微型无人机经常集成可见光光谱相机和长波红外（LWIR）热成像相机，从而能够在白天和夜间条件下都具备多样化的性能。但为何这种双重能力如此关键呢？不管执行何种任务 —— 无论是导航、探测还是监测 —— 能否清晰视物往往取决于各种环境挑战。

日间视觉

虽然日间的能见度看似简单明了，但光照的变化 —— 比如阴影或者刺眼的阳光 —— 却带来了重大挑战。可见光光谱中的高动态范围传感器能够有效应对这些问题，在不同的光照条件下都能实现稳定的性能表现。

夜间视觉

在夜间，要对远距离场景进行照明是不切实际的，或者在诸如安保或侦察任务等对隐蔽性要求极高的情况下也是如此。而这正是先进光子技术大显身手的地方，这些技术包括：

・光增强技术，用于放大微弱光线；

・微光可见相机，以提高清晰度；

・红外相机，尤其是中波红外（MWIR）和长波红外（LWIR）热成像型号，旨在微光环境下具备出色的性能表现。

环境状况恶化

在雾霾、浓雾或浓烟等恶劣条件下，可见光谱相机由于光子散射而受到影响。短波红外（SWIR）相机在这类场景中具有显著优势，因为它们穿透这些障碍的能力确保了更好的能见度。

主动成像与高光环境

对于特定任务而言，诸如时间可控激光源（例如激光雷达）之类的主动成像技术能够提供精准的结果。然而，这些解决方案并不适用于隐身行动。另外，在极亮环境下的成像已通过诸如抗晕光传感器甚至日盲型传感器等创新技术得到了改进。

任务驱动型技术选择

无人机的任务概况最终决定了成像载荷的选择。每种相机技术都具备契合特定操作要求的独特优势，从而确保即便在最具挑战性的条件下也能使任务取得成功。

解码性能：直接辐射成像（DRI）在无人机操作中的强大作用

了解约翰逊准则如何提升军事及民用领域的任务效能。军事领域经常依赖直接辐射成像（DRI）作用距离，也就是（针对红外夜间成像的）约翰逊准则。这一框架明确了一个系统能够实现以下情况的距离：

・探测（“我看到有东西”）；

・识别（“我能判断出它是一个人还是一辆车”）；

・辨认（“我能看清其特征并评估它是否构成威胁”）。

虽然该准则最初是为军事用途而设计的，但直接辐射成像作用距离对各类平台以及无人机同样有益。它能在多种场景下提升运行效率：

・搜索与救援：远距离探测到遇难者。

・基础设施监测：识别关键资产中的缺陷。

・飞行安全：尽早探测到诸如线缆之类的障碍物，以便及时避开它们。

直接辐射成像（DRI）数值起初是经过计算得出的，但理想情况下应在实际环境中进行验证。对于特定的设备配置以及在稳定的大气条件下，直接辐射成像阈值会因目标大小（无论是人、轻型车辆还是卡车）而有所不同。评估过程涉及确定在一定距离外观测到的物体在图像上的相邻像素数量。这些阈值与相机的分辨率和灵敏度直接相关，进而与整个光电系统相关。这两项参数都受光学器件和探测器质量的影响。

无人机规格：镜头与相机核心的作用

无人机应用往往需要具备远距离视觉能力，这使得变焦镜头成为常见选择，在可见光谱范围内尤为如此。然而，在红外光谱（例如长波红外，LWIR）范围内，尽管变焦镜头有其固有优势，但却较少被采用。

差异在于探测器：长波红外探测器通常相较于可见光谱探测器具有更大的像素间距（长波红外探测器像素间距范围从 17 微米到 8 微米，而可见光谱探测器的像素间距范围从 8 微米到小至 1 微米）。为了达到同等分辨率，长波红外阵列需要更大的感光区域，这就导致了镜头更大且更重。此外，长波红外镜头的产量更低，这使得其成本相较于可见光谱镜头要高得多。

无人机载荷的镜头选项

・变焦镜头：长波红外变焦镜头常用于小型无人机、标准无人机以及中空长航时（MALE）载荷。不过，它们的重量、尺寸以及功耗使其对于更小的无人机来说不太实用。

・双焦距镜头：这类镜头可以作为变焦镜头的一种可行替代方案。尽管它们具备灵活性，但其占位空间以及功率需求往往与变焦镜头相当。

・定焦镜头：对于纳型和微小型无人机而言，定焦镜头因其重量、尺寸和功耗更低而成为首选。

对于长波红外相机而言，无快门设计是一种颇具吸引力的解决方案，它消除了机械快门的弊端。这类相机提供了重量轻、维护需求低的替代选择，同时又不影响性能。值得一提的是，Xenics公司既提供有快门的长波红外相机，也提供无快门的长波红外相机，能提供定制化解决方案以满足多样化的操作需求。

通过采用尺寸、重量和功耗（SWaP）优化，无人机设计者能够在更小、更灵活的无人机平台方面开启新的可能性。

Xenics产品供应 —— 精准满足您的需求

Xenics在支持有人驾驶和无人驾驶空中平台方面有着良好的业绩记录。我们的专业知识涵盖了各种各样的无人机，从小型无人机及其载荷到微型无人机和纳型无人机。

・长波红外（LWIR）相机：浏览我们种类繁多的长波红外相机，其提供多种波长、分辨率、视频接口、镜头以及机械配置，以满足多样化需求。

・短波红外（SWIR）、微光可见以及紫外相机：作为对我们长波红外解决方案的补充，我们提供为短波红外、微光可见以及紫外成像而优化的前沿相机。

今明视觉所代理的Xenics相机，如果您正在寻求标准产品之外的东西，请随时与我们联系，合作并讨论定制化的解决方案，以完美契合您的独特需求。