[发明专利]即时红外热图中被监测目标位置的确定方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于红外监测技术领域，涉及基于红外线的全景温度监测技术，具体的说，是公开了一种应用于基于红外线的全景温度监测系统中的即时红外热图中被监测目标位置的确定方法。

技术背景

根据物体的热辐射现象，利用红外线热成像设备检测物体温度，以实现对物体的温度的监控的技术，已被广泛应用在各种生产和生活中。目前，基于红外线的温度监测技术的产品主要分为两大类，一类是便携式热成像温度检测设备，需手持操作检测被测目标，然后对检测获得的热图像在后台PC机上进行的分析和诊断，属于间断性的监测，其缺点是不能对热分布场进行实时监控和故障性质的诊断等，这往往会造成监视延误而引起比较大财产损失。另外使用便携式热成像温度检测设备，需要操作人员频繁往返于被监测现场和后台PC机所在地，容易造成操作工人疲劳或者导致诊断不及时等问题。另一类是在线式红外监控系统，该系统包括在线式红外热像仪，和控制在线式红外热像仪采集红外热像并对采集的红外热像进行存储、分析、诊断的后台控制系统。在线式红外监控系统是人工智能、在线监测技术、红外热成像技术进一步发展的成果，它使得在带电设备在不停电的情况下，对其进行自动安全检测成为可能。尤其适用于高电压设备的状态检修、安全运行监测及无人值守变电站等工作状况监测。新的《带电设备红外诊断应用规范》也专门对在线型热像仪提出了要求(8.6在一段时间内使用红外热像仪连续检测某被测设备，观察设备温度随负载、时间等因素变化的方法)。

使用在线式红外监控系统时，如果被监测区域的范围小于红外热像仪的镜头视角，则红外热成像仪镜头无需转动，可以将红外热像仪固定装配在合适位置即可。但是由于在线式红外监控系统成本偏高，为了提高监控系统的利用率，一般将其用于大范围的全景监控中，通过转动红外热像仪镜头的方式，对被监控区域进行全方位时时监控。此时，红外热像仪则需要安装在云台装置上，由后台控制系统通过云台装置控制红外热像仪巡航扫描整个被监控区域。在红外热像仪巡航扫描过程中，记录各即时热像图中被监控目标的即时温度信息，最终实现全景监控。显然，在使用在线式红外监控系统对大范围区域进行全景监控时，确定即时热像图中被监控目标的位置，是实现设备温度监控的关键所在。

目前，确定即时热像图中被监控目标的位置所采用的方法主要有两种。

第一种方法是：首先以被监控区域中的某一点做为坐标原点构建被监控区域的坐标系，确定各监控目标在被监控区域的坐标系中坐标参数；然后精确安装红外热像仪云台装置，使云台装置的预置位精确对应被监控区域坐标系中某一特定坐标；测定云台转角与被监控区域坐标系坐标对应关系；根据即时热像图取像时的云台转角参数和监控目标在被监控区域的坐标系中坐标参数计算获得即时热像图中包括哪些监控目标及其在即时热像图中的对应位置。

第二种方法是：首先预先设定红外热像仪的所有取像角；然后逐一在红外热像仪从各取像角获取的热像图中手工标定被监控目标的位置。当系统运行时，红外热像仪仅在预先设定的各取像角循环取像，然后记录各即时热像图中被监控目标的工作温度信息。

分析以上两种方法不难得出，现有的两种确定即时热像图中被监控目标的位置的方法均依赖于云台装置的预置位参数和转角参数，被监控目标位置确定的精度取决于云台装置的转角精度。然而云台装置的转动是由电动机驱动机齿轮传动系统实现的，齿轮系统的传动误差以及交流电频率的波动变化导致云台装置的预置位精度和转角精度有限，一般的云台预置位精度参数都是小于等于1.5°。这样的误差会导致在距离红外热像仪20米外的设备在调用预置位参数和转角参数时在图像的空间位置上产生0.5米的误差，如此而获得设备工作温度与设备真正工作温度将存在较大的偏差。由此可见，对于基于以上两种方法的在线式红外监控系统来说，进一步提高监控精度已经受到了难以进一步提高云台装置精度这一技术瓶颈的严重限制。

因此，如何减少或避免云台的性能和精度对检测结果的影响，成为一个及待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决传统在线式红外监控系统在被监测目标定位上的不足，提供一种可以在即时红外热图中精确定位被监测目标的方法。同时提供一种基于本发明的精确定位方法的监控系统，旨在提高监测系统的实用性能和可靠度。

为了实现上述目的，本发明公开了一种即时红外热图中被监测目标位置的确定方法，该方法包括如下步骤：

a.预先合成被监测区域的红外全景图；

b.在红外全景图中标定各被监测目标的位置；

c.将即时红外热图在红外全景图中进行位置配准，得出即时红外热图在红外全景图中的对应区域；