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每次进小区,我都被人用“枪”指着头|一文看懂红外热成像技术

iot101君
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2020-02-21 17:22:56 来源: 高德红外、虎嗅APP、海康威视热成像等

出门就感觉自己在演“无间道”,出街就感觉自己是刘德华。

回京20天后,iot101君已经和小区门口防疫点的大哥大姐们形成了非同寻常的默契。

每次进门,无需言语,只要一个眼神,我便会老老实实站到离他们1米左右的地方,乖乖低头,大哥大姐举起手里的白色小枪,对准我的额头,按下“扳机”.....

当然,这把枪并不是什么杀伤性武器,而是能够快速测量体温的“额温枪”

在看过我的体温示数和临时出入证后,大哥大姐豪气的一摆手,示意——可以进了。

我也冲这群顶着寒风冒着严寒奋战在防疫一线的工作人员点点头,示以自己的感谢和敬意。

每次的测温仪式,恐怕就是我和大哥大姐们在这场“抗疫”战争中结下的革命友谊

相信大家也都和我一样,不论是进小区、办公楼还是车站、机场,都需要测量体温。

就像某位有才的网友在表情包里说的那样——出门就感觉自己在演“无间道”,出街就感觉自己是刘德华。

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从当前疫情的各项症状来看,虽然“发热”并不是判断感染新冠肺炎的绝对指标,钟南山院士团队发布的论文甚至专门指出很多病例在就诊时没有发烧,但“发热”这一症状,仍然是各基层医院和特殊公共场所出入口(特别是缺少试剂盒情况下)用于初步判断是否感染病毒的重要参考。

换言之——体温检测是疫情检测的第一关口。

于是,额温枪成为继口罩、酒精、消毒水等防疫物资之后又一紧俏产品,多地出现“一枪难求”的现象。

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市面上常见的额温枪虽然便携好用,但也存在一个显而易见的缺点,那就是一次只能检测一个人。对于小区、办公楼这样人员出入有限的场所尚且适用,对于像机场、车站这类拥有巨大客流的场所就有点儿不够看了。

升级版的额温枪——红外体温热像仪则能有效解决这一问题,具有非接触、远距离、大面积、快速筛查体温等优点。

一位做热红外成像仪器的行业人士曾经向虎嗅的记者做了非常形象的解释——比起市面上的“额温枪”“耳温枪”,热成像测温就像是“在人群中多看了你一眼,然后你的体温就被记录下来了”,既不用机器接触,也没有人工干预。

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密集人流全自动无感通关,一旦发现体温异常者,仪器将自动显示并实时报警。这无疑将大大提高筛查效率,意味着在人流密集的地方能够进行大规模快速筛查并减少暴露危险。

无论是红外额温枪还是红外体温热像仪,都用到了一种共性技术——“红外热成像技术”。

科学家研究发现,任何温度高于绝对零度的物体都在不停地发射红外辐射(热辐射)。

绝对零度有多低呢?-273.15℃

又根据热力学第三定律,绝对零度是不存在的,所以世界上的所有物体都能发出红外线,我们人体就是就是一个自然的生物红外辐射源。

红外辐射是一种电磁波,波长范围为在0.7um~1000um,人眼看不见,且不同温度对外辐射的波长不一样。

吸收红外辐射后,热敏感材料(探测器)温度会升高,热成像设备进而根据相应的温升情况进行计算得到对应的温度信息。

然后,再将检测到的物体表面温度分布转换成人眼可见的图像,并以不同颜色显示物体表面温度分布即可。

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热成像波段及成像展示

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红外热成像仪原理

早在这次疫情爆发之前,医学上运用的红外热成像进行辅助诊断其实已经相当成熟了。

当人体某处发生疾病或功能改变时,该处血流量会相应发生变化,导致人体局部温度改变,表现为温度偏高或偏低。

根据这一原理,通过热成像系统采集人体红外辐射,并形成伪色彩热图,利用专用分析软件,经专业医师对热图分析,判断出人体病灶的部位、疾病的性质和病变的程度,为临床诊断提供可靠依据。

为了便于大家记忆,用一张图总结一下红外体温热像仪、额温枪和传统水银温度计的差别。

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图片来源:高德红外

红外热成像测温仪看起来功能异常强大,但人们最关心的问题却是——这种测温方法靠谱吗?准确吗?

