專利名稱：基于紅外熱成像技術(shù)的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于紅外熱成像技術(shù)的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及測溫和熱成像監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于紅外熱成像技術(shù)的數(shù)字雙視智能監(jiān)控數(shù)據(jù)和命令的傳輸技術(shù)和方法。
背景技術(shù)：
[0002]目前，眾多行業(yè)已將紅外熱成像和測溫技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備故障或缺陷監(jiān)控、溫升預(yù)警、安防監(jiān)視技術(shù)領(lǐng)域，其實現(xiàn)方式主要是以紅外熱像儀和可見光攝像儀組合作為監(jiān)控攝像平臺，紅外熱像儀通過接收被測物體發(fā)射的紅外線，將被測物體表面的紅外輻射轉(zhuǎn)變成熱能量信號；再經(jīng)專用軟件轉(zhuǎn)換為溫度值和熱圖像；根據(jù)圖像中的溫度值或溫度分布變化來監(jiān)測故障和缺陷和預(yù)警溫升，在無光源下進(jìn)行監(jiān)視；通過可見光圖像輔助識別目標(biāo)。[0003]現(xiàn)有的紅外測溫監(jiān)控和預(yù)警技術(shù)中，通過紅外監(jiān)控器本身的處理器和軟件實現(xiàn)測溫計算、成像、報警處理，稱為“前端測溫”技術(shù)，將監(jiān)測熱圖像結(jié)果以視頻發(fā)送給監(jiān)控計算機(jī)。紅外測溫技術(shù)是非接觸式測溫。如果要提高檢測精度，則需對測溫數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的測溫分析和圖像處理。由于受到監(jiān)控器機(jī)箱尺寸和電功耗的限制，監(jiān)控器對處理器功能配置受到限制，因此處理器對測溫分析和圖像處理的能力也受到限制，無法滿足大多數(shù)測溫監(jiān)控系統(tǒng)對測溫精度和圖像處理的需求。另外，一個監(jiān)控系統(tǒng)通常需配置許多監(jiān)控器。如果采用前端測溫技術(shù)，任何測溫功能更新都需對每個監(jiān)控器進(jìn)行升級，這將大大地限制測溫分析的靈活性和擴(kuò)展性，增加系統(tǒng)維護(hù)的成本。發(fā)明內(nèi)容[0004]針對現(xiàn)有的前端測溫技術(shù)存在的不足，本發(fā)明基于紅外熱成像技術(shù)而開拓出一種全新的數(shù)字雙視智能監(jiān)控數(shù)據(jù)和命令的傳輸技術(shù)和方法，通過簡化監(jiān)控器端數(shù)據(jù)處理工作，充分地利用監(jiān)控計算機(jī)的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計算和處理能力，稱為“后端測溫技術(shù)”。本發(fā)明可大大地優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建，實現(xiàn)了全數(shù)字化傳控，為監(jiān)控系統(tǒng)提供了所有測溫分析和圖像處理基本數(shù)據(jù)，提高了監(jiān)測的靈活性、擴(kuò)展性、可靠性，降低系統(tǒng)的維護(hù)成本。[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于紅外熱成像技術(shù)的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其包括:紅外攝像頭(I)，用以拍攝監(jiān)測區(qū)域或部件的紅外熱圖像，并輸出該監(jiān)測熱圖像的溫度測量值的數(shù)字信號；可見光攝像頭(2)，用以拍攝監(jiān)控區(qū)域或部件的可見光圖像，并輸出該監(jiān)測熱圖像的溫度測量值的數(shù)字信號；工控板計算機(jī)/數(shù)據(jù)采集和控制軟件⑶，運行在工控板計算機(jī)上的數(shù)據(jù)采集和控制軟件實現(xiàn):從紅外攝像頭(I)采集熱能量數(shù)據(jù)，將熱能量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字熱圖像數(shù)據(jù)，從可見光攝像頭(2)采集數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，截取可見光圖像吻合熱圖像視場，生成高效壓縮紅外和可見光視頻流，控制紅外攝像頭(I)、可見光攝像頭(2)、云臺控制(14)，并通過單一計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸端口(15)實現(xiàn)與監(jiān)控計算機(jī)實時視頻流、測溫數(shù)據(jù)、控制命令的傳輸。[0006]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)包括:數(shù)據(jù)采集模塊⑶，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(9)，視場 調(diào)整模塊(10)，數(shù)據(jù)壓縮模塊(11)，設(shè)備控制模塊(12)，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)。[0007]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的數(shù)據(jù)采集模塊(8)通過能量通道(5)按監(jiān)控計算機(jī)指定的速率(幀/秒)讀取每幀紅外熱能量值數(shù)據(jù)和測溫參數(shù)值。[0008]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(9)將讀取的每幀紅外熱能量值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為紅外數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。[0009]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的數(shù)據(jù)采集模塊(8)通過視頻通道(7)按監(jiān)控計算機(jī)指定的速率(幀/秒)讀取每幀可見光數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。