Anwendungen von Kurzwellen-Infrarot (SWIR)-Kameras

Die Kernanwendungsszenarien von Kurzwellen-Infrarot (SWIR)-Kameras (typischerweise im Wellenlängenbereich von 0,9–2,5 μm) basieren auf drei zentralen Fähigkeiten: „Durchdringung teilweiser Hindernisse, Nachtsicht und Materialunterscheidung“. Die spezifischen Szenarien sind wie folgt:

1. Industrielle Inspektion und Qualitätskontrolle

Erkennung von Materialfehlern: Erkennt innere Fehler in Metallen, Halbleitern und Verbundwerkstoffen, wie Risse, Blasen und Delaminationen. Beispiele sind die Fehlererkennung bei Flugzeugturbinenschaufeln und die Prüfung auf verborgene Risse in photovoltaischen Siliziumwafern.

Elektronische Fertigung: Überprüft die Qualität von Lötstellen auf Leiterplatten und Verpackungsfehler von Chips oder beobachtet den inneren Wärmeverlauf und den Betriebszustand von Geräten durch das Gehäuse hindurch.

Produktsortierung: Sortiert gemischte Abfälle (z. B. Kunststoff, Metall, Glas) basierend auf den SWIR-Reflexionseigenschaften unterschiedlicher Materialien oder prüft landwirtschaftliche Produkte (z. B. Unterscheidung des Reifegrads von Früchten und Erkennung innerer Fäulnis).

2. Sicherheit und Überwachung

Nachtsicht- und Überwachung unter schwierigen Umgebungsbedingungen: Ermöglicht verdeckte Überwachung, indem schwache SWIR-Strahlung in der Umgebung (z. B. Mondlicht, Sternenlicht) zur Abbildung genutzt wird, ohne dass eine aktive Beleuchtung erforderlich ist. Es kann Dunst und Rauch durchdringen und eignet sich daher für Anwendungen an Grenzen, Ölfeldern und großen Industrieparks.

Tarnungserkennung: Unterscheidet Tarnnetze und Tarnuniformen von der natürlichen Umgebung (es gibt einen signifikanten Unterschied in der SWIR-Reflexion zwischen beiden) und wird für militärische Aufklärung oder sicherheitstechnische Anti-Tarnung verwendet.

3. Luft- und Raumfahrt sowie Fernerkundung

Fernerkundungserkennung: Satelliten oder Drohnen, die mit SWIR-Kameras ausgestattet sind, überwachen den Gesundheitszustand der Vegetation (der Feuchtigkeitsgehalt der Pflanzen beeinflusst die SWIR-Reflexion), führen geologische Erkundungen durch (Identifizierung von Mineralarten) und liefern Frühwarnungen für Brände (Erkennung schwacher Wärmestrahlung und Brandquellen unter Rauch in einem frühen Stadium).

Inspektion von Luft- und Raumfahrzeugen: Im Weltraum beobachtet es die Oberflächentemperaturverteilung von Luft- und Raumfahrzeugen, den Zustand der Solarpaneele oder überwacht interne Geräte durch das Kabinenglas.

4. Wissenschaftliche Forschung und medizinische Versorgung

Wissenschaftliche Forschung: Wird zur biologischen Gewebeabbildung (z. B. Beobachtung des Wassertransports in Pflanzenblättern und der Verteilung von Blutgefäßen bei Tieren) und zur Restaurierung von Kulturgütern (Durchdringen von Farbschichten, um Unterzeichnungen alter Gemälde oder die innere Struktur von Kulturgegenständen zu identifizieren) verwendet.

Medizinische Unterstützung: In einigen Szenarien wird es für die Abbildung oberflächlicher Hautgefäße, die Erkennung von Gewebeödemen oder die Unterstützung bei der Identifizierung winziger Blutgefäße und Nerven während chirurgischer Eingriffe verwendet (hierfür sind spezifische Kontrastmittel erforderlich).

5. Andere besondere Szenarien

Autonomes Fahren: Verbessert die Erkennungsreichweite und -genauigkeit von Fußgängern und Hindernissen bei Nacht, starkem Regen oder Dunst und ergänzt so die Grenzen von Kameras mit sichtbarem Licht.

Brandbekämpfung: Durchdringt dichten Rauch, um verschüttete Personen oder die Position von Brandherden zu lokalisieren, und unterstützt Feuerwehrleute bei Einsätzen unter Bedingungen mit geringer Sicht.