在物理人工智能(Physical AI)重塑产业格局的当下,以“感知-认知-决策-执行”为核心闭环的智能系统,正打破信息获取与物理行动的壁垒,实现与真实物理世界的持续交互和反馈优化。红外探测技术作为物理AI系统中关键的感知环节,有效弥补了可见光视觉在弱光、雨雾、沙尘等复杂气象条件下的感知局限,成为提升自动驾驶汽车、人形机器人等自主系统环境适应能力的核心支撑。而AI技术的深度融入,让红外探测技术从单纯的“成像捕捉”迈向“智能解读”,二者的融合创新正催生一系列可落地、可复制的全链路智能化解决方案,为各行业转型注入新动能。
(一)AI赋能红外探测技术的核心落地路径与具体解决方案
AI与红外探测技术的融合,并非简单的技术叠加,而是从数据处理、成像优化到场景应用的全链路渗透,针对不同环节的痛点,已形成成熟的落地解决方案,具体可分为三大类:
1. 感知数据标准化解决方案:夯实AI应用数据基础
红外探测设备在不同场景下采集的图像数据存在噪声大、分辨率差异大、场景适配性差等问题,难以直接满足AI模型训练与推理需求。针对这一痛点,基于AI的感知数据标准化解决方案应运而生,核心通过深度学习算法实现数据的智能预处理。具体而言,利用卷积神经网络(CNN)对红外图像进行噪声过滤、对比度增强、尺寸归一化处理,同时结合迁移学习技术,将不同场景、不同设备采集的红外数据转化为统一格式的标准化数据集;此外,通过生成式AI(GAN)构建虚拟红外场景数据集,弥补真实场景下极端工况数据缺失的短板,为后续AI模型训练提供高质量、高兼容性的数据支撑。该解决方案已在车载红外夜视、工业设备监测等领域落地,有效提升了AI模型的训练效率和泛化能力。
2. 成像质量智能优化解决方案:提升复杂场景感知精度
弱光、复杂背景干扰等场景下,红外成像易出现目标模糊、边缘不清晰等问题,影响自主系统的判断准确性。基于AI的成像质量智能优化解决方案,通过多模态融合算法和目标检测模型,实现红外图像的实时优化。一方面,利用注意力机制AI模型精准识别红外图像中的目标区域与背景区域,对目标区域进行针对性锐化处理,对背景区域进行降噪优化,在保留目标细节的同时降低背景干扰;另一方面,结合可见光图像与红外图像的多模态融合AI算法,将可见光图像的细节优势与红外图像的热辐射感知优势相结合,通过深度学习模型实现两种图像的特征融合,生成清晰度更高、目标辨识度更强的融合图像。目前,该方案已应用于无人飞行器、远程监控系统等领域,使红外探测的目标识别准确率提升30%以上。
3. 多场景智能应用解决方案:实现技术落地与价值转化
依托AI的场景分析与决策能力,红外探测技术已渗透至多个核心领域,形成针对性的商业智能化方案,具体落地场景及解决方案如下:
(1)自动驾驶领域:车载红外夜视AI全链路解决方案。该方案以非制冷型长波红外探测器为感知核心,结合AI目标检测、轨迹预测与决策算法,构建“感知-分析-预警-响应”的全闭环系统。通过AI模型实时识别红外图像中的行人、非机动车、障碍物等目标,结合车辆行驶速度、路况等数据,预测目标运动轨迹,当检测到潜在危险时,自动向驾驶员发出预警并辅助车辆进行紧急制动或避让。国内睿创微纳、高德红外等企业已加速布局该方案,推动车载红外夜视系统成为自动驾驶汽车的关键安全配置,有效降低夜间及复杂气象条件下的交通事故发生率。
(2)低空经济领域:空地协同感知AI解决方案。基于“全天候智能视觉”能力,融合红外探测与无人机技术,构建低空经济智能感知平台。通过AI算法实现红外探测数据与无人机飞行数据的实时融合分析,完成对低空区域的全天候、全覆盖监测,可应用于物流配送、应急救援、城市管理等场景。例如,在应急救援中,该方案可通过红外热成像快速识别被困人员的热辐射信号,结合AI路径规划算法,引导无人机精准投放救援物资,提升救援效率;在城市管理中,可实时监测违规低空飞行、火灾隐患等情况,实现智能化管控。