[0010]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的視場調(diào)整模塊(10)根據(jù)監(jiān)控計算機(jī)指令對數(shù)據(jù)采集模塊(8)可見光數(shù)字視頻截取的每幀可見光數(shù)字圖像中指定紅外圖像相同尺寸的區(qū)域與紅外數(shù)字圖像視場吻合。[0011]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，數(shù)據(jù)壓縮模塊(11)對每幀紅外熱能量值數(shù)據(jù)進(jìn)行無損壓縮。[0012]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，數(shù)據(jù)壓縮模塊(11)對每幀紅外數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有損壓縮。[0013]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，數(shù)據(jù)壓縮模塊(11)對每幀截取的可見光數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有損壓縮。[0014]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的設(shè)備控制模塊(12)通過控制通道(4)按監(jiān)控計算機(jī)命令調(diào)整紅外攝像頭的焦距和校正紅外攝像頭測溫參數(shù)。[0015]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的設(shè)備控制模塊(12)通過控制通道(6)按監(jiān)控計算機(jī)命令調(diào)整可見光攝像頭的焦距和設(shè)置視場預(yù)置位。[0016]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的設(shè)備控制模塊(12)通過控制通道(4)按監(jiān)控計算機(jī)命令對云臺的焦距控制和設(shè)置視場預(yù)置位。[0017]根據(jù)本發(fā)明 的實施例，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)通過同一網(wǎng)絡(luò)傳輸端口(15)實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)和控制命令傳輸，按監(jiān)控計算機(jī)請求向監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送視頻和測溫數(shù)據(jù)，接收監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送的控制命令。[0018]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸端口(15)根據(jù)監(jiān)控計算機(jī)請求以指定的速率(幀/秒)向監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送紅外監(jiān)測視頻流。[0019]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸端口(15)根據(jù)監(jiān)控計算機(jī)請求以指定的速率(幀/秒)向監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送可見光監(jiān)視視頻流。[0020]根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸端口(15)根據(jù)監(jiān)控計算機(jī)請求以指定的速率(幀/秒)向監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送紅外監(jiān)測溫度數(shù)據(jù)流。


[0021]圖1是本發(fā)明的連接關(guān)系示意圖具體實施方式
[0022]為了使本發(fā)明的實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明的實施例做進(jìn)一步詳細(xì)地說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明僅用于解釋本發(fā)明，但并不作為本發(fā)明的規(guī)定。[0023]由于目前的技術(shù)尚無法將紅外攝像頭和可見光攝像頭以同軸安裝，因此紅外熱圖像與可見光圖像存在很大視場差。紅外攝像頭和可見光攝像頭同視場可提高監(jiān)測目標(biāo)的識別率和測溫的精度。因為可見光攝像頭的視場角通常大于紅外攝像頭視場角，所以可用可見光圖像其中的一個區(qū)域來吻合紅外熱圖像，實現(xiàn)紅外攝像頭和可見光攝像頭同視場。[0024]如圖1所示，本發(fā)明的一種基于紅外熱成像技術(shù)的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器包括:紅外攝像頭(I)，可見光攝像頭(2)，工控板計算機(jī)/數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)組成。[0025]如圖1所示，本發(fā)明中，當(dāng)電源輸入內(nèi)部電源模塊以后，紅外攝像頭I輸出數(shù)字化紅外測溫能量值(5)，工控板計算機(jī)用于運行數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的數(shù)據(jù)采集模塊(8)按監(jiān)控計算機(jī)指定的速率(幀/秒)讀取紅外測溫能量值數(shù)據(jù)(5)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(9)將讀取的紅外測溫能量值數(shù)據(jù)(8)轉(zhuǎn)換為紅外數(shù)字熱圖像。[0026]如圖1所示，本發(fā)明中，當(dāng)電源輸入內(nèi)部電源模塊以后，可見光攝像頭2輸出數(shù)字視頻數(shù)據(jù)(7)，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的數(shù)據(jù)采集模塊(8)按監(jiān)控計算機(jī)指定的速率(幀/秒)讀取可見光數(shù)字視頻數(shù)據(jù)(7)。