[发明专利]使用热成像分析法的故障安全检测

说明书

提供了对所捕获的热图像进行处理以确定热图像是否表现出与环境影响和/或安全条件相关联的劣化的各种技术。在一个示例中，一种方法包括捕获场景的多个热图像。对热图像进行处理以生成与第一时间段和第二时间段相关联的第一背景图像和第二背景图像，以滤除在相关联时间段内发生的场景中的变化。对第一背景图像和第二背景图像进行边缘滤波以生成第一边缘图像和第二边缘图像。将第一边缘图像和第二边缘图像进行比较以确定与场景相关联的边缘的变化。响应于比较而选择性地在故障安全模式操作设备。还提供了另外的方法和相关系统。

相关申请的交叉引用

本申请主张于2016年9月29日提交的、题为“FAIL-SAFE DETECTION USINGTHERMAL IMAGING ANALYTICS”的美国临时专利申请No.62/401,702的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及热成像，并且更具体地，涉及响应于环境条件的热成像设备的操作。

背景技术

热相机通常用于帮助监测和检测各种环境中的感兴趣活动。例如，在交通管理的情况下，热相机可以捕获交通路口的热图像。可以对所捕获的热图像执行目标检测处理，以检测例如在交通路口处等待交通信号的车辆的存在。如果通过这种处理检测到了车辆，则控制系统可以操作交通信号以允许车辆前行通过交通路口。

如果所捕获的热图像劣化或不令人满意，则控制系统可能无法以可预测或期望的方式操作。例如，如果热相机布置在外部环境中，则它可能暴露于不断变化和有害的环境条件。这样的条件可以包括例如雨、雪、碎片或阻挡或遮挡热相机视场的其他材料的存在。在另一个示例中，可以移动热相机，使得其视场例如因风、物理冲击、人为操纵或其他因素而改变。

在任何这些情况下，实际存在于感兴趣区域中的目标(例如，在路口处等待的车辆)可以不必通过目标检测处理来识别。就此而言，车辆可能因热相机的视场中的材料而被遮挡，或者车辆甚至可能会因热相机的物理旋转或平移(导致其捕获不同的视场)而不存在于热相机的视场中。结果，车辆可能无法通过目标检测处理来正确识别。因此，控制系统可能无法响应于车辆来操作交通信号，因此车辆可能在交通信号处等待过度或无限期的时间段。

此外，在上述示例中，热相机本身实际上可以正常操作并且可以继续向适当的处理和控制系统提供热图像。然而，所捕获的图像本身仍然无法令人满意。结果，依赖于信号或功率损失的传统相机故障检测系统无法用于解决上述问题。

发明内容

提供了对所捕获的热图像进行处理以确定热图像是否表现出与环境影响和/或安全条件相关联的劣化的各种技术。例如，如果处理确定热图像不能可靠地用于目标检测，则可以将控制系统选择性地切换到在故障安全模式下操作。这些技术可以用于各种不同的应用，包括例如热交通相机的监测。

在一个实施例中，一种方法包括：捕获场景的多个热图像；对热图像进行处理以生成与第一时间段和第二时间段相关联的第一背景图像和第二背景图像，以滤除在相关联时间段内发生的场景中的变化；对第一背景图像和第二背景图像进行边缘滤波以生成第一边缘图像和第二边缘图像；将第一边缘图像和第二边缘图像进行比较以确定与场景相关联的边缘的变化；以及响应于比较而选择性地在故障安全模式下操作设备。

在另一个实施例中，一种系统：包括热相机，其被配置成捕获场景的多个热图像；存储部件，其被配置成存储热图像和多个机器可读指令；和处理器，其被配置成执行机器可读指令以：对热图像进行处理以生成与第一时间段和第二时间段相关联的第一背景图像和第二背景图像，以滤除在相关联时间段内发生的场景中的变化，对第一背景图像和第二背景图像进行边缘滤波以生成第一边缘图像和第二边缘图像，将第一边缘图像和第二边缘图像进行比较以确定与场景相关联的边缘的变化，并响应于比较而选择性地在故障安全模式下操作设备。