用于機柜的監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉參考
[0002] 本申請要求 2013 年 9 月 25 日提出且題為"ELECTRICALCABINNETINFRARED MONITORSYSTEMSADNMETH0S"的美國臨時專利申請No. 61/882, 546的權(quán)益，通過引用的方 式將其整體合并于此。
[0003]本申請是 2013 年 4 月 3 日提出且題為"ELECTRICALCABINETINFRAREDMONITOR" 的國際專利申請No.PCT/US2013/35149的部分繼續(xù)申請案，通過引用的方式將其整體合并 于此。
[0004]本申請是2013年3月 15 日提出且題為"ELECTRICALCABINETINFRAREDMONITOR" 的美國專利申請No. 13/839, 118的部分繼續(xù)申請案，通過引用的方式將其整體合并于此。
[0005]本申請是 2013 年 12 月 9 日提出且題為"LOWPOWERANDSMALLFORMFACTOR INFRARED頂GAING"的美國專利申請No. 14/101，245的部分繼續(xù)申請案，通過引用的方式將 其整體合并于此。
[0006] 本申請是2013年 12月 6 日提出且題為"NON-UNIFORMITYCORRECTIONTECHNIQUES FORINFRAREDIMAGINGDEVICES"的美國專利申請No. 14/099, 818的部分繼續(xù)申請案，通過 引用的方式將其整體合并于此。
[0007] 本申請是2013年12月9日提出且題為"INFRAREDCAMERASYSTEM ARCHITECHURES"的美國專利申請No. 14/101，258的部分繼續(xù)申請案，通過引用的方式將其 整體合并于此。
[0008]本申請是 2013 年 12 月 21 日提出且題為"COMPACTMULTI-SPECTRUMIMAGING"的 美國專利申請No. 14/138,058的部分繼續(xù)申請案，通過引用的方式將其整體合并于此。
[0009] 美國專利申請No. 14/138,058要求2012年12月31日提出且題為"COMPACT MULTI-SPECTRUMIMAGINGWITHFUSION"的美國臨時專利申請No. 61/748, 018 的權(quán)益，通過 引用的方式將其整體合并于此。
[0010] 本申請是 2013 年 12 月 21 日提出且題為"??ΜΕSPACEDINFRAREDIMAGE ENHANCEMENT"的美國專利申請No. 14/138, 040的部分繼續(xù)申請案，通過引用的方式將其整 體合并于此。
[0011] 美國專利申請No. 14/138,040要求2013年3月15日提出且題為"??ΜΕSPACED INFRAREDIMAGEENHANCEMENT"的美國臨時專利申請No. 61/792, 582的權(quán)益，通過引用的方 式將其整體合并于此。
[0012] 美國專利申請No. 14/138,040的還要求2012年12月26日提出且題為"??ΜΕ SPACEDINFRAREDIMAGEENHANCEMENT" 的美國臨時專利申請No. 61/746, 069 的權(quán)益，通過 引用的方式將其整體合并于此。
[0013] 本申請是 2013 年 12 月 21 日提出且題為"INFRAREDIMAGINGENHANCEMENTWITH FUSION"的美國專利申請No. 14/138, 052的部分繼續(xù)申請案，通過引用的方式將其整體合 并于此。
[0014] 美國專利申請No. 14/138,052要求2013年3月15日提出且題為"INFRARED IMAGINGENHANCEMENTWITHFUSION"的美國臨時專利的申請No. 61/793,952的權(quán)益，通過 引用的方式將其整體合并于此。
