CN104483026A - 在线分析报警式红外热像仪 - Google Patents

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赵纪民
许毅
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Abstract

本发明提供的一种在线分析报警式红外热像仪，包括热成像探测器组件、机芯组件和外壳部件。热成像探测器组件包括热成像探测器、镜头接圈，设置在热像仪的前端，可对镜头进行调焦和变倍操作；机芯组件包括：机芯支架、机芯，其中机芯内部包含4块内置电路板，包括核心板、接口板、电源板、上层板；核心板执行对红外图像的分析计算及控制功能，接口板对外提供网口、USB及其RS485串口用来执行与外界接口的数据交互，电源板对其他各电路板执行安全供电功能，上层板是对电路板的辅助以保证机芯正常供电；本发明的红外热像仪能够针对采集到的红外视频图像进行计算分析，有效监控目标环境的温度变化并根据设置的报警条件及时报警。

Description

在线分析报警式红外热像仪
技术领域
本发明涉及一种红外热像仪，特别是涉及一种支持在线分析计算并实时报警的红外热像仪。
背景技术
目前，视频监控及报警系统已经在公共安全的各个领域中广泛使用，这使得人民的安全环境在很大程度上得到了提高。现在的视频监控系统主要采用的是可见光摄像机和人工监视、录像结合的方式进行日常的安全防护。但由于可见光摄像机在恶劣天气或照度较低的条件下很难滤除干扰获取有用的视频图像，因此使得整个安防系统在夜间或恶劣天气下的防范能力降低。
在线分析报警式红外热像仪通过针对非制冷红外热像仪采集的红外视频图像进行处理分析，使得系统可在夜间或恶劣天气条件下工作，不仅节省大量的人力，同时可实现全天时全天候实时报警，不仅弥补了现有视频监控系统的不足，而且提高了安防系统的自动化程度，具有非常重要的作用，并具有广阔的市场。
发明内容
本发明提供了一种在线分析报警式红外热像仪，能够针对采集到的红外视频图像进行计算分析，有效监控目标环境的温度变化并根据设置的报警条件及时报警。
为实现上述目的，本发明提供一种在线分析报警式红外热像仪，该红外热像仪包括热成像探测器组件、机芯组件和外壳部件。热成像探测器组件包括热成像探测器、镜头接圈，设置在热像仪的前端，可对镜头进行调焦和变倍操作；机芯组件包括：机芯支架、机芯，其中机芯内部包含4块内置电路板，包括核心板、接口板、电源板、上层板；核心板执行对红外图像的分析计算及控制功能，接口板对外提供网口、USB及其RS485串口用来执行与外界接口的数据交互，电源板对其他各电路板执行安全供电功能，上层板是对电路板的辅助以保证机芯正常供电；外壳部件由前壳、中壳、后壳、网板及防水螺栓组成，其中前壳、中壳、后壳和防水螺栓将机芯置于封闭的壳体内部，机芯接口板中的网口连接至外部的网板以便外置的网络接口可连接至机芯。
根据本发明的实施例，所述热成像探测器组件中的热成像探测器可通过电路板中的核心板实现镜头的变倍和聚焦功能。具体为核心板接收相应的命令信号控制与探测器相连的变倍步进电机组件和聚焦步进电机组件，从而驱使热成像探测器执行变倍和聚焦的功能。
根据本发明的实施例，所述机芯组件中的机芯支架用来固定与外壳部件的位置，避免机芯内部的内置电路板振动。其中机芯组件中的机芯包含4块内置电路板，分别是核心板、接口板、电源板和上层板。其中核心板对热成像探测器采集到的红外图像进行分析计算的功能有：
       （1）计算采集红外图像的全局最高温度，并与设置在核心板RAM中的温度阈值进行比较，再通过设置在核心板RAM中的阈值报警条件判断是否进行报警，并执行某一级别的报警；
       （2）设置核心板RAM中的报警区域，计算采集红外图像的局部最高温度，并与设置在核心板RAM中的局部温度阈值进行比较，再通过设置在核心板RAM中的局部阈值报警条件判断是否进行报警，并执行某一级别的报警；
       （3）设置核心板RAM的温度灵敏度，即是否进行判断报警条件的像素个数，核心板通过计算达到报警条件的像素个数是否达到设置的温度灵敏度再判断报警条件；