[0027]如圖1所示，本發(fā)明中，，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的視場調(diào)整模塊(10)按監(jiān)控計算機(jī)對數(shù)據(jù)采集模塊(8)的可見光數(shù)字視頻指定的區(qū)域截取可見光圖像。[0028]如圖1所示，本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的數(shù)據(jù)壓縮模塊(11)將讀取的紅外測溫能量值數(shù)據(jù)(8)、讀取的紅外數(shù)字熱圖像視頻流(9)、讀取的可見光數(shù)字視頻流(10)壓縮，提供網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)發(fā)送給監(jiān)控計算機(jī)。[0029]如圖1所示，本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的設(shè)備控制模塊(12)可根據(jù)監(jiān)控計算機(jī)的指令調(diào)整紅外攝像頭的焦距和進(jìn)行測溫校正(4)、調(diào)整可見光攝像頭的焦距(6)并控制云臺移動(14)。[0030]如圖1所示，本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)可根據(jù)監(jiān)控計算機(jī)的請求，通過同一網(wǎng)絡(luò)端口(15)向監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送壓縮的紅外測溫數(shù)據(jù)、紅外視頻流、可見光視頻流，從監(jiān)控計算機(jī)接收攝像頭和云臺控制指令。[0031]如圖1所示，本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)還可根據(jù)監(jiān)控計算機(jī)的請求，通過網(wǎng)絡(luò)端口(15)向監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送指定速率(幀/秒)壓縮的紅外熱能量數(shù)據(jù)流(11)、并同樣通過網(wǎng)絡(luò)端口(15)向監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送指定速率(幀/秒)壓縮的紅外視頻流(11)和可見光視·頻流(11)。[0032]如圖1所示，本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)可根據(jù)監(jiān)控計算機(jī)的請求，通過所述網(wǎng)絡(luò)端口(15)從監(jiān)控計算機(jī)接受紅外攝像頭焦距控制和測溫校正指令、可見光攝像頭焦距控制指令及云臺移動控制指令。[0033]如圖1所示，本發(fā)明的紅外攝像頭I接收焦距和測溫校正控制命令⑷進(jìn)行相應(yīng)焦距和測溫校正，輸出紅外圖像。[0034]如圖1所示，本發(fā)明的可見光攝像頭2接收焦距控制命令(6)，進(jìn)行相應(yīng)焦距校正，輸出可見光圖像。[0035]在上述實施例中，本發(fā)明的監(jiān)測器通過單一數(shù)字網(wǎng)線以壓縮數(shù)字信號將紅外熱成像和可見光圖像的同視場視頻流、紅外熱能量數(shù)據(jù)流發(fā)送到監(jiān)控工作站或服務(wù)器進(jìn)行測溫分析和處理，同時可接收監(jiān)控工作站或服務(wù)器發(fā)來的攝像頭和云臺的控制命令。本發(fā)明能夠滿足各種復(fù)雜測溫監(jiān)控和自動預(yù)警要求，確保了檢測準(zhǔn)確性、測溫靈活性、功能易擴(kuò)展性，簡化了系統(tǒng)布網(wǎng)、降低了監(jiān)控系統(tǒng)安裝和維護(hù)成本。[0036]盡管前面結(jié)合附圖而對本發(fā)明的具體示例性實施例進(jìn)行了具體描述，但可以理解的是，在本公開內(nèi)容的原理的精神和范圍之內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以推導(dǎo)出許多其它變化和實施例。尤其是，可以在該公開、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)對組件和/或附件和/或軟件的設(shè)置組合進(jìn)行多種變化和改進(jìn)。除組件和/或附件和/或軟件的變化和改進(jìn)之夕卜，其他可選擇的應(yīng)用對于 本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是顯而易見的。
權(quán)利要求1.一種基于紅外熱成像技術(shù)的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，包括: 紅外攝像頭(I)，用以拍攝監(jiān)測區(qū)域或部件的紅外熱圖像，并輸出該監(jiān)測熱圖像的溫度測量值的數(shù)字信號； 可見光攝像頭(2)，用以拍攝監(jiān)控區(qū)域或部件的可見光圖像，并輸出該監(jiān)測熱圖像的溫度測量值的數(shù)字信號； 工控板計算機(jī)/數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)，運行在工控板計算機(jī)上的數(shù)據(jù)采集和控制軟件實現(xiàn):從紅外攝像頭(I)采集熱能量數(shù)據(jù)，將熱能量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字熱圖像數(shù)據(jù)，從可見光攝像頭(2)采集數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，截取可見光圖像吻合熱圖像視場，生成高效壓縮紅外和可見光視頻流，控制紅外攝像頭(I)、可見光攝像頭(2)、云臺控制(14)，并通過單一計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸端口(15)實現(xiàn)與監(jiān)控計算機(jī)實時視頻流、測溫數(shù)據(jù)、控制命令的傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)包括:數(shù)據(jù)采集模塊(8)