CN112085724A - 一种基于bim及热图像的机柜温度测量方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法及其装置，涉及人工智能领域。该方法包括：分别采集档案存储机房区域的彩色图像和热图像；将彩色图像输入语义分割网络模型，输出机柜的语义分割图像；将机柜的语义分割图像作为遮罩裁剪热图像，得到机柜的热图像，进而获得相应机柜的感知温度；将感知温度与预设的温度阈值进行比较，判断感知温度是否异常，当所述感知温度异常时,生成感知温度预警信息。本发明能够对机柜感知温度进行实时测量，并在感知温度异常时，生成预警信息，提示管理人员及时采取措施，防止机柜温度过低或过高造成服务器损害及丢失大量档案数据信息。

Description

一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法及其装置

技术领域

本发明涉及人工智能领域，具体涉及一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法及其装置。

背景技术

档案存储机房数据中心的机柜微环境监测对于机房计算机运行非常重要。机柜微环境就是指机柜的内部环境，包括：温湿度、电力和烟雾。良好的机柜微环境有利于计算机服务器的顺利运行。

对于档案馆数字档案存储机房，其环境要求非常高，机柜温度过低可能会让计算机无法正常运行；机柜温度过高，也可能会导致其瘫痪，从而造成档案数据信息的丢失。

目前，对于机房各机柜温度检测一般是采用各类传感器进行采集，在机房的各个重要位置装设温度传感器设备。该方法存在的问题在于当硬件设备出现问题未及时发现，就会出现温度误检的现象，从而导致机房设备损坏。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法及其装置，所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法，应用于档案存储机房，包括以下步骤：

