工程師3D打印低成本熱熔夜視鏡,，配備Raspberry Pi處理單板計算機

2025年2月21日,，南極熊獲悉,，電光系統(tǒng)專業(yè)工程師Angus Logue開發(fā)了DNV數(shù)字熱融合夜視鏡,，這是一種頭盔式系統(tǒng),，可將熱圖像實時疊加到可見光數(shù)字夜視儀上,。據(jù)稱，這是同類產(chǎn)品中第一款經(jīng)濟實惠的系統(tǒng)，旨在增強夜間野生動物觀察和其他低光應用的態(tài)勢感知能力,。264×192熱傳感器與低光CMOS攝像頭協(xié)同工作,，而集成的紅外聚光燈則補充了圖像捕捉。早期的技術文檔強調(diào),，這種方法不僅僅是一種漸進式更新,，而是將熱信號與詳細的視覺信息相結合的根本性轉變。

△DNV 數(shù)字熱融合夜視鏡,。照片來自 Angus Logue

夜視鏡的一個關鍵要素是使用3D打印來加速開發(fā)和迭代設計改進,。通過FDM 3D打印進行快速原型設計，Logue's能夠制造用于頭盔安裝和光學組件外殼的定制組件,。這種增材制造技術能夠將內(nèi)部加工組件與堅固的防水外殼精確集成,。模制硅膠墊圈和其他現(xiàn)成的組件確保原型能夠承受惡劣的環(huán)境條件，這是可靠現(xiàn)場使用的必要條件,。

△DNV 數(shù)字熱熔夜視鏡的組裝和接線過程,，采用 3D 打印組件和集成電子設備。照片來自 Angus Logue

電子設備性能的核心在于它依賴于基于 Raspberry Pi 構建的嵌入式計算平臺,，Raspberry Pi 是一款單板計算機,，以其在原型設計和低功耗應用中的多功能性而聞名。工程師優(yōu)化了固件以在此平臺上高效運行,，從而可以在不產(chǎn)生大量處理開銷的情況下實現(xiàn)實時圖像融合,。定制相機固件集成了數(shù)字放大、圖像捕獲以及熱圖像和可見光圖像的精確對準,。

嚴格的測試協(xié)議結合了實驗室和現(xiàn)場評估,，以評估紅外和熱光譜的性能。迭代設計周期完善了硬件集成,、固件效率和人體工程學因素,。這些評估的經(jīng)驗數(shù)據(jù)提供了對圖像分辨率和系統(tǒng)便攜性之間權衡的見解,，促使進一步改進傳感器對準和處理算法,。詳細的評估證實，融合熱成像和數(shù)字成像可以在低光環(huán)境下產(chǎn)生全面的圖像——與經(jīng)常引起眼疲勞的傳統(tǒng)單目系統(tǒng)相比,，這是一個顯著的改進,。

△工程師Angus Logue 正在為 DNV 夜視系統(tǒng)設置現(xiàn)場測試。照片來自 Angus Logue,。

雖然價格實惠仍需經(jīng)過市場比較,，但 DNV 數(shù)字熱融合夜視鏡代表了成本效益型便攜式成像技術的重大進步。未來的發(fā)展可能側重于整合更高分辨率的傳感器和更先進的處理能力,，以擴大設備的適用性,。

△安裝在頭盔上的 DNV 數(shù)字熱融合夜視鏡效果圖。照片來自 Angus Logue

用于快速成型和模塊化硬件集成的 3D 打印

機器人工程師,、前玩具設計師James Bruton利用 3D 打印結構部件開發(fā)了一款全向球輪自行車,。自行車的外殼和車輪支撐結構采用 SLS3D 打印技術制造,，無需昂貴的模具即可實現(xiàn)精確定制。Bruton 采用基于 PCB 的電機控制系統(tǒng)來驅動車輪機構,，通過快速原型設計迭代組件放置和穩(wěn)定性調(diào)整,。

專注于模塊化電子產(chǎn)品的設計師Beth Le開發(fā)了 Beth Deck，這是一款由 3D 打印組件制成的手持游戲設備,�,？刂婆_集成了 Framework 13 英寸筆記本電腦主板、定制的 3D 打印外殼和 8 英寸觸摸屏,，使用戶無需焊接即可組裝或升級系統(tǒng),。設備的熱性能需要進行設計修改，因此計劃進行修改,，以便在未來的迭代中實現(xiàn)更好的氣流并減少過熱,。

△測試全向球輪自行車。圖片來自 James Bruton