(3)工业自动化领域:机器视觉智能升级解决方案。将红外探测技术与工业机器人、自动化设备相结合,通过AI图像识别与缺陷检测算法,实现工业生产过程的智能化监测与控制。针对半导体、电池等行业的检测需求,利用短波红外成像传感器采集产品红外图像,结合AI模型精准识别产品表面的裂纹、温度异常等缺陷,替代传统人工检测,提升检测效率和准确率;针对工业设备运维需求,通过红外热成像监测设备运行过程中的温度变化,利用AI算法分析温度异常与设备故障的关联关系,实现设备故障的提前预警和预防性维护,降低设备停机率。海康微影、大立科技等企业已推出相关方案,助力工业自动化设备和机器人的智能化升级。
(4)商业航天与国防领域:高端感知智能化解决方案。针对商业航天、国防军事等领域的高端需求,结合制冷型中波、长波红外探测器技术,搭载AI智能分析与决策系统,实现对太空目标、军事目标的精准探测与跟踪。通过AI算法对红外探测采集的目标数据进行实时分析,识别目标类型、运动轨迹及潜在威胁,为航天监测、国防预警提供智能决策支撑。国内中科德芯、中科爱毕赛思等企业依托自主可控的光电材料与器件核心技术,结合AI算法优化,推动该方案实现产业化落地。
(二)全球产业布局与市场发展趋势
近十年,红外探测技术持续升级,全球资本市场密集布局,“红外探测+AI”及多传感器融合解决方案成为产业竞争的核心焦点。国外市场中,Teledyne收购红外热成像巨头FLIR,Lynred通过合并与收购整合短波红外成像传感器技术,安森美收购SWIR Vision Systems,持续完善红外探测与AI融合的产业链布局;国内市场中,睿创微纳、富吉瑞等非制冷型红外探测器厂商成功登陆科创板,中国科学院上海技术物理研究所孵化的中科德芯、中科爱毕赛思等企业实现核心技术自主可控并完成产业化,拓感科技、珏芯微电子等细分领域厂商完成多轮融资,中芯热成、英睿红外等企业在胶体量子点红外探测技术上实现突破,国内产业链的成熟度和竞争力持续提升。
从市场规模来看,根据全球知名市场调研公司Yole预测,短波红外(SWIR)、中波红外(MWIR)和长波红外(LWIR)成像传感器市场规模在2024年达到11亿美元,预计2030年将增长至15亿美元,复合年增长率(CAGR)为5.4%。其中,短波红外市场的增长主要得益于远程监控、半导体及电池检测等领域的需求攀升;制冷型中波红外市场以国防军事为核心,气体探测、工业监测等新兴领域逐步拓宽增长边界;制冷型长波红外市场仍集中于国防军事和航空航天领域。非制冷型长波红外探测器产业链成熟且竞争激烈,2024年市场规模达13亿美元,预计2030年将攀升至19亿美元,复合年增长率为6.7%,其出货量增长动力主要来自中国,工业领域热成像需求、高端汽车红外夜视功能的普及,推动中国热成像传感器出货量在2024年占据全球60%的市场份额,成为全球市场增长的核心引擎。此外,汽车领域的红外热成像仪市场增速显著,复合年增长率达到17.4%,成为红外探测与AI融合解决方案落地的核心增量市场。
(三)产业发展展望与行业交流契机
顺应物理人工智能重塑产业格局的时代趋势,依托敏感材料与微纳制造技术的协同演进,红外探测技术正跃升为新一代自主系统的关键感知底座,其与AI的融合创新将进一步拓展应用边界,广泛融入社会运行体系。为推动产业链上下游的技术交流与合作,促进“红外探测+AI”全链路智能化解决方案的落地与优化,2026年9月,麦姆斯咨询将携手CIOE举办『第42届“微言大义”研讨会:红外探测技术及应用』,诚邀产业链上下游企业、科研机构及行业专家共襄盛会,分享红外探测与AI融合的技术突破、落地实践与市场趋势,共谋产业高质量发展。
未来,随着AI技术的持续迭代(如大模型、边缘计算与红外探测的深度结合),红外探测的智能化水平将进一步提升,全链路解决方案将更具场景适配性和成本优势,在自动驾驶、低空经济、工业自动化等领域的应用将更加广泛,为产业智能化转型提供坚实支撑。