[0015] 美國專利申請No. 14/138, 052還要求2012年12月26日提出且題為"INFRARED IMAGINGENHANCEMENTWITHFUSION"的美國臨時專利申請No. 61/746, 074的權(quán)益，通過引 用的方式將其整體合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0016] 本申請涉及傳感器，尤其涉及用于電氣柜的攝像機監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0017] 工廠廠房，辦公室等內(nèi)的配電系統(tǒng)通常包括許多用于容納諸如隔離開關(guān)和斷路器 的開關(guān)設(shè)備的機殼（例如，電氣柜）是常見的。檢查開關(guān)設(shè)備對于安全來說非常重要。例 如，開關(guān)設(shè)備過熱是引起建筑火災(zāi)的主要原因。因此，通常要進行電氣柜的定期檢查和維 護。
[0018] 電氣開關(guān)設(shè)備的檢查涉及利用紅外攝像機查找熱的熱點。但是，為安全起見，在機 柜打開之前，一般必須關(guān)閉電源，因此，這項檢查是一個繁瑣的過程。相應(yīng)地，現(xiàn)有技術(shù)中 需要改進的電氣柜熱監(jiān)測系統(tǒng)和技術(shù)。 【實用新型內(nèi)容】
[0019] 根據(jù)本公開文本的一個方面，一種用于機柜的監(jiān)測系統(tǒng)包括：紅外攝像機，其配置 成捕獲放置在機柜的內(nèi)部腔室中的電氣設(shè)備的至少一部分的熱圖像；以及通信接口，其配 置成傳輸來自紅外攝像機的熱圖像以供用戶外部查看。
[0020] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，一種監(jiān)測機柜內(nèi)部腔室的方法包括：通過紅外攝 像機捕獲放置在機柜內(nèi)部腔室中的電氣設(shè)備的至少一部分的熱圖像；以及通過通信接口傳 輸來自紅外攝像機的熱圖像以供用戶外部查看。
[0021] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，提供一種用于電氣柜的監(jiān)測系統(tǒng)，其包括：用于接 收來自電氣柜內(nèi)的導(dǎo)體的電磁能的電磁耦合器；用于從電磁耦合器收獲電能的能量收獲電 路；用于存儲收獲的電能并為監(jiān)控系統(tǒng)供電的電池；以及配置成對電氣柜的內(nèi)部進行熱成 像的紅外攝像機。
[0022] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，提供一種監(jiān)測電氣柜的方法，其包括：從電氣柜內(nèi) 的至少一個導(dǎo)體收獲電磁能；將收獲的電磁能存儲在儲能裝置中；對由儲能裝置提供能量 的電器柜的內(nèi)部進行熱成像；以及將熱圖像無線地傳輸至遠程系統(tǒng)。
[0023] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，一種系統(tǒng)包括：紅外攝像機，其配置成捕獲放置在 機柜的內(nèi)部腔室中的電氣設(shè)備的至少一部分的熱圖像；非熱攝像機，其配置成捕獲放置在 機柜的內(nèi)部腔室中的電氣設(shè)備的至少一部分的非熱圖像；以及通信接口，其配置成傳輸熱 圖像和非熱圖像以供用戶外部查看。
[0024] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，一種方法包括：用紅外攝像機捕獲放置在機柜的 內(nèi)部腔室中的電氣設(shè)備的至少一部分的熱圖像；用非熱攝像機捕獲放置在機柜的內(nèi)部腔室 中的電氣設(shè)備的至少一部分的非熱圖像；以及用通信接口傳輸熱圖像和非熱圖像以供用戶 外部查看。
[0025] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，一種用于機柜的監(jiān)測系統(tǒng)包括：紅外攝像機，其配 置成捕獲放置在機柜的內(nèi)部腔室中的電氣設(shè)備的至少一部分的熱圖像；非熱攝像機，其配 置成捕獲放置在機柜的內(nèi)部腔室中的電氣設(shè)備的至少一部分的非熱圖像；和通信接口，其 配置成傳輸熱圖像和非熱圖像以供用戶外部查看。
