項(xiàng)技術(shù)還可用于其他工業(yè)領(lǐng)域：研發(fā)、領(lǐng)先的航空 考古學(xué)，或?qū)ψ匀患皠?dòng)物的觀察。 　

　使用無(wú)人駕駛飛機(jī)之前，只能從海拔較高的位置和建筑通過(guò)空中工具或可升降的攝影三腳架，對(duì)大型光伏系統(tǒng)全貌進(jìn)行熱像檢測(cè)，但所耗精力極大，且極 不靈活。瑞士emitec Messtechnik AG公司的Beni Riedi對(duì)此非常不滿，因此提出使用熱像儀無(wú)人駕駛飛機(jī)來(lái)檢測(cè)光伏系統(tǒng)和大型建筑。

　Emitec提供的測(cè)量和測(cè)試方案 Emitec有三個(gè)部門(mén)：數(shù)據(jù)通信部（測(cè)量、記錄、分析、優(yōu) 化、測(cè)試和管理網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)用），工業(yè)部（EMC測(cè)量技術(shù)、HF、熱成像、輸出、信號(hào)分析、數(shù)據(jù)記錄和實(shí)驗(yàn)室）和mesomatic纖維光學(xué)設(shè)備部（纖維光學(xué) 設(shè)備的測(cè)量和拼接技術(shù)、光學(xué)構(gòu)件和有線電視），公司提供的所有商業(yè)總測(cè)方案都來(lái)自一個(gè)地方。公司代理了50多家全球知名制造商，其中有熱像儀FLIR系統(tǒng) 的全球領(lǐng)先者提供的熱像方案。 　　

將概念轉(zhuǎn)化為實(shí)物 談到熱成像，Beni Riedi就想起全系列的高端熱像儀。他解釋道，“由于范圍較廣，距離較遠(yuǎn)，我們意識(shí)到只能使用具有高分辨率的高端熱像儀。飛行解決方案必須可靠。”因 此，他需要一位能夠勝任的合作伙伴負(fù)責(zé)無(wú)人駕駛飛機(jī)。后來(lái)他在Helipro GmbH找到一位快速簡(jiǎn)單空中記錄方面的專家。Helipro的Marc Baumann解釋道，“我們的無(wú)人駕駛飛機(jī)使用電動(dòng)機(jī)在空中盤(pán)旋，由于重量輕，所以有蜂鳥(niǎo)的飛行特征，因此，從新角度和150多米的高處實(shí)現(xiàn)空中記錄是 很有可能的。

高清(HD)視頻向地傳輸

無(wú)人駕駛飛機(jī)使用高清視頻向地傳輸將現(xiàn)場(chǎng)熱圖像發(fā)送 到一個(gè)或更多監(jiān)控儀（如，發(fā)給熱像儀的監(jiān)控儀，同時(shí)發(fā)給控制無(wú)人駕駛飛機(jī)的工作人員的個(gè)人平板電腦）。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，Emitec和Helipro的整 體方案使用了熱像儀的HDMI端口及其高清向地傳輸方案，將整個(gè)飛行過(guò)程中連續(xù)的非輻射紅外視頻以高清品質(zhì)傳輸過(guò)去，若有要求，還可傳輸MSX圖像。他完 全有理由感到自豪：“這種品質(zhì)的圖像全世界絕無(wú)僅有”。Emitec和Helipro的整體方案還使用了控制熱像儀的一種先進(jìn)方案，包括拍攝視頻記錄的同 時(shí)拍攝全輻射熱圖像。 　　

空中熱成像服務(wù) Emitec和Helipro開(kāi)發(fā)的熱成像無(wú)人駕駛飛機(jī)的第一位客戶是來(lái)自瑞典 Kruger+CO.AG公司的Rolf Rutzer。公司希望借助此款飛機(jī)奠定自身的技術(shù)領(lǐng)先地位，同時(shí)擴(kuò)展公司服務(wù)領(lǐng)域。Kruger+CO.AG最初成立時(shí)，是一家小型工程公司，現(xiàn)在已擁 有250多名員工。這個(gè)公司是建筑供暖/干燥、水漬、泄漏檢查、建筑物理和空調(diào)設(shè)備等的制造商和服務(wù)提供商。Rolf Rutzer解釋道，“通過(guò)熱成像無(wú)人駕駛飛機(jī)，我們可以為客戶提供大型建筑和光伏系統(tǒng)的檢測(cè)服務(wù)，這在之前是難以想象的。熱成像無(wú)人駕駛飛機(jī)提供的質(zhì)量 保證、維修檢查和基本事件方面的結(jié)果可靠、有價(jià)值。這樣一來(lái)，在保證生態(tài)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的同時(shí)，還可擴(kuò)展客戶價(jià)值鏈，為其增加了一個(gè)重要元素。”

切不可忽視維護(hù)的作用 每個(gè)中型或大型光伏系統(tǒng)每年至少要檢測(cè)一次。因此，安裝過(guò)程中可檢測(cè)到任何存在故障的模塊組，保修服務(wù)也可及時(shí)跟進(jìn)。其中故障模塊組包括制造故障或運(yùn)輸 過(guò)程中造成的損壞。確保整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中保持一定的效率，同時(shí)替換任何故障模塊組具有同等重要的作用。因此，無(wú)論是故障還是天氣因素造成的任何損害， 都可迅速修復(fù)。 無(wú)人駕駛飛機(jī)非常有效，尤其是配有大量模塊組的大型區(qū)域必須檢測(cè)的情況下。例如，如果倉(cāng)庫(kù)屋頂?shù)奶?yáng)電池板出現(xiàn)問(wèn)題，用量表逐個(gè)模塊組檢測(cè)則會(huì)浪費(fèi)太多精力。而使用熱成像則非常理想，因?yàn)楣夥K組出錯(cuò)通常都擁有相對(duì)較高的溫差，即10-20k（=℃）。

