广东警官学院 广东广州 510440
摘 要：伴随近些年我国社会经济的发展和科学技术水平的提升，使得各行业中对于高新技术的应用程度也随之加深。本文以无人机设备为立足点，对该项设备在公安部门相关人员处理侦查搜捕、消防救援两个方面的应用情况进行研究。目的：通过研究热成像仪装载在无人机上协助配合警察完成不同条件下的多样化任务需求。即对热成像仪无人机在公安领域主要为侦查搜捕、紧急救援两个方面进行探讨研究。结论：无人机能够运用于我国公安领域，能够很好的发挥科技强警的利剑作用，帮助我国公安技术再上一个台阶。
关键词：热成像仪、无人机 侦查搜捕、消防救援、公安领域
搭载强大摄像器材的无人机在公安业务领域逐渐应用广泛，其在多方面提高了营救搜捕的效率，极大地节省了警力，然而因为光线与遮挡物的干扰，使其存在不小的局限性，所以把热成像设备与无人机结合，利用热成像设备能显示环境中的热量分布，使无人机在夜晚、浓烟浓雾以及建筑物植被的遮挡下依然可发现被搜索者，使公安搜捕营救工作在不同环境下能避开短板，满足其多样化任务需求，对提高公安业务效率、解放警力有着积极意义。
1 实验原理
热成像仪具有红外能量探测系统，此系统能捕获任何高于绝对零度（-273℃）的物体所激发的红外发射能量，把能量分布反映到光敏元件，然后通过电信号在显示屏上显示红外热成像图，图中红外热量分布和环境中物体红外能量分布吻合。
2 实验
通过空白对照实验，对比不同条件下热成像仪无人机的不同效果跟作用。
本实验共分为两个分实验，分实验一主要是对比了不同烟雾浓度后普通相机与热成像仪相机拍摄得到的照片的不同效果。分实验二主要是对比了有无障碍物对热成像仪无人机拍摄得到的照片的不同影响。
该实验的条件：
①室外环境飞行，远离信号发射塔、高压电线、金属的大桥或者塔尖等信号干扰源。
②非限高区域内，非禁飞区边缘。
③非雨雾环境、三级以上的风、正午阳光普照；飞行线路上无电线、电线杠。
④不贴水面或草地飞行；飞行距离不超出无人机航程。
该实验使用的材料：无人机飞手、大疆“御”Mavic 2行业版、手机一部、烟饼。
2.1实验步骤
分实验一：热成像仪无人机在公安消防救援方面的应用
①营造一个无烟对照组现场：直接利用去到房间的现场，视野清晰，空旷。
②模拟被困人员：将两名实验人员行至房间内，蹲在垂直距离门口三米远的位置上。
③固定无人机飞行位置：在距门口3米处，将无人机悬停于距离地面3米悬空飞行位置。
④切换模式进行拍摄：使用普通相机模式在门口处向室内方向拍摄得到一张照片（图1）然后保持其他条件不变的情况下，将无人机切换成红外热成像摄影模式拍摄得到一张照片（图2）
⑤营造一个浓烟滚滚的现场：于无烟现场房间门旁两边放置四个烟饼，点燃并等待2分钟后烟雾开始变得浓厚，视野模糊，分辨率低。
⑥使用相同的方法拍摄得到浓烟后的普通相机模式照片（图3）、红外热像仪模式照片（图4）
⑦模拟被困人员站立情况：在前面浓烟现场的前提下，其他条件不变，让两名实验人员站立，使用普通相机模式照片（图5）、红外热像仪模式照片（图6）
分实验二：热成像仪无人机在公安侦查搜捕领域的应用
①寻找一处空旷的场地：于离市中心较远的地方寻找一处废弃的工地。
②模拟罪犯逃串:将3名实验人员，其中三名人员站于空地上的同一处位置，站立于离另外两位人员7米的空旷工地上。
③启动无人机：将热成像仪无人机启动并飞至距工地地面25米高的上空悬空飞行，并遥控无人机上摄像头朝地面移动直到把两名实验人员出现在图像的中央位置。之后固定住无人机此时的位置和摄像头的方向。