不得不说,虽然利用热红外成像技术可以让我们轻松“检测”发热点,但是它也存在一些缺陷。

首先是环境温度对热红外测温仪的精确度可能存在影响。

尤其疫情爆发时正值冬天,北方的低温对测温设备的精确度提出了考验;另外,在室外环境下,人体体表的温度由于风吹日晒等的影响,也反馈不了正常的体温。

所以,热成像人体测温一般建议在室内相对稳定的环境下使用。若无合适的室内环境,建议在室内室外直通区域、室外门口区域等搭建测温通道,人工制造一个相对稳定的测温环境。

第二,目标距离对测量精度也有影响。

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热辐射传播衰减示意

从热成像原理可知,由于是接收物体的热辐射,而热辐射会随着距离衰减,所以距离越远,检测到的物体的热辐射会越小,体温也会越低。

这就好比围坐在火炉旁,离得越远的往往越感受不到热量。

所以,热成像做体温筛检,都会有个推荐距离,原因是如果距离过远,则会出现测温数值偏低,导致测量不准确。

第三,传统红外热成像测温仪存在误识别其他高温物体。

举个典型的例子,比如你手里拿着手机走在地铁里,边走边看,而你的手机已经使用了较长时间,散热又不够好,手机发热严重,这时仪器就有可能把检测到的你手机的温度当成你的体温。

类似问题怎么解决呢?这就到了AI技术大显身手的时候,不少企业正在尝试将面部识别AI算法与红外测温技术相结合。

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一家创业公司研发的AI红外测温产品

具体来说,首先通过人脸识别摄像头找到测试区域,然后将其映射到热成像摄像头中;接下来,要取出这片区域的温度,通过一定补偿算法来给出实际的体表温度。

比如海康威视热成像就在传统热成像的基础上进行优化,加入人脸检测技术,只检测人脸区域温度。这样就能可以避免大量的其他高温物体带来的误报影响。

除了AI,各大科技公司也是各显神通,分别用5G、无人机技术给测温提供助力。

目前,中国移动和中国联通已经在一些地区部署5G红外测温系统,可在人员密集公共场所及高危区域高效快速、精准的进行体温筛查。该服务主要采用快速热成像技术配合环境数据算法,在收集到体温数据后通过5G网络高速回传监控中心联动执勤,可实现快速精准体温筛查。

DJI大疆行业应用则推出无人机体温测量应急解决方案,利用一根棉花棒的简单改装将御2行业双光版无人机在规范条件下的体温测量精度提升到±0.5度,旨在帮助防疫前线人员轻松部署无接触体温测量工作。

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科技的力量有限,虽不是救世主,但也不应被低估。无数科技企业正在前赴后继为“抗疫”贡献自己的一份力量。

这场“战疫”,我们一定能赢!

最后,附部分国内知名红外体温检测仪制造企业:

武汉高德红外股份有限公司

截至目前,已有近2000余台高德红外人体测温产品安装到了包括武汉天河机场、武汉高铁站、湖北省人民医院、北京大兴国际机场、成都双流机场、成都东站、广州白云机场等在内的人流密集公共场所。

杭州海康威视数字技术股份有限公司

海康威视于2008年开始热成像技术研发,并在2016年推出全系列热成像产品。1月22日,在获悉湖北红外测温仪仍存在短缺情况后,海康威视连夜调拨40台红外测温设备驰援武汉。该批产品已被安装在武汉市第七医院等地,协助进行高精度体温筛检。后续,海康威视陆续推出了适合多种场景的测温方案,并把价格控制在两三千到万元,做到即使小批量订单也做到随时发货。

武汉华中数控股份有限公司

华中数控在该领域长期耕耘,产品早在2003年非典就发挥重要作用,有近二十年历史,年销售收入在3000万元左右,国内市占率一直排名靠前。据悉,华中数控也负责了武汉雷神山医院“红外热成像智能体温检测系统”的主调试维护,同时国家工信部给与华中数控900台红外体温监测仪的生产任务。

烟台艾睿光电科技有限公司

科创板企业睿创微纳的子公司烟台艾睿光电生产的在线式精确测温红外热像仪测温精度达±0.3℃,能在机场、火车站等公共场所快速筛查疫情发热人群。其生产的AT300在线式精确测温红外热像仪和LT384网络型测温红外热像仪,目前已部署于机场、火车站、地铁、医院、学校等交通枢纽和公共场所。

浙江大立科技股份有限公司

大立科技是专业从事非制冷红外焦平面探测器、红外热成像系统、智能巡检机器人、惯性导航光电产品研制的高新技术企业。是国内少数技术自主可控、完全知识产权、独立研发;从生产热成像核心器件、机芯组件到整机系统制造,并具有完整产业链的专业制造商之一。1月29日,工业和信息化部电子信息司组织浙江大立科技股份有限公司尽快向疫区供货,支援疫区前线。目前,其已快速支援到武汉中南医院、无锡机场、湖州火车站、温州机场火车站、上海中心大厦、深圳证交所、深圳医院、萧山机场等地。

浙江大华股份有限公司

目前,大华超高精度人体热成像测温系统已成功在杭州东站地铁站、上海火车站、上海虹桥机场、上海浦东国际机场、石家庄地铁、上海市政府、上海市公安局、湖北汉川医院、中南大学湘雅医院、上海市胸腔科医院等落地应用。

资料来源:

1.《红外测温,加入了疫情防控战》,虎嗅APP,宇多田

2.《阻击疫情,高德红外不停步》,高德红外

3.《解读:红外热成像做体温筛检靠谱嘛?》,海康威视热成像

4.《那些走在抗“疫”前线的红外测温仪制造企业》,高工机器人,千千

5.《红外热成像这么高深的技术,搞定它只需要三分钟》,热成像资讯

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