[0026] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，用于機柜的監(jiān)測系統(tǒng)進一步包括配置為產(chǎn)生組合 圖像的處理器，該組合圖像包括來自非熱圖像的可見光譜特征和來自熱圖像的輻射測定 分量的熱特征。
[0027] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，組合圖像包括：編碼成組合圖像的亮度分量的非 熱圖像的高空間頻率含量；和編碼成組合圖像的亮度分量的和/或編碼成組合圖像的色度 分量的輻射測定分量。
[0028] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，組合圖像包括編碼成組合圖像的色度分量的非熱 圖像的色度分量；輻射測定分量包括熱圖像的亮度分量；組合圖像包括含有輻射測定分量 和可見光譜圖像的亮度分量的混合圖像數(shù)據(jù)；和混合圖像數(shù)據(jù)被編碼成組合圖像的亮度分 量。
[0029] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，用于機柜的監(jiān)測系統(tǒng)進一步包括配置成顯示組合 圖像的用戶可視屏幕。
[0030] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，用戶可視屏幕安裝在機柜的外表面上。
[0031] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，用戶可視屏幕遠離機柜。
[0032] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，用于機柜的監(jiān)測系統(tǒng)進一步包括：附加紅外攝像 機，其配置成捕獲電氣設(shè)備的相應(yīng)部分的附加熱圖像；附加非熱攝像機，其配置成捕獲電氣 設(shè)備的相應(yīng)部分的附加非熱圖像；和其中通信接口被配置成傳輸附加熱圖像和附加非熱圖 像供用戶外部觀看。
[0033] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，非熱攝像機包括可見光攝像機。
[0034] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，用于機柜的監(jiān)測系統(tǒng)進一步包括：電磁耦合器，其 配置成從機柜內(nèi)的至少一個導(dǎo)體接收電磁能量；能量收獲電路，其配置成從電磁耦合器提 供電力；電池，其配置成給紅外攝像機和非熱攝像機供以電力。
[0035] 根據(jù)本公開文本的另一個方面，熱圖像是電氣設(shè)備的至少一部分的未模糊的熱圖 像；和該系統(tǒng)還包括處理器，該處理器配置為：基于由熱攝像機捕獲的故意模糊的熱圖像， 確定多個非均勻校正項，和將該非均勻校正項應(yīng)用于未模糊的熱圖像，以從未模糊的熱圖 像去除噪聲。
[0036] 本實用新型的保護范圍由權(quán)利要求限定，其并入該部分作為參考。通過參照下面 一個或多個實施方式的詳細描述，將使本領(lǐng)域技術(shù)人員更完整地理解本實用新型的實施方 式，并能知曉其額外的優(yōu)勢。下面將參照后附的附圖頁，首先對其作簡要描述。
【附圖說明】
[0037] 圖1示意了根據(jù)本公開文本實施方式的監(jiān)測系統(tǒng)的示例。
[0038] 圖2示意了根據(jù)本公開文本實施方式的配置成在電氣柜監(jiān)測系統(tǒng)中實現(xiàn)的紅外 成像模塊。
[0039] 圖3示意了根據(jù)本公開文本實施方式的確定NUC項的各種操作的流程圖。
[0040] 圖4示意了根據(jù)本公開文本實施方式的監(jiān)測系統(tǒng)的另一示例。
[0041] 圖5-6示意了根據(jù)本公開文本實施方式的顯示系統(tǒng)的示意性用戶界面。