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(9)，視場調(diào)整模塊(10)，數(shù)據(jù)壓縮模塊(11)，設(shè)備控制模塊(12)，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的數(shù)據(jù)采集模塊(8)通過能量通道(5)按監(jiān)控計算機(jī)指定的速率(幀/秒)讀取每幀紅外熱能量值數(shù)據(jù)和測溫參數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊(9)將讀取的每幀紅外熱能量值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為紅外數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的數(shù)據(jù)采集模塊(8)通過視頻通道(7)按監(jiān)控計算機(jī)指定的速率(幀/秒)讀取每幀可見光數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的視場調(diào)整模塊(10)根據(jù)監(jiān)控計算機(jī)指令對數(shù)據(jù)采集模塊(8)可見光數(shù)字視頻截取的每幀可見光數(shù)字圖像中指定紅外圖像相同尺寸的區(qū)域與紅外數(shù)字圖像視場吻合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，數(shù)據(jù)壓縮模塊(11)對每幀紅外熱能量值數(shù)據(jù)進(jìn)行無損壓縮。
8.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，數(shù)據(jù)壓縮模塊(11)對每幀紅外數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有損壓縮。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，數(shù)據(jù)壓縮模塊(11)對每幀截取的可見光數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行有損壓縮。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的設(shè)備控制模塊(12)通過控制通道(4)按監(jiān)控計算機(jī)命令調(diào)整紅外攝像頭的焦距和校正紅外攝像頭測溫參數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的設(shè)備控制模塊(12)通過控制通道(6)按監(jiān)控計算機(jī)命令調(diào)整可見光攝像頭的焦距和設(shè)置視場預(yù)置位。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的設(shè)備控制模塊(12)通過控制通道(4)按監(jiān)控計算機(jī)命令對云臺的焦距控制和設(shè)置視場預(yù)置位。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，數(shù)據(jù)采集和控制軟件(3)的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)通過同一網(wǎng)絡(luò)傳輸端口(15)實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)和控制命令傳輸，按監(jiān)控計算機(jī)請求向監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送視頻和測溫數(shù)據(jù)，接收監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送的控制命令。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸端口(15)根據(jù)監(jiān)控計算機(jī)請求以指定的速率(幀/秒)向監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送紅外監(jiān)測視頻流。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸端口(15)根據(jù)監(jiān)控計算機(jī)請求以指定的速率(幀/秒)向監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送可見光監(jiān)視視頻流。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，其中，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(13)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸端口(15)根據(jù)監(jiān)控計算機(jī)請求以指定的速率(幀/秒)向監(jiān)控計算機(jī)發(fā)送紅外監(jiān)測溫度數(shù) 據(jù)流。
專利摘要一種基于紅外熱成像技術(shù)的數(shù)字雙視智能監(jiān)控器，包括紅外攝像頭，可見光攝像頭，工控板計算機(jī)，數(shù)據(jù)采集和控制軟件。監(jiān)測器通過單一數(shù)字網(wǎng)線以壓縮數(shù)字信號將紅外熱成像和可見光圖像的同視場視頻流、紅外熱能量值數(shù)據(jù)流發(fā)送到監(jiān)控工作站或服務(wù)器進(jìn)行測溫分析和處理，同時可接收監(jiān)控工作站或服務(wù)器發(fā)來的攝像頭和云臺的控制命令。本實用新型能夠滿足各種復(fù)雜測溫監(jiān)控和自動預(yù)警要求，確保了監(jiān)測準(zhǔn)確性、測溫靈活性、功能易擴(kuò)展性，簡化了系統(tǒng)布網(wǎng)、降低了監(jiān)控系統(tǒng)安裝和維護(hù)成本。
文檔編號G01J5/00GK203120050SQ20122072519
公開日2013年8月7日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者張國南, 張建武, 梁乃峰, 張龍, 吳濤, 馮昊, 李曉光, 李偉 申請人:廣州颯特紅外股份有限公司, 廣州颯特紅外系統(tǒng)軟件有限公司, 新疆電力公司電力科學(xué)研究院