       （4）核心板实时采集红外图像的区域的温升速率，并通过设置的温升速率阈值和温升速率报警分析间隔判断执行某一级别的报警；
       （5）通过标定红外图像中二维矩阵的点的空间坐标，从而计算红外图像中各点的空间坐标；
其中接口板包含网口、USB接口及其RS485串口，用来执行与外界接口的数据交互；电源板和上层板对其他电路板进行正常供电，保证各电路板正常稳定的工作。
根据本发明的实施例，所述外壳部件由前壳、中壳、后壳、网板及防水螺栓组成，其中前壳和机芯支架将机芯固定在前端，中壳包裹在机芯的周围，网板置于中壳的一端以便于机芯内置接口板的网口可连接至网板，后壳及防水螺栓将置于机芯的后端，从而将机芯密封。其中前壳中置入三个指示灯，分别是电源指示灯、故障指示灯和报警指示灯。其中电源指示灯表示电源正常供电，故障指示灯表示机芯发生故障，报警指示灯根据设置分别以常亮、频闪等方式显示报警状态。
附图说明
图1为本发明在线分析报警式红外热像仪的拆分示意图。
图2为本发明在线分析报警式红外热像仪的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和例图，对本发明的实施例做进一步详细地说明。再次，本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
图2为本发明的在线分析报警式红外热像仪的结构示意图，在此后的说明中均以该结构示意图中所述的方位为准，规定此时红外镜头所处的方位为前方。
如图1所示该红外热像仪包括热成像探测器组件、机芯组件和外壳部件。其中热成像探测器组件包括热成像探测器（1）、镜头接圈（2），设置在热像仪的前端，镜头接圈将热成像探测器（1）和前壳（3）连接。机芯组件包括：机芯支架（4）、机芯（5），其中机芯支架（4）置于前壳（3）的两端，用于连接机芯（5）与前壳（3）并固定机芯（5）的位置，其中机芯（5）内部包含4块电路板。外壳部件由前壳（3）、中壳（6）、后壳（8）、网板（7）及防水螺栓（9）组成，其中中壳（6）和网板（7）将机芯（5）包围，后壳（8）和防水螺栓（9）置于热像仪的后端，将机芯（5）置于封闭的壳体内部，机芯接口板中的网口连接至外部的网板。其中前壳中置入三个指示灯，分别是电源指示灯（10）、故障指示灯（11）和报警指示灯（12）。
在本实施例的热成像探测器组件中，热成像探测器（1）可通过电路板中的核心板实现镜头的变倍和聚焦功能。具体为核心板接收相应的命令信号控制与探测器相连的变倍步进电机组件和聚焦步进电机组件，从而驱使热成像探测器（1）执行变倍和聚焦的功能。
在本实施例中，所述指示灯有3个，分别是电源指示灯（10）、故障指示灯（11）和报警指示灯（12），它们均置于前壳底部。其中电源指示灯表示电源正常供电，故障指示灯表示机芯发生故障，报警指示灯根据设置分别以常亮、频闪等方式显示报警状态。
在本实施例的机芯（5）中所述包含的4块电路板分别是核心板、接口板、电源板和上层板。核心板执行对红外图像的分析计算及控制功能，接口板对外提供网口、USB及其RS485串口用来执行与外界接口的数据交互，电源板对其他各电路板执行安全供电功能，上层板是对电路板的辅助以保证机芯正常供电。
在本实施例中，所述外壳部件由前壳（3）、中壳（6）、后壳（8）、网板（7）及防水螺栓（9）组成，其中中壳（6）和网板（7）将机芯（5）包围，后壳（8）和防水螺栓（9）置于热像仪的后端，将机芯（5）置于封闭的壳体内部，机芯接口板中的网口连接至外部的网板。
本发明的在线分析报警式红外热像仪中的机芯组件中涉及非常多的电路功能模块，在机芯中合理设置电路功能模块的位置和结构使得该热像仪达到稳定的物理和电性连接。
本发明的在线分析报警式红外热像仪，能够针对采集到的红外视频图像进行计算分析，有效监控目标环境的温度变化并根据设置的报警条件及时报警，并具有很高的稳定性和可靠性。
尽管前面结合附图对本发明的多个示例性实施例进行了具体描述，但可以理解的是在本公开内容的远离的精神和范围之内，本领域技术人员完全可以推导出许多其他变化和实施例。尤其是可以在该附图和所附权利要求的范围内对组件和/或附件的设置组合进行多种变化和改进。除组件和/或附件的变化和改进之外，其他可选择的应用对于本领域技术人员而言也是显而易见的。