分别采集所述档案存储机房区域的彩色图像和热图像；采集的所述彩色图像和所述热图像对应相同的机房区域；所述彩色图像中包括至少一个机柜。

将所述彩色图像输入语义分割网络模型，输出机柜的语义分割图像。

将所述机柜的语义分割图像作为遮罩裁剪所述热图像，得到至少一个所述机柜的热图像，进而获得相应机柜的感知温度。

将所述感知温度与预设的温度阈值进行比较，判断所述感知温度是否异常，当所述感知温度异常时,生成感知温度预警信息。

进一步地，语义分割网络模型的训练过程如下：

对样本图像数据集中的目标进行标注，得到相应的标签；所述目标包括机柜和地面。

将所述样本图像和所述标签输入所述语义分割网络模型中进行训练；所述语义分割网络模型包括机柜感知编码器和机柜感知解码器，并采用损失函数优化网络参数。

进一步地，裁剪所述热图像之前，还包括以下步骤：

对所述热图像与所述彩色图像进行特征点匹配。

优选地，所述基于BIM及热图像的机柜温度测量方法还包括以下步骤：

利用传感器采集多个所述机柜的测量温度。

计算每个所述测量温度与相应的所述感知温度之间的误差；所述测量温度的采样时刻与所述感知温度所对应的热成像的采样时刻相同。

在判断出所述误差大于预设的误差阈值时，生成传感器异常信息。

第二方面，本发明实施例提供了一种基于BIM及热图像的机柜温度测量装置，应用于档案存储机房，包括：

图像采集模块，用于分别采集所述档案存储机房区域的彩色图像和热图像；采集的所述彩色图像和所述热图像对应相同的机房区域；所述彩色图像中包括至少一个机柜。

语义分割模块，用于将所述彩色图像输入语义分割网络模型，输出机柜的语义分割图像。

裁剪模块，用于将所述机柜的语义分割图像作为遮罩裁剪所述热图像，得到至少一个所述机柜的热图像，进而获得相应机柜的感知温度。以及

判断模块，用于将所述感知温度与预设的温度阈值进行比较，判断所述感知温度是否异常，当所述感知温度异常时,生成感知温度预警信息。

进一步地，所述语义分割模块还包括：

标注模块，用于对样本图像数据集中的目标进行标注，得到相应的标签；所述目标包括机柜和地面。以及

训练模块，将所述样本图像和所述标签输入所述语义分割网络模型中进行训练；所述语义分割网络模型包括编码器和解码器，并采用损失函数优化参数。

进一步地，所述裁剪模块还包括：

特征匹配模块，用于在进行裁剪前对所述热图像与所述彩色图像进行特征点匹配。

优选地，所述基于BIM及热图像的机柜温度测量装置还包括温度对比模块，所述温度对比模块包括：

传感器温度采集模块，用于利用传感器采集多个所述机柜的测量温度；

误差计算模块，用于计算每个所述测量温度与相应的所述感知温度之间的误差；所述测量温度的采样时刻与所述感知温度所对应的热成像的采样时刻相同；

异常判断模块，用于在判断出所述误差大于预设的误差阈值时，生成传感器异常信息。

本发明实施例至少具有如下有益效果：

本发明实施例采用机柜的语义分割图像作为遮罩裁剪出机柜的热图像，得到机柜的感知温度，解决了因温度传感器故障导致温度误检的技术问题。

本发明实施例在检测到感知温度异常时，生成预警信息，提示管理人员及时采取措施，防止机柜温度过低或过高造成服务器损害及丢失大量档案数据信息。

本发明实施例将温度传感器的测量温度与感知温度进行对比，判断传感器是否故障，及时提醒管理人员对传感器进行检查维修。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明一个实施例所提供的一种基于BIM及热成像的机柜温度测量方法流程图。

图2为本发明一个实施例所提供的语义分割网络模型训练流程图。

图3为本发明一个实施例提供的一种基于BIM及热成像的机柜温度测量装置结构框图。

图4为本发明一个实施例提供的电子设备示意图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法及其装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法及其装置的具体方案。

以档案馆的档案存储机房为例，在档案存储机房内部署多个摄像头，实现对机房内机柜的拍摄。

首先构建档案馆中档案存储机房的BIM模型及其信息交换模块，并通过WebGIS技术将档案存储机房内的场景展现在Web中进行可视化。机房管理人员可在Web上进行检索、查询和分析，便于工作人员实时了解档案馆档案存储机房中机柜的温度情况，防止机房温度过高或过低，造成的服务器损害以及丢失大量的档案数据信息。

上述信息交换模块是一种基于BIM的数据交换平台，包含档案存储机房生命周期各阶段涵盖的信息，包括相机感知信息、相应的地理位置信息以及当前环境的信息。该信息交换模块是一种BIM的数据库的访问模块，用于与外界进行信息交互，例如，在本发明实施例中摄像头以及传感器所采集的数据经过该信息交换模块存入BIM的数据库等。该信息交换模块可以采用多种形式，在此举例：可以是RESTful、MQ等多种信息交换形式，实施者可根据实际情况自主选择合适的信息交换方式。