[0042]圖7示出了根據(jù)本公開實施例的具有熱和非熱成像能力的攝像機的監(jiān)測系統(tǒng)的 示例。
[0043]圖8示出了根據(jù)本公開實施例的具有熱和非熱成像能力的多光譜攝像機的示例。
[0044]圖9示出了根據(jù)本公開實施例的具有熱和非熱成像能力的多光譜攝像機的另一 示例。
[0045]圖10示出了根據(jù)本公開實施例的具有熱和非熱成像能力的多光譜攝像機的、圖1 所示類型的監(jiān)測系統(tǒng)的示例。
[0046]圖11示出了根據(jù)本公開實施例的具有熱和非熱成像能力的多光譜攝像機的、圖4 所示類型的監(jiān)測系統(tǒng)的示例。
[0047]圖12示出了根據(jù)本公開實施例的具有熱和非熱成像能力的各種攝像機的、圖4所 示類型的監(jiān)測系統(tǒng)的另一示例。
[0048] 圖13示出了根據(jù)本公開實施例的示出如何捕獲和組合熱和非熱圖像的流程圖。
[0049] 圖14示出了根據(jù)本公開實施例的用于捕獲和組合熱圖像和非熱圖像以形成多光 譜圖像的過程的流程圖。
[0050] 圖15示出了根據(jù)本公開實施例的用于處理熱圖像和非熱圖像的過程的流程圖。
[0051] 圖16示出了根據(jù)本公開實施例的增強場景的紅外成像的各種操作的流程圖。
[0052] 圖17示出了根據(jù)本公開實施例的增強場景的紅外成像的各種操作的流程圖。
[0053] 圖18示出了根據(jù)本公開實施例的適于成像場景的成像系統(tǒng)的框圖。
[0054]圖19示出了根據(jù)本公開實施例的用于適于成像場景的成像模塊的監(jiān)測系統(tǒng)的框 圖。
[0055] 圖20示出了根據(jù)本公開實施例的適于成像場景的成像模塊的布局的框圖。
[0056] 通過參照下面一個或多個實施方式的詳細描述，將使本領(lǐng)域技術(shù)人員更完整地理 解本實用新型的實施方式，并能知曉其額外的優(yōu)勢。下面將參照后附的附圖頁，首先對其作 簡要描述。
【具體實施方式】
[0057] 為了解決熱監(jiān)測技術(shù)中的缺陷，公開了一種紅外攝像機，其配置成永久地與電氣 柜集成。以這種方式，可進行連續(xù)熱監(jiān)測，無需任何電氣系統(tǒng)關(guān)機。為了提供更大的便利， 紅外攝像機可通過電能收集（powerscavenging)技術(shù)供電，使得無需更換電池。在一些實 施方式中，紅外攝像機可以通過在該電能收集技術(shù)上增加，或替換為電氣柜內(nèi)的物理電氣 連接來供電。在一些實施例中，可以設(shè)置多個紅外攝像機。在某些實施例中，還可將非熱攝 像機配置為與電氣柜永久集成。在一些實施例中，非熱攝像機可通過電能收集技術(shù)供電，使 得無需更換電池。在一些實施例中，紅外攝像機和非熱攝像機可包含在共用的多光譜攝像 機封裝中。
[0058] 在一些實施例中，可提供一個或多個紅外（例如，熱）攝像機和一個或多個非熱感 攝像機（例如，可見光攝像機或其他類型的非熱成像器）以監(jiān)測電氣柜。例如，紅外攝像機 和非熱攝像機可被提供小形狀因子成像模塊。非熱成像攝像機可用例如響應(yīng)非熱頻譜中 的輻射（例如，可見光波長、紫外線波長和/或其他非熱波長中的輻射）的一個或多個傳 感器和/或傳感器陣列實現(xiàn)。例如，在一些實施例中，非熱成像攝像機可用電荷耦合器件 (CXD)傳感器、電子倍增CXD(EMCXD)傳感器、互補金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS)傳感器、科學(xué)的 CMOS(sCMOS)傳感器或其他的濾波器和/或傳感器實現(xiàn)。
[0059] 在一些實施例中，非熱攝像機可與紅外成像模塊共同布置并將它們定向，使得非 熱攝像機的視野（F0V)至少部分重疊紅外成像模塊的F0V。在一個實例中，根據(jù)2012年12 月31日提出的美國臨時專利申請No. 61/748, 018所描述的各種技術(shù)，紅外成像模塊和非 熱攝像機可被實現(xiàn)為共享公共基底的雙傳感器模塊，上述專利申請通過援引并入本文。
