[发明专利]用于量化气体泄漏的系统和方法

权利要求书

1.一种气体量化系统，所述气体量化系统包括：

非暂时性存储器；和

逻辑装置，所述逻辑装置耦合到所述非暂时性存储器，其中，所述逻辑装置被配置为从所述非暂时性存储器读取指令，以使得所述气体量化系统执行操作，所述操作包括：

获得场景内的气体泄漏的气体羽流的图像，其中，所述图像内的每个像素指示与所述场景内的区域对应的气体浓度值；

确定所述图像上与所述气体泄漏的源头对应的位置；

基于所确定的所述气体泄漏的源头的所述位置在所述图像上布置离开边界，其中，所述离开边界至少横跨所述气体羽流的横截面延伸；以及

至少基于与所述离开边界重叠的所述像素的所述气体浓度值计算所述气体泄漏的气体泄漏率。

2.根据权利要求1所述的气体量化系统，其中，

所述气体羽流的所述图像是气体浓度长度图像；并且

所述气体浓度长度图像的每个像素指示在从所述场景的背景到捕获所述图像的照相机的对应路径中的所述气体羽流的长度上的气体浓度值的和；并且

气体量化系统还包括红外(IR)照相机，所述红外照相机被配置为捕获所述场景的红外图像，其中，所述图像是由所述红外照相机捕获的红外图像，其中，

所述红外照相机包括双波段检测器，所述双波段检测器被配置为捕获第一红外图像和第二红外图像，该第一红外图像表示具有用于所述气体羽流的高红外吸收或发射的第一波段中的红外辐射，所述第二红外图像表示具有用于所述气体羽流的低红外吸收或发射的第二波段中的红外辐射；并且

所述红外照相机被配置为基于所述第一红外图像和所述第二红外图像生成所述图像。

3.根据权利要求1所述的气体量化系统，其中，所述离开边界的所述布置包括：通过以下方式确定所述图像中气体浓度值的变化大致线性的所述气体羽流的区域：

使用霍夫变换确定直线，该直线与对应于所述气体泄漏的所述源头的所述位置和所述图像中的所述气体羽流内的位置相交；并且

分析沿着所确定的直线的像素中的气体浓度值的变化；并且

其中，所述离开边界包括第一圆的弧，该第一圆具有在所述气体泄漏的所述源头处的中心和从所述气体泄漏的所述源头延伸到一位置的半径，该位置在气体浓度值的所述变化大致线性的所述区域内，其中，所述操作还包括：

在所述图像上在比所述离开边界更远离所述气体泄漏的所述源头的图像位置处布置第二离开边界，其中，所述第二离开边界包括第二圆的弧，该第二圆具有在所述气体泄漏的所述源头处的中心和大于所述第一圆的半径；

基于与所述第二离开边界重叠的像素的所述气体浓度值计算第二气体泄漏率；以及

将计算出的气体泄漏率与计算出的第二气体泄漏率进行比较，以确定指示所述计算出的气体泄漏率多么准确的质量度量。

4.根据权利要求1所述的气体量化系统，其中，确定与所述气体泄漏的所述源头对应的所述图像上的所述位置包括：

接收用户输入，该用户输入指示与所述气体泄漏的所述源头对应的所述图像上的所述位置；或者

从所述图像确定与所述气体羽流中的边缘对应的多条直线；以及

将由所述多条直线中的至少两条相交的交点指定为与所述气体泄漏的所述源头对应的所述位置；或者

对于所述图像中与所述气体羽流对应的区域内的对应的多个像素计算多个光流速矢量；以及

将由所述多个光流速矢量中沿相反方向延伸的至少两个光流速矢量相交的交点指定为与所述气体泄漏的所述源头对应的所述位置。

5.根据权利要求1所述的气体量化系统，其中，

所述操作还包括：获得包括所述图像的一系列图像，所述一系列图像在时间上被顺序地捕获；

使用所述一系列图像来执行所述气体泄漏率的所述计算；

所述操作还包括：基于来自所述一系列图像的至少两个图像，对于与所述离开边界重叠的每个像素计算光流速矢量；并且

所述气体泄漏率的所述计算还基于计算出的光流速矢量。