跳到主要内容

热红外相机（Thermal）

ThermalLWIR（长波红外 8–14 µm）与 ThermalMWIR（中波红外 3–5 µm）基于场景日照、大气环境、材质发射率/热惯性以及探测器噪声，输出物理一致的 float32 热辐射/温度图像（支持针孔相机与常规鱼眼相机）。

1. 快速启用配置​

在 sensors.camera.modalities 中开启 ThermalLWIR 或 ThermalMWIR，并在顶层添加 thermal 配置段：

{
  "sensors": {
    "camera": {
      "fps": 10,
      "instances": [
        { "name": "camera", "type": "pinhole", "resolution": [1280, 720], "fov": 90.0 }
      ],
      "modalities": {
        "RGB":         { "enabled": true, "format": "jpeg" },
        "ThermalLWIR": { "enabled": true, "format": "npy" }
      }
    }
  },
  "thermal": {
    "environment": "outdoor",
    "output_unit": "temperature",
    "ambient_temperature": 293.15,
    "primary_irradiance": 800.0,
    "diurnal_amplitude_k": 5.0,
    "thermal_inertia": true,
    "inertia_spin_up_seconds": 28800,
    "sensor_noise": {
      "enabled": true,
      "netd_mK": 50.0,
      "fpn_amplitude": 0.005,
      "vignetting": 0.08
    },
    "outputs": {
      "raw16": true,
      "preview": true,
      "both_units": false
    }
  }
}

Nanite 注意事项：热红外渲染依赖全场景逐像素材质 ID，采集热红外时请通过启动参数 -dpcvars="r.Nanite=0" 关闭 Nanite，否则未解除 Nanite 的网格表面会被当作天空背景温度处理。

2. 四种同步输出表示​

单次 GPU 渲染可同时导出最多四种表示，分别写入相机目录下的独立子目录：

输出项开关字段输出目录格式与用途
主数据模态 enabled: true{camera}/ThermalLWIR/float32 NPY / EXR，单位由 output_unit 决定（默认开尔文温度 K）
16-bit 线性定标图outputs.raw16: true{camera}/ThermalLWIR_raw16/16-bit 灰度 PNG，码值可逆推精确温度（对接 FLIR 等工业标注工具）
伪彩预览图outputs.preview: true{camera}/ThermalLWIR_preview/Ironbow 伪彩色 PNG，供人眼目视检查
辐射度伴随数据outputs.both_units: true{camera}/ThermalLWIR_radiance/输出 output_unit 之外的另一单位（W/(m²·sr) 或 K）

raw16 温度换算代码​

import numpy as np
from PIL import Image

code = np.asarray(Image.open("ThermalLWIR_raw16/ThermalLWIR_raw16_000000.png"), dtype=np.uint32)
raw16_min_k, raw16_max_k = 233.15, 453.15  # 默认 -40°C ~ +180°C
temp_kelvin = raw16_min_k + code * (raw16_max_k - raw16_min_k) / 65535.0

3. 参数说明​

环境与热演化参数（thermal）​

字段默认值说明
environment"outdoor"环境预设：outdoor（室外） / indoor（室内） / custom
output_unit"temperature"主输出单位：temperature（开尔文 K）或 radiance（W/(m²·sr)）
ambient_temperature293.15环境基准气温（K）
humidity_g_m310.0绝对湿度（g/m³），用于计算大气红外消光
primary_irradiance800.0晴空正午垂直太阳辐照度基准（W/m²）
diurnal_amplitude_k5.0昼夜气温正弦波动半振幅（K，0 为恒定气温）
thermal_inertiatrue开启表面温度随时间热弛豫
inertia_spin_up_seconds0采集开始前预演的历史日照时长（秒；傍晚/夜间场景建议设为 28800 即 8 小时以展现路面余温）
material_properties{}按 UE 材质资产名（小写）临时覆写发射率、热导率或温度偏移

探测器噪声与派生输出（sensor_noise / outputs）​

字段默认值说明
sensor_noise.enabledfalse是否启用热探测器噪声模型
sensor_noise.netd_mK50.0等效噪声温差 NETD（mK，在 300 K 基准下定义）
sensor_noise.fpn_amplitude0.0固定图案条纹噪声（FPN）幅值
sensor_noise.vignetting0.0光学暗角能量衰减系数
outputs.raw16false导出 16-bit 线性定标 PNG
outputs.raw16_min_c / raw16_max_c-40 / 180raw16 温度定标窗口（°C，超界饱和不回绕）
outputs.previewfalse导出 Ironbow 伪彩色预览 PNG
outputs.preview_auto_gaintrue伪彩预览自动按分位数拉伸对比度（也可设 preview_min_k / preview_max_k 固定窗口）
outputs.both_unitsfalse同时导出温度（K）与辐射亮度（W/(m²·sr)）

4. 场景材质热属性配置​

热红外与 LiDAR、毫米波雷达共用同一套 UIANonVisualMaterial（PM_NV_*）物理材质资产（内置 67 种常见工程材质的发射率、热导率、比热容与密度）：

  1. 推荐做法：在 UE 材质资产的 Phys Material 槽位绑定对应的 PM_NV_* 资产（如 PM_NV_Concrete、PM_NV_Asphalt、PM_NV_Metal），一次绑定对三类传感器同时生效。
  2. Actor 标签局部微调：可在发热物体（如车辆引擎盖、行人、设备）的 Actor Tags 中添加 ia.thermal.offset=15.0（升温 15 K）或 ia.thermal.emissivity=0.95。
  3. JSON 按材质名临时覆盖：在 thermal.material_properties 中按材质名称（小写）指定属性。