上述档案存储机房的BIM模型是以档案存储机房信息数据为基础，建立起三维的机房模型，包含内部设施和传感器信息。

请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法流程图，包括如下步骤：

步骤S101：分别采集档案存储机房区域的彩色图像和热图像。

步骤S102：将彩色图像输入语义分割网络模型，输出机柜的语义分割图像。

步骤S103：将机柜的语义分割图像作为遮罩裁剪热图像，得到至少一个机柜的热图像，进而获得相应机柜的感知温度；

步骤S104：将感知温度与预设的温度阈值进行比较，判断感知温度是否异常，当感知温度异常时,生成感知温度预警信息。

本实施例的步骤S101包括：

使用普通摄像头采集机房区域的彩色图像，使用红外热像仪采集机房区域的热图像。所采集的彩色图像和热图像对应相同的机房区域。彩色图像中包含至少一个机柜。

本实施例中的彩色图像是RGB图像，作为其它实施方式，也可以采用Lab图像、CMYK图像等。

每个摄像头针对完整的机柜进行拍摄，摄像头的高度高于机柜高度。摄像头的数目根据摄像头拍摄范围的大小及机房的大小决定。

本实施例的步骤S102中语义分割网络模型包括机柜感知编码器和机柜感知解码器，并采用损失函数优化网络参数。

具体到本实施例中，上述语义分割网络模型训练采用的损失函数为交叉熵损失函数。

本发明实施例采用现有的语义分割网络模型进行机柜的语义分割，本领域技术人员可根据需求选择合适的语义分割网络模型，在此不做限定。

请参阅图2，本实施例步骤S102中语义分割网络模型的训练过程如下：

步骤S201：对样本图像数据集中的目标进行标注，得到相应的标签。目标包括机柜和地面。

该样本图像数据集是摄像头所采集的机房区域的彩色图像的集合。

步骤S202：将样本图像和标签输入机柜感知编码器中，机柜感知编码器对其进行特征提取，得到特征图。

步骤S203：将得到的特征图输入机柜感知解码器中，机柜感知解码器对特征图进行上采样得到与原图大小相同的机柜语义分割图像。

本实施例步骤S103中裁剪热图像之前，还包括以下步骤：

热图像和彩色图像通过单应矩阵H进行特征点匹配。

彩色图像像素点、热图像像素点以及单应矩阵H的投影关系公式为：

其中，(x，y)表示彩色图像像素点坐标，(x′，y′)表示热图像像素点坐标，H为单应矩阵。

一个完全的射影变换有8个自由度，单应矩阵H有8个未知参数，因此至少提取4对特征点的坐标对单应矩阵H进行求解。

本实施例采用的特征点提取方法是Harris方法。作为其它实施方式，也可以采用SIFT、SURF和ORB方法。

本实施例采用的特征点匹配方法是暴力匹配。作为其它实施方式，也可以采用KNN匹配和最近邻快速搜索匹配。

本实施例的步骤S104为：

设定机柜正常工作的温度范围为[T1,T2]，则机柜感知温度有以下两种异常情况：

当机柜感知温度小于T1时，说明机柜温度过低，会导致计算机无法工作；

当机柜感知温度大于T2时，说明机柜温度过高，会对计算机服务器造成损害，甚至引起大量档案信息数据丢失。

当出现上述两种异常情况时，则在档案存储机房BIM系统模型中机柜的相应位置生成感知温度预警信息，提醒机房管理工作人员对机房环境及机柜进行全面检查，并采取应对措施，以保证档案存储机房中机柜温度处于正常工作温度。

综上所述，本发明实施例提供了一种档案存储机房中机柜的温度测量方法，该方法通过语义分割网络模型得到的机柜语义分割图像作为遮罩裁剪机房的热图像，得到机柜热图像，进而得到机柜感知温度，并当感知温度异常时，在机房BIM系统中生成感知温度预警信息。该方法解决了因温度传感器设备故障导致温度误检的技术问题；并在感知温度异常时生成预警信息，防止机柜温度过低或过高造成服务器损害及大量档案数据信息丢失。

优选的，本实施例中的基于BIM及热图像的机柜温度测量方法还包括如下步骤：

利用传感器采集多个机柜的测量温度。

计算每个测量温度与相应的感知温度之间的误差。测量温度的采样时刻与感知温度所对应的热成像的采样时刻相同。

在判断出误差大于预设的误差阈值时，生成传感器异常信息。

综上所述，为了检测档案机房中机柜温度传感器工作是否出现故障，避免因温度传感器设备出现故障导致温度测量不准确。本发明实施例通过计算每个机柜的测量温度与相应的感知温度之间的误差得出传感器异常信息，提示工作人员及时对传感器进行维修更换。

基于与上述方法相同的发明构思，本发明实施例中还提供一种基于BIM及热图像的机柜温度测量装置。

请参阅图3，具体的，本发明实施例中提供了一种基于BIM及热图像的机柜温度测量装置100，包括图像采集模块10、语义分割模块20、裁剪模块30和判断模块40。

具体的，图像采集模块10用于分别采集档案存储机房区域的彩色图像和热图像。采集的彩色图像和热图像对应相同的机房区域。彩色图像中包括至少一个机柜。语义分割模块20用于将彩色图像输入语义分割网络模型，输出机柜的语义分割图像。裁剪模块30用于将机柜的语义分割图像作为遮罩裁剪热图像，得到至少一个机柜的热图像，进而获得相应机柜的感知温度。判断模块40，用于将感知温度与预设的温度阈值进行比较，判断感知温度是否异常，当感知温度异常时,生成感知温度预警信息。

语义分割模块20还包括：

标注模块，用于对样本图像数据集中的目标进行标注，得到相应的标签；目标包括机柜和地面；以及

训练模块，将样本图像和标签输入语义分割网络模型中进行训练；语义分割网络模型包括编码器和解码器，并采用损失函数优化参数。

裁剪模块30还包括：

特征匹配模块，用于在进行裁剪前对热图像与彩色图像进行特征点匹配。

优选的，机柜温度检测装置100还包括温度对比模块50。该温度对比模块50包括：

传感器温度采集模块，用于利用传感器采集多个所述机柜的测量温度。

误差计算模块，用于计算每个所述测量温度与相应的感知温度之间的误差；测量温度的采样时刻与所述感知温度所对应的热成像的采样时刻相同。

异常判断模块，用于在判断出误差大于预设的误差阈值时，生成传感器异常信息。

基于与上述方法相同的发明构思，本发明实施例还提供的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机可读指令，该处理器执行该程序时实现上述基于BIM及热图像的机柜温度测量方法。