[0060] 對于具有這種非熱光攝像機的實施例，各種部件（例如，一個或多個處理部件）可 被配置成疊加、融合、混合或其它方式組合紅外成像模塊所捕獲的紅外圖像（例如，包括熱 圖像）和非熱攝像機所捕獲的非熱圖像（例如，包括可見光圖像），不管是在基本同一時間 還是在不同時間（例如，時間間隔在幾時、幾天、白天與夜間，等）捕獲的。
[0061] 在一些實施例中，可處理熱和非熱圖像以產(chǎn)生組合圖像（例如，在一些實施例中， 對這些圖像執(zhí)行的一個或多個處理）。例如，可執(zhí)行基于場景的NUC處理（如下文進一步所 述），可執(zhí)行真彩色處理，和/或可執(zhí)行高對比度的處理。
[0062] 對于真彩色處理，可根據(jù)在一些實施例中由用戶和/或機器調(diào)節(jié)的混合參數(shù)，通 過例如將熱圖像的輻射測定分量與非熱圖像的對應(yīng)分量混合在一起，而將熱圖像與非熱圖 像混合在一起。例如，根據(jù)混合參數(shù)可組合熱和非熱圖像的亮度或色度分量。在一個實施例 中，這種混合技術(shù)可被稱為真彩色紅外成像。例如，在白天成像時，混合圖像可包括含有亮 度分量和色度分量的非熱彩色圖像，其亮度值由熱圖像的亮度值替代和/或與其混合。來 自熱圖像的亮度數(shù)據(jù)的使用使得真實的非熱彩色圖像的強度基于物體的溫度變亮或變暗。 如此，這些混合技術(shù)為白天或可見光圖像提供了熱成像。
[0063] 對于高對比度處理，高空間頻率含量可從一幅或多幅熱和非熱圖像中獲得（例 如，通過執(zhí)行高通濾波、差分成像和/或其他技術(shù)）。組合圖像可包括熱圖像的輻射測定分 量和混合分量，該混合分量包括根據(jù)在一些實施例中由用戶和/或機器調(diào)節(jié)的混合參數(shù)， 與高空間頻率含量混合在一起的場景的紅外（例如，熱）特征。在一些實施例中，通過將高 空間頻率含量疊加到熱圖像上，可將非熱圖像的高空間頻率含量與熱圖像混合在一起，其 中高空間頻率含量取代或覆蓋對應(yīng)于存在高空間頻率含量的熱圖像的那些部分。例如，高 空間頻率含量可包括在場景的圖像中所描繪的物體的邊緣，但不可存在這種物體的內(nèi)部。 在這種實施例中，混合圖像數(shù)據(jù)可簡單包括隨后將被編碼成組合圖像的一個或多個分量的 高空間頻率含量。
[0064]例如，熱圖像的輻射測定分量可以是該熱圖像的色度分量，高空間頻率含量可來 自非熱圖像的亮度和/或色度分量。在該實施例中，組合圖像可包括編碼成組合圖像的色 度分量的輻射測定分量（例如，熱圖像的色度分量）和直接編碼（例如，沒有熱圖像貢獻的 混合圖像數(shù)據(jù)）成組合圖像的亮度分量的高空間頻率含量。通過這樣做，可以保留熱圖像 的輻射測定分量的輻射校準。在類似的實施例中，混合圖像數(shù)據(jù)可包括加入熱圖像的亮度 分量的高空間頻率含量和編碼成結(jié)果組合圖像的亮度分量的結(jié)果混合數(shù)據(jù)。
[0065] 例如，下列申請中公開的各種技術(shù)可用在各種實施例中：2009年6月3日提出的 美國專利申請No. 12/477,828的；2010年4月23日提出的美國專利申請No. 12/766,739 的；2011年5月11日提出的美國專利申請No. 13/105,765 ;2012年4月2日提出的美國專 利申請No. 13/437,645 ;2011年4月8日提出的美國臨時專利申請No. 61/473,207 ;2012年 12月26日提出的美國臨時專利申請No. 61/746,069 ;2012年12月26日提出的美國臨時專 利申請No. 61/746,074 ;2012年12月31日提出的美國臨時專利申請No. 61/748,018 ;2013 年3月15日提出的美國臨時專利申請No. 61/792,582 ;2013年3月15日提出的美國臨時 專利申請如.61/793,952;2011年4月21日提出的國際專利申請如.？(：17^?2011/056432 ; 2013年9月25日提出的美國臨時專利申請No. 61/882,546 ;2013年4月3日提出的國際 專利申請吣}〇1/1