红外热像仪在机器人和无人机等机器视觉领域的应用

近年来随着红外热成像技术的不断创新与发展，红外热像仪在电力、铁路、工业、医疗等领域的应用越来越广泛，无人机、智能机器人的广泛应用及其与红外热像仪的结合，更是让红外热像仪的应用得到了极大的拓展，使得红外热成像技术在电力电网巡检、森林防火救灾、太阳能及风力发电系统质量检查及维护、建筑工地测量等方面发挥着更深入、更重要的作用。

搭载了红外热像仪的巡检机器人集图像音视频采集、分析，全方位激光扫描及热成像技术等多种传感器应用于一体，可对现场情况进行精准检测，并进行异常报警。巡检机器人搭载红外热像仪主要应用于变电站监控、油气田无人值守监控、危化品仓库监控、生产车间和仓储货架等防火防爆监控、防止入侵等，还可以应用于平安城市和智慧园区建设，在平安城市及楼宇地产领域，机场、高铁站等场合可使用巡检机器人搭载红外热像仪进行夜间巡逻，防止禁区非法闯入、夜晚异常行为监控等。T型双光红外热像仪、双光防爆筒型热像仪广泛应用于搭载各类巡检机器人，测温精准，高效可靠。

无人机可搭载红外热像仪和可见光相机进行航拍，红外热像仪可通过接收物体自身散发出的热辐射，将其转化为红外温度信息，对被测物体的温度进行成像处理，能提供比可见光相机更多的信息，搭载了红外热像仪的无人机能将无人机航拍发挥的作用发挥到极致。如电力电网巡检方面，无人机搭载红外热像仪可无视恶劣地形及雾霾天气等，实时检测户外电网电塔等大型设备的工作状态，及时发现隐患故障；林业部门运用无人机载红外热像仪进行森林防火监测，及时发现高温火苗或燃烧点，将森林火灾扼杀在萌芽之中；在环保行业，工业污水温度比河水温度高，环保部门可采用无人机搭载热像仪，在白天夜晚均可直观地发现污水排放情况；在农业领域，使用机载热像仪拍摄检测地表和作物温度，了解灌溉

情况甚至是农作物病虫害等等。机载红外热像仪专为微型无人机设计，重量115g，支持全局温度高速录制，测温精确。

一、机器人搭载热像仪助力电力电网巡检

电力巡检机器人主要用于户外变电站，可携带红外热像仪、可见光CCD等电站设备相关检测设备，一般可集平面探测器、无轨化激光导航定位、红外测温、智能读表、图像识别等核心技术于一体，对输变电设备进行全天候巡检、数据采集、视频监控、湿温度测量、气压监测等，提高输变电内设备的安全运行，同时生成分析检验报告。通过自主遥控，可对户外高压设备进行巡检，可以部分代替操作者在特定时间进行设备检查，及时发现电力设备的热缺陷，在发生异常紧急情况时，智能巡检机器人可作为移动式监控平台，代替人工及时查明设备故障，甚至是代替人工进行故障检修作业，降低人员的安全风险。

智能机器人的工作模式包括可见光检测、红外检测和全方位检测，可见光检测主要为白天，红外检测主要为夜间，所有检测主要为实际测试需要同时进行可见光和红外检测。电力巡检机器人需要整天对变电站设备的工作状态进行检测，目前，变电站巡检机器人在检测各种设备的工作状态时，利用待检测设备的实时图像与设备的模板图像进行登记，并在采集的图像中标记待检测设备的区域，以便准确识别设备状态。

传统的电力巡检过程中，操作人员主要通过观察、触摸、倾听、嗅闻等感官或仪器进行现场设备检查，判断设备运行状态，检测实际效果跟检验人员的专业素养及其工作状态有关，存在一定的误差、缺陷漏洞等，使用智能巡检机器人就可以避免这些误差漏洞。另外，遇到极端天气、恶劣地形环境、有毒有害气体、易燃易爆情况等，都对人工巡检的安全存在极大隐患。使用搭载了防爆型热像仪

的防爆型机器人可无视易燃易爆、有毒有害气体，可以在恶劣条件下使用，同时传输红外和可见光图像，支持预警模式，它可通过采集和识别图像，温度参数实现异常报警功能，对有毒有害、可燃易爆气体进行实时检测，及时发现的异常，有效解放人力弥补了人工巡检的不足，提高设备运行维护效率，大大节约了成本减少了损失，避免安全隐患带来的人员伤亡，实现无人值守管理模式的运行维护有效性，提高设备和电网的安全水平。

另外，室内轨道机器人搭载热像仪可应用于电解槽生产监控及故障检测，危化品仓库监控、生产车间和仓储货架等，可实现生产及仓储的24小时不间断监控检测，提高检测的效率及安全性。

二、无人机搭载热像仪助力电力电网巡检

我国国土面积辽阔，地形和气候复杂多变，呈现丘陵多、平原少的特点，因此远距离电网建设难度大，加上建成后的维护与保养，如果仅依靠常规检测和测试手段，并不能满足高效快速的要求，最终结果也不尽如人意。无人机搭载热像仪及其他传感器，则能够很好地完成电力巡检和建设规划任务。由于无人机成本低、机动性能好、安全性好，应用场合广，能够执行低能见度、低云层的低空飞行，能够无视恶劣气候和地形进行航拍作业，加快作业进度和效率，因此，无人机载红外热像仪在电力电网巡检中的作用非常可观。

红外热成像可用于寻找导致电气和机械装置故障的异常热区。传统的人工电力巡检方式效率低下，且在极端天气地形下难以作业，而无人机搭载热像仪实现了电子化、信息化、智能化，可在离导线10-30米范围内360°俯拍，图像实时传回地面接收站，同时可实现相机端本地存储，而且能在山林等人员难以到达的区域或者雾霾天气进行巡检。热像仪能快速发现线路中温度异常部位并保存相应

的红外图片及视频资料，通知相关维护人员及时进行修理。机载热像仪检作业适应性强准确性高，具有速度快、效率高、反应迅速、发现及时等优点，避免了人工作业的视野盲区，以360°全视角巡检，及时提供准确信息，不仅提高了电力线路巡检的工作效率，大大减轻了电力服务人员的工作负荷，而且降低了可能发生的人员危险机率和电力设备的维护成本，提高电网的安全性和可靠性。

三、无人机搭载热像仪对光伏电站太阳能电池检测

太阳能是最丰富的、最易开发利用的资源，太阳能发电得到广泛应用，有效解决了能源紧张和缓解温室效应、全球变暖等问题。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。现在光伏发电越来越多，由于材料的老化，或者环境等原因，光伏发电在后期的维护需要消耗非常大的人力成本，如果在光伏发电领域，利用无人机配备红外热像仪，从上万张太阳能电池模块中检测出异常发热点。当太阳能电池板通反向电流时，电池板会发热，电池板缺陷部分阻抗比较大，使得其发热量大，通过红外热像仪搭载无人机可检测太阳能电池板的热区和冷区，通常情况下，过热区域是太阳能电池板的缺陷故障所在，过冷区为短路区域。与工作人员利用测量仪器逐一检查模块相比，使用机载红外热像仪检测太阳能电池板不仅可以大幅削减人工费用，还在很大程度上减少了由于人员疲劳所致的检测遗漏，提高监测效率。还可同时提供红外和可见光模块，配备GPS定位，可更直观定位故障点。

T型双光源红外热像仪应用于巡检机器人

双光防爆型红外热像仪应用于巡检机器人

无人机载热像仪拍摄的电网电塔红外图

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