图4为根据本发明的一个实施例的电子设备的内部结构示意图，电子设备可以为服务器。请参阅图4，该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、非易失性存储介质、内存储器和网络接口，所述非易失性存储介质包括操作系统、数据库和计算机可读指令。

该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个电子设备的运行。

该电子设备的非易失性存储介质可存储操作系统和计算机可读指令，该计算机可读指令被执行时，可使得处理器执行本申请各实施例的一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法，该方法的具体实现过程可参考图1至图2的具体内容，在此不再赘述。

该电子设备的内存储器中可储存有计算机可读指令，该计算机可读指令被处理器执行时，可使得处理器执行一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法。

该电子设备的网络接口用于进行网络通信。

本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

基于与上述方法相同的发明构思，本发明实施例还提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，该程序被处理器执行时实现上述基于BIM及热图像的机柜温度测量方法中的步骤。

此处所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性。合适的非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。

需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法，应用于档案存储机房，其特征在于，包括以下步骤：

分别采集所述档案存储机房区域的彩色图像和热图像；采集的所述彩色图像和所述热图像对应相同的机房区域；所述彩色图像中包括至少一个机柜；

将所述彩色图像输入语义分割网络模型，输出机柜的语义分割图像；

将所述机柜的语义分割图像作为遮罩裁剪所述热图像，得到至少一个所述机柜的热图像，进而获得相应机柜的感知温度；

将所述感知温度与预设的温度阈值进行比较，判断所述感知温度是否异常，当所述感知温度异常时,生成感知温度预警信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法，其特征在于，所述语义分割网络模型的训练过程如下：

对样本图像数据集中的目标进行标注，得到相应的标签；所述目标包括机柜和地面；

将所述样本图像和所述标签输入所述语义分割网络模型中进行训练；所述语义分割网络模型包括机柜感知编码器和机柜感知解码器，并采用损失函数优化网络参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法，其特征在于，所述裁剪所述热图像之前，还包括以下步骤：

对所述热图像与所述彩色图像进行特征点匹配。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM及热图像的机柜温度测量方法，其特征在于，所述基于BIM及热图像的机柜温度测量方法还包括以下步骤：

利用传感器采集多个所述机柜的测量温度；

计算每个所述测量温度与相应的所述感知温度之间的误差；所述测量温度的采样时刻与所述感知温度所对应的热成像的采样时刻相同；

在判断出所述误差大于预设的误差阈值时，生成传感器异常信息。

5.一种基于BIM及热图像的机柜温度测量装置，应用于档案存储机房，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于分别采集所述档案存储机房区域的彩色图像和热图像；采集的所述彩色图像和所述热图像对应相同的机房区域；所述彩色图像中包括至少一个机柜；

语义分割模块，用于将所述彩色图像输入语义分割网络模型，输出机柜的语义分割图像；

裁剪模块，用于将所述机柜的语义分割图像作为遮罩裁剪所述热图像，得到至少一个所述机柜的热图像，进而获得相应机柜的感知温度；以及

判断模块，用于将所述感知温度与预设的温度阈值进行比较，判断所述感知温度是否异常，当所述感知温度异常时,生成感知温度预警信息。

6.根据权利要求5所述的一种基于BIM及热图像的机柜温度测量装置，其特征在于，所述语义分割模块还包括：

标注模块，用于对样本图像数据集中的目标进行标注，得到相应的标签；所述目标包括机柜和地面；以及

训练模块，将所述样本图像和所述标签输入所述语义分割网络模型中进行训练；所述语义分割网络模型包括编码器和解码器，并采用损失函数优化参数。

7.根据权利要求5所述的一种基于BIM及热图像的机柜温度测量装置，其特征在于，所述裁剪模块还包括：

特征匹配模块，用于在进行裁剪前对所述热图像与所述彩色图像进行特征点匹配。

8.根据权利要求5所述的一种基于BIM及热图像的机柜温度测量装置，其特征在于，所述基于BIM及热图像的机柜温度测量装置还包括温度对比模块，所述温度对比模块包括：

传感器温度采集模块，用于利用传感器采集多个所述机柜的测量温度；

误差计算模块，用于计算每个所述测量温度与相应的所述感知温度之间的误差；所述测量温度的采样时刻与所述感知温度所对应的热成像的采样时刻相同；

异常判断模块，用于在判断出所述误差大于预设的误差阈值时，生成传感器异常信息。

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