高端熱像儀 為了在特定距離進(jìn)行檢測(cè)，Beni Riedi要求用一臺(tái)具有高質(zhì)量、高分辨率的熱像儀。因此，Emitec選擇了FLIR T640bx。它的探測(cè)器分辨率較高，像素為640 × 480，不僅圖像清晰，細(xì)節(jié)突出，而且始終是連續(xù)自動(dòng)調(diào)焦，這對(duì)保證熱圖像視頻流的清晰度具有重要作用，因?yàn)闊o(wú)人駕駛飛機(jī)的飛行海拔一直都處于變動(dòng)之中。 其他功能還包括：熱像儀取景器、集成GPS、指南針、實(shí)時(shí)譜線分布圖、圖像繪圖（熱圖像和可見(jiàn)光圖像）、MPEG4、WLAN、Meterlink、熱融 合、畫(huà)中畫(huà)和圖像增強(qiáng)功能MSX。通過(guò)增強(qiáng)功能MSX，將可見(jiàn)光數(shù)碼圖像上的細(xì)節(jié)在紅外熱圖像上凸顯出來(lái)。 　　

整體服務(wù)方案包括無(wú)人駕駛飛機(jī)、熱像儀、鏡頭、軟件和培訓(xùn) 整體服務(wù)方案中提供有熱成像無(wú)人駕駛飛機(jī)，即，包括飛行設(shè)備和FLIR T640bx熱像儀。熱像儀配備25°標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，在空中的視覺(jué)效果特別好。此外，還包括45°廣角鏡頭，可用來(lái)獲得更廣的熱視場(chǎng)角。一旦發(fā)現(xiàn)某些問(wèn)題區(qū) 域，無(wú)人駕駛飛機(jī)就會(huì)在海拔較高的地方用15°變焦鏡頭記錄下問(wèn)題所在點(diǎn)。由于問(wèn)題總是出現(xiàn)在小區(qū)域內(nèi)，飛行設(shè)備必須保持在特定距離內(nèi)，所以變焦鏡頭用來(lái) 檢測(cè)電線也是非常有用的。 　

軟件和培訓(xùn)必不可少

整體服務(wù)方案包括提供分析軟件和為期三天的培 訓(xùn)。前兩天，來(lái)自Helipro的Marc Baumann會(huì)通過(guò)理論和實(shí)踐的方式介紹無(wú)人駕駛飛機(jī)技術(shù)和操控，使用戶能夠安全控制飛行設(shè)備，這是熱成像無(wú)人駕駛飛機(jī)眾多承保范圍中的一項(xiàng)關(guān)鍵要求。 第三天，來(lái)自依米泰克的Beni Riedi會(huì)向用戶介紹熱像儀和軟件技術(shù)，其中用戶應(yīng)進(jìn)行認(rèn)證或者至少經(jīng)過(guò)一定的熱成像專家培訓(xùn)。 　

天氣的處理和影響

 當(dāng)然，無(wú)人駕駛飛機(jī)的使用有些受限。下雪、下雨或強(qiáng)風(fēng)天氣時(shí)，不能使用系統(tǒng)。Beni Riedi解釋道：“另外補(bǔ)充一點(diǎn)，風(fēng)對(duì)建筑的熱像檢查總體上具有不利影響，因?yàn)轱L(fēng)會(huì)冷卻建筑外表，因此會(huì)改變最終結(jié)果。”此外，熱像儀及飛機(jī)只能在一定 范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以避免熱像儀直接面對(duì)太陽(yáng)，避免探測(cè)器受損。Helipro建議無(wú)人駕駛飛機(jī)工作一段時(shí)間，暫停使用6個(gè)月，以確保它運(yùn)行正常。FLIR熱像 儀一般不需要維護(hù)，但Beni Riedi建議Emitec每年檢查、重新校準(zhǔn)熱像儀，更新軟件一次。 　

普遍適用

 設(shè)計(jì)熱成像無(wú)人駕駛飛機(jī)時(shí)的重點(diǎn)在于，要全年都能使用熱像儀，且使用起來(lái)非常靈活。這一目標(biāo)必須通過(guò)模塊化結(jié)構(gòu)加以實(shí)現(xiàn)：雖然為了安全使用，熱像儀與無(wú) 人駕駛飛機(jī)緊緊固定在一起，還用金屬綁著特定控制方案和高清視頻向地傳輸功能，但熱像儀可迅速移除，并握在手里拍攝。雖然炎熱季節(jié)總要檢測(cè)光伏系統(tǒng)，但寒 冷季節(jié)時(shí)，建筑行業(yè)首先出現(xiàn)熱量流失，所以無(wú)人駕駛飛機(jī)的兩個(gè)首要應(yīng)用領(lǐng)域（光伏系統(tǒng)和建筑熱像）可互相補(bǔ)充。這些熱成像無(wú)人駕駛飛機(jī)由于需求高，所以其 投資成本很快就能收回。 　

總結(jié)

得益于熱像無(wú)人駕駛飛機(jī)，Emitec，F(xiàn)LIR系統(tǒng)和 Helipro可提供高效率、高科技檢測(cè)技術(shù)。光伏系統(tǒng)的操作人員和大型建筑的所有者通過(guò)專業(yè)服務(wù)提供商使用這些系統(tǒng)后，可大大受益。經(jīng)證明，各參與公司 都在此領(lǐng)域體現(xiàn)了高水平、高能力，為市場(chǎng)增加了一種劃時(shí)代服務(wù)。