CN108955897A - 运动货运列车测温还原方法 - Google Patents

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    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
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Abstract

本发明公开了一种运动货运列车测温还原方法，其包括获取测量原始温度数据，构建待测物体真实温度还原模型，对测量原始温度数据进行还原处理，得到待测物体真实温度。本发明根据探测器进行测量时图像拖尾的多个像素点，将探测器的测量温度作为每个拖尾点对探测点热辐射形成温差的累积，构建待测物体真实温度还原模型，将测量原始温度数据进行还原处理，恢复后的温度更接近真实物体的探温效果，符合铁路运行货车探温的要求。

Description

运动货运列车测温还原方法
技术领域
本发明属于温度测量技术领域，具体涉及一种运动货运列车测温还原方法。
背景技术
目前市面上，红外探温器材只针对静止物体或超低速运动物体(低于10公里/时)，比如：国内知名红外摄像仪生产厂家高德红外的民用产品在时速25公里以上，测量误差较大。
发明内容
本发明的发明目的是：为了解决现有技术中存在的以上问题，本发明提出了一种运动货运列车测温还原方法。
本发明的技术方案是：一种运动货运列车测温还原方法，包括以下步骤：
A、获取待测物体在探测器上的测量原始温度数据；
B、根据探测器进行测量时图像拖尾的多个像素点，将探测器的测量温度作为每个拖尾点对探测点热辐射形成温差的累积，构建待测物体真实温度还原模型；
C、根据步骤B构建的待测物体真实温度还原模型对步骤A中测量原始温度数据进行还原处理，得到待测物体真实温度。
进一步地，所述步骤A中，在待测物体表面构建像素点矩阵，表示为
其中，wmn表示待测物体表面第m行第n列像素点的真实温度。
进一步地，所述步骤A中，将待测物体在探测器上的测量原始温度数据表示为
其中，Imn表示待测物体表面第m行第n列像素点在探测器上的测量原始温度。
进一步地，所述步骤B中，设定待测物体以一定速度进行运动，在探测器进行温度测量的单位时间内，待测物体表面有M个像素点通过探测器的同一观测点。
进一步地，所述步骤B中，将探测器的测量温度作为每个拖尾点对探测点热辐射形成温差的累积，表示为
Iij＝Δwij+Δwij+1+Δwij+2+···+Δwij+M+I
其中，Iij表示待测物体表面像素点(i,j)在探测器上的测量原始温度，Δwij表示待测物体表面像素点(i,j)的真实温度与当前观测点的温度差，I表示环境温度。
进一步地，所述步骤B中，待测物体真实温度还原模型表示为
wij＝Δwij+Δwij+1+Δwij+2+···+Δwij+M
其中，wij表示待测物体表面像素点(i,j)的真实温度。
本发明的有益效果是：本发明根据探测器进行测量时图像拖尾的多个像素点，将探测器的测量温度作为每个拖尾点对探测点热辐射形成温差的累积，构建待测物体真实温度还原模型，将测量原始温度数据进行还原处理，恢复后的温度更接近真实物体的探温效果，符合铁路运行货车探温的要求。
附图说明
图1是本发明的运动货运列车测温还原方法的流程示意图；
图2是待测物体的红外探测器成像与本发明还原后的成像对比示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明的运动货运列车测温还原方法的流程示意图。一种运动货运列车测温还原方法，包括以下步骤：
A、获取待测物体在探测器上的测量原始温度数据；
B、根据探测器进行测量时图像拖尾的多个像素点，将探测器的测量温度作为每个拖尾点对探测点热辐射形成温差的累积，构建待测物体真实温度还原模型；
C、根据步骤B构建的待测物体真实温度还原模型对步骤A中测量原始温度数据进行还原处理，得到待测物体真实温度。
在本发明的一个可选实施例中，上述步骤A首先获取待测物体在探测器上的测量原始温度数据；这里的待测物体设定为无限长恒温黑体，并忽略速度对待测物体温度测量的影响。
本发明在待测物体的矩形表面构建大小为(m*n)的像素点矩阵，表示为
其中，wmn表示待测物体表面第m行第n列像素点的真实温度。
并将待测物体在探测器上的测量原始温度数据表示为
其中，Imn表示待测物体表面第m行第n列像素点在探测器上的测量原始温度。