Claims (4)

1.一种在线分析报警式红外热像仪，其特征在于，包括热成像探测器组件、机芯组件和外壳部件；热成像探测器组件包括热成像探测器（1）、镜头接圈（2），热成像探测器组件设置在热像仪的前端，可对镜头进行调焦和变倍操作；机芯组件包括：机芯支架（4）、机芯（5），其中机芯内部包含4块内置电路板，分别为核心板、接口板、电源板、上层板；核心板执行对红外图像的分析计算及控制功能，接口板对外提供网口、USB及其RS485串口用来执行与外界接口的数据交互，电源板对其他各电路板执行安全供电功能，上层板是对电路板的辅助以保证机芯正常供电；外壳部件由前壳（3）、中壳（6）、后壳（8）、网板（7）及防水螺栓（9）组成，其中前壳（3）、中壳（6）、后壳（8）和防水螺栓（9）将机芯（5）置于封闭的壳体内部，机芯接口板中的网口连接至外部的网板（7）以便外置的网络接口可连接至机芯。
2.  根据权利要求1所述的在线分析报警式红外热像仪，其中所述热成像探测器组件中的热成像探测器（1）可通过电路板中的核心板实现镜头的变倍和聚焦功能；具体为核心板接收相应的命令信号控制与探测器相连的变倍步进电机组件和聚焦步进电机组件，从而驱使热成像探测器（1）执行变倍和聚焦的功能。
3. 根据权利要求1所述的在线分析报警式红外热像仪，其中所述机芯组件中的机芯支架（4）用来固定与外壳部件的位置，避免机芯（5）内部的内置电路板振动；其中核心板对热成像探测器（1）采集到的红外图像进行分析计算的功能有：
    （1）计算采集红外图像的全局最高温度，并与设置在核心板RAM中的温度阈值进行比较，再通过设置在核心板RAM中的阈值报警条件判断是否进行报警，并执行某一级别的报警；
    （2）设置核心板RAM中的报警区域，计算采集红外图像的局部最高温度，并与设置在核心板RAM中的局部温度阈值进行比较，再通过设置在核心板RAM中的局部阈值报警条件判断是否进行报警，并执行某一级别的报警；
    （3）设置核心板RAM的温度灵敏度，即是否进行判断报警条件的像素个数，核心板通过计算达到报警条件的像素个数是否达到设置的温度灵敏度再判断报警条件；
    （4）核心板实时采集红外图像的区域的温升速率，并通过设置的温升速率阈值和温升速率报警分析间隔判断执行某一级别的报警；
    （5）通过标定红外图像中二维矩阵的点的空间坐标，从而计算红外图像中各点的空间坐标；
其中接口板包含网口、USB接口及其RS485串口，用来执行与外界接口的数据交互；电源板和上层板对其他电路板进行正常供电，保证各电路板正常稳定的工作。
4.根据权利要求1所述的在线分析报警式红外热像仪，其中前壳（3）和机芯支架（4）将机芯（5）固定在前端，中壳（6）包裹在机芯（5）的周围，网板（7）置于中壳（6）的一端以便于机芯内置接口板的网口可连接至网板（7），后壳（8）及防水螺栓（9）将置于机芯（5）的后端，从而将机芯密封；其中前壳中置入三个指示灯，分别是电源指示灯（10）、故障指示灯（11）和报警指示灯（12）；其中电源指示灯表示电源正常供电，故障指示灯表示机芯发生故障，报警指示灯根据设置分别以常亮、频闪方式显示报警状态。
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