本文摘自《模型飞行》杂志2019年5月刊，先进飞行技术专栏作者Patrick Sherman。
作为大疆与全球最大的商业热成像制造商FLIR合作的最新成果，这款产品意味着用户能够以不到3000美元拥有一套无人机热成像系统。大疆“御”Mavic 2行业双光版(以下简称“御”双光版)以低价格、低门槛成为热成像技术的突破口。
作为大疆和FLIR最新合作开发的产品，“御”Mavic 2行业双光版专为救援应灾团队提供低成本的空中热成像解决方案
尽管如此，我们仍需确保花的每一分钱物有所值。“御”双光版的功能如何，局限又是什么?为了探究这些问题，我们需要和大疆另一套热成像解决方案—经纬M200搭载禅思Zenmuse XT2云台进行对比。
禅思XT2搭载FLIR Tau2机芯，分辨率为640 × 512。而“御”双光版搭载的是FLIR Lepton机芯，分辨率为160 × 120。两者的差别决定了两种云台适用不同的任务类型。
分辨率差异
让我们先来了解一下，为什么，热成像相机和可见光相机相比，分辨率这么低。虽然640 × 512比160 × 120高出不少，但这个水平在当今手机和无人机标配的3840 × 21604K相机面前，根本不值一提。
想知道答案，我们需要重温高中物理知识。人眼之所以能分清红黄蓝绿紫，是因为这些颜色光波波长可以被视网膜的视锥细胞捕获。
相应地，人眼无法看见红外线或紫外线，是因为这些颜色的波长太短或太长。
这两张照片是同一架“御”在不同分辨率下拍摄的热成像图。上面这张由搭载Lepton机芯的“御”双光版拍摄，分辨率为160 × 120。
下面这张则是由搭载Tau2机芯的禅思XT2拍摄，分辨率为640 × 512。
这些区别绝不是小事一桩，它们对成像系统的工作原理有着现实层面的影响。尤其对于热成像相机捕捉的红外光谱来说，其超长的波长必须用面积更大的单个像素才能捕获。
单个像素面积扩大，意味着相同大小的传感器像素点更少。相同体积下的热成像和可见光相机，比如“御”双光版并排搭载的这两个，像素数量却是天差地别的。因此像“御”这种小型无人机，是不太可能搭载“高”像素热成像相机的—因为体积实在是太大了。
如何选择适合的产品呢？
究竟是购买一台“御”2行业双光版，还是开出近十倍的预算购买性能更强劲的经纬M200系列和禅思XT2套装?这完全取决于任务的性质。上文的对比照片可以看出，两款产品的成像质量有着本质区别。然而，没有人会因为单纯追求画质而花费上万美元购买一套产品。
用户必须判断一款产品能否提供其需要的信息。为了帮助大家选择，可以参考一下信息：低像素的热成像相机可判断物体是否存在，而高像素的热成像相机可显示物体细节。
比如说，你是一名救援人员，在大雪覆盖的公路上遇到一起车辆碰撞事故。车里空空如也，于是你推断司机和乘客可能被巨大的冲击力撞飞。鉴于有生还的可能，你必须迅速找到伤员，避免其因伤势过重或体温过低而死亡。
一台低像素的热成像相机，比如“御”双光版，足以快速定位生还者;但除此之外，它无法提供任何信息。比如这个伤员身高多少，衣着特征是什么，等等。可是在这种情况下，这些信息无关紧要，唯一重要的是伤员的位置。
取决于使用场景
相反地，假设你正在巡检一栋建筑物屋顶的空调机组的热交换器，需要分清同一个机械系统里的不同零件。对于这种任务来说，细节决定成败。如果整个机组在照片中糊成一团，你便无法获得需要的信息。
当然，你可以选择拉近无人机和目标的距离。但这么做不仅增加安全风险，且可能导致视距外飞行，违反相关法律法规，更别提电磁干扰会影响飞机的操控、图传和遥控信号。
记住，最好的无人机是可以随身携带，根据需求随时随地升空拍摄的无人机。“御”系列重量轻，便携性高，可以轻松塞进巡逻车的后备箱或消防车的驾驶室，随时听候差遣。而经纬M200体积大，携带不便，因此更适合提前规划好的行动。
FLIR专利的MSX技术可合成可见光和热成像图像，帮助用户轻松识别目标。在MSX图片中，树木和空调机组的细节均得到清晰呈现。
无人机任务或项目的成败，关键不在于预算或飞机的性能，而在于手头的解决方案能否及时有效地提供用户需要的信息。
多光谱动态成像(MSX)的作用
FLIR清楚地意识到，无论是640 × 512还是160 × 120都无法满足用户对现代相机的要求。另外极少有人重视的是，热成像相机在可见光环境下缺乏某些基本能力，比如无法显示路牌或危险物品容器上的警示标志等。
因此，FLIR开发了多光谱动态成像(MSX)技术并注册专利，尝试解决这个问题。说到“御”双光版搭载的4K可见光镜头，这可不是为了用户在业余时间玩一把航拍摄影配置的。MSX技术将可见光和热成像图像结合，增强图像的细节表达能力，帮助用户更好地识别物体和作业环境。
另外，MSX技术内置的实时边缘检测算法，可将检测到的边缘信息叠加到热成像图像上。如此一来，物体表面的瑕疵可视化;在边缘信息的帮助下，用户也能更轻松地识别图像中的细节。
热成像系统不是万能的
热成像系统并不是万能的，这点我们必须铭记于心。和可见光成像一样，热成像同样遵循物理原则，这也决定了其自身的局限性。举个例子，我们经常在电影和电视剧里面看到特工用热成像技术，透过墙壁监视人的活动。
然而在现实世界里，这是不可能的。比如说，可见光的确能够穿透窗户玻璃，但同样的材质却会反射出红外光子。因此不要说墙壁，热成像相机连窗户都无法透视。
但只要我们能认识到热成像的局限性，并且学会判断不同的分辨率能获取的信息，加上无人机提供的独特空中视角，我们就能凭借这项技术顺利完成各种任务。