在本发明的一个可选实施例中，上述步骤B设定待测物体以一定速度V进行运动，在探测器上传感器进行温度测量的单位时间Δt内，待测物体表面将有M个像素点通过探测器的同一固定观测点。
本发明根据探测器进行测量时图像拖尾的多个像素点，将探测器的测量温度作为每个拖尾点对探测点热辐射形成温差的累积，表示为
Iij＝Δwij+Δwij+1+Δwij+2+···+Δwij+M+I
其中，表示待测物体表面像素点(i,j)在探测器上的测量原始温度，Δwij表示待测物体表面像素点(i,j)的真实温度与当前观测点的温度差，I表示环境温度。
因此可以得到待测物体表面任意三个像素点(i,j)、(i,j+1)、(i,j+2)在探测器上的测量原始温度，表示为
由于每一个像素点经过观测点时会产生热辐射改变观测点的温度，因此本发明将每一个像素点(i,j)在探测器上的测量原始温度Iij作为每一个拖尾像素点经过观测点的温差累计最终形成的温度，即当第1个像素点经过观测点时，观测点的环境温度I变为Iij′，当第2个像素点经过观测点时，观测点的环境温度I变为Iij″，依次类推，经过M个拖尾像素点最终得到探测器上的测量原始温度Iij。
因此当最后第M个拖尾像素点经过观测点时，观测点的环境温度Iij M与探测器上的测量原始温度Iij的关系为
其中，wij+M表示像素点(i,j)后第M个拖尾像素点的真实温度，f(Δt)表示热辐射能量转换函数。
根据上述关系，假设待测物体的运动速度V为无穷大，则第M个拖尾像素点经过观测点的limΔt＝0，即
再假设待测物体的运动速度V趋近于0，单位时间Δt趋近于无穷大，则即
根据上述两个公式可以得到
f(t)＝1-2-t
从而根据
可以得到
从式
的每一部分可以看出待测物体表面像素点(i,j)的真实温度为每一个方程分量的错位相加，从而得到待测物体真实温度还原模型为
wij＝Δwij+Δwij+1+Δwij+2+···+Δwij+M
其中，wij表示待测物体表面像素点(i,j)的真实温度。
在本发明的一个可选实施例中，上述步骤C根据步骤B构建的待测物体真实温度还原模型对步骤A中测量原始温度数据进行还原处理，即可得到待测物体真实温度。
如图2所示，为待测物体的红外探测器成像与本发明还原后的成像对比示意图。可以看出本发明对运行物体进行温度恢复，更加接近真实物体的探温效果，精度符合铁路运行货车探温的要求。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应待理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种运动货运列车测温还原方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、获取待测物体在探测器上的测量原始温度数据；
B、根据探测器进行测量时图像拖尾的多个像素点，将探测器的测量温度作为每个拖尾点对探测点热辐射形成温差的累积，构建待测物体真实温度还原模型；
C、根据步骤B构建的待测物体真实温度还原模型对步骤A中测量原始温度数据进行还原处理，得到待测物体真实温度。
2.如权利要求1所述的运动货运列车测温还原方法，其特征在于，所述步骤A中，在待测物体表面构建像素点矩阵，表示为
其中，wmn表示待测物体表面第m行第n列像素点的真实温度。
3.如权利要求2所述的运动货运列车测温还原方法，其特征在于，所述步骤A中，将待测物体在探测器上的测量原始温度数据表示为
其中，Imn表示待测物体表面第m行第n列像素点在探测器上的测量原始温度。
4.如权利要求3所述的运动货运列车测温还原方法，其特征在于，所述步骤B中，设定待测物体以一定速度进行运动，在探测器进行温度测量的单位时间内，待测物体表面有M个像素点通过探测器的同一观测点。
5.如权利要求4所述的运动货运列车测温还原方法，其特征在于，所述步骤B中，将探测器的测量温度作为每个拖尾点对探测点热辐射形成温差的累积，表示为
Iij＝Δwij+Δwij+1+Δwij+2+…+Δwij+M+I
其中，Iij表示待测物体表面像素点(i,j)在探测器上的测量原始温度，Δwij表示待测物体表面像素点(i,j)的真实温度与当前观测点的温度差，I表示环境温度。
6.如权利要求5所述的运动货运列车测温还原方法，其特征在于，所述步骤B中，待测物体真实温度还原模型表示为
wij＝Δwij+Δwij+1+Δwij+2+…+Δwij+M
其中，wij表示待测物体表面像素点(i,j)的真实温度。
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