④切换无人机的两种模式进行拍摄：使用普通相机模式拍摄得到一张照片（图7）然后保持其他条件不变的情况下，立即将无人机切换成红外热成像摄影模式拍摄得到一张照片（图8）。
⑤寻找一处有障碍物的场地：于附近找到了一处繁茂的森林。
⑥模拟逃犯藏匿于树林下：将一名实验人员躲避于森林树下，并保持站立不动。
⑦使用相同的条件，使用普通相机模式拍摄得到一张照片（图9）然后保持其他条件不变的情况下，立即将无人机切换成红外热成像摄影模式拍摄得到一张照片（图10）。
（二）实验结果
分实验一,观察对比图1到图6，可以明显分辨出普通拍照模式下和热成像仪模式下得到的照片的不同效果
分实验二,观察对比图7到图10，可以明显分辨夜晚用普通拍照模式下和热成像仪模式下得到的照片的不同效果。
2.3实验分析
分实验一：通过三组普通相机模式和热成像仪模式下拍摄得到的照片结果对比分析，以及讨论与研究后，在浓烟后使用普通相机拍摄得到的图片是充斥着白色的浓烟，图片模糊不清、分辨率低，完全看不见烟雾后的人。但是于浓烟后将无人机切换至热成像仪模式后，效果很好，可以看到普通相机拍摄不到的物体，可以透过浓浓的白烟看到人的形态清晰，而且还可分辨人的姿态、状态还有动作。
分实验二：通过两组普通相机模式和热成像仪模式下拍摄得到的照片结果对比分析，以及讨论与研究后，夜晚中无人机使用普通相机模式下，在空旷或是有障碍物的地方是很难看得到藏匿或逃串的人的，但是切换成热成像仪模式后，能明显看到有人的形态热源存在，能够很清晰确定三人所处的位置及其相对空间关系。同时，人藏匿于障碍物后，对于无人机的热成像仪模式下的效果是有一定的影响的，不像在空旷地上没有障碍物时拍摄得那么清晰明显，显然，有无障碍物对热成像仪的热源拍摄是有一定的影响的。
3 结论
热成像仪对处于暗弱光线情况下的人体能很好地捕获其红外能量，无论是被浓烟遮挡，还是黑夜时缺少自然光，都能确定被搜索者方位，状态，能避开单一光学摄像的短板，能够弥补公安工作在黑夜开展难、耗费人力物力大的缺点，能更快更迅速的找到嫌疑人或者被困人员，可以短时间、高效率的找人、救人，这与消防救援和侦查搜捕的及时性完全符合，再将其与无人机结合，可以把热成像仪的可视广度、高度大大提高还有移动速度大大加快，所以把热成像仪和无人机相结合，最后再应用到能让公安领域中侦查搜捕、消防救援的工作中，这将能大幅提高侦查搜捕效率，可极大解放警力，使公安工作进一步朝着高效化、无人化、智能化、一体化发展。
参 考 文 献：
[1] 赵晓轩,周利祥（南昌市公安局科技信息化支队,南昌 2016-05-01
[2] 林琦，虞 悦（南京森林警察学院，江苏 南京 210000）无人机在公安侦查中的应用与探讨期刊科技视界 2016-01-15
[3] 王思泉( 中国人民公安大学，北京 100038) 多旋翼无人机在我国边疆反恐处突中的应用期刊 云南警官学院学报 2018-07-25
[4] 本刊编辑部无人机——展开救援新思路期刊防灾博览 2018-10-18
论文作者:郑鸿彬,廖天, 蔡运才
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/29
标签：无人机论文; 成像仪论文; 模式论文; 公安论文; 相机论文; 浓烟论文; 人员论文; 《科学与技术》2019年第09期论文;