CN117234199A - 用于控制热感相机的巡视路线的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于控制热感相机的巡视路线的方法和系统，其中，热感相机是平移‑倾斜相机或平移‑倾斜‑变焦相机，该方法包括以下步骤：获得巡视路线，该巡视路线包括区域或设施的多个视图以及用于遍历多个视图的热感相机的移动顺序和/或查看时间；根据巡视路线的移动顺序和查看时间来控制热感相机遍历多个视图；对于每个视图：基于来自热感相机的热感图像来计算或提取温度分布；基于温度分布，估计视图是否存在增加的过热或过冷风险；以及如果存在增加的过热或过冷风险，则调整热感相机的移动顺序和查看时间，以更频繁地示出具有增加的过热或过冷风险的视图。本公开进一步涉及监视系统。

Description

用于控制热感相机的巡视路线的方法和系统

技术领域

本公开涉及控制热感平移-倾斜相机或平移-倾斜-变焦相机的巡视的改进方法。该方法可以用于监视例如变电站、制造区域、加工工业场所或者废物管理区域或设施。本公开进一步涉及包括热感平移-倾斜相机或平移-倾斜-变焦相机的监视系统，其中监视系统被配置为控制热感平移-倾斜相机或平移-倾斜-变焦相机的巡视路线。

背景技术

各种系统和区域中的火灾每年都会导致大量的维修、更换和不可用性。例如，在作为发电、输电和配电系统的一部分的执行多种转换操作的变电站中的火灾通常具有重大后果。变电站可以包括变压器，以在高输电电压与低配电电压之间或在两个不同输电电压的互连处改变电压水平。这些和其它操作与变电站发生火灾的风险相关联。

存在火灾和自燃风险的设施的其它示例是废物管理场所和垃圾场。例如，高风险废物包括残余废物、电池、电气和电子废物。

解决这个问题的传统方法是基于一旦发生火灾就迅速做出反应。然而，最近已经提出了一些系统，在这些系统中，例如如果温度高于正常值，则使用热感相机和软件来监控和报警。虽然这些系统是有用的，但仍然存在与覆盖大面积潜在区域并进行风险评估的需求相关的挑战。

发明内容

本公开涉及解决这些挑战中的一些的方法和系统。通过光学变焦和电机来物理地调整相机的瞄准和变焦或通过电子导航和在可视区域内缩放，平移变焦(PTZ)相机是能够进行方向和变焦控制的相机。在由热感PTZ相机监视的区域或系统中，热感PTZ相机可以被配置为扫描区域或设施的多个视图。覆盖该区域或设施的某些视图的热感PTZ相机的移动顺序可以被称为“巡视路线”。通常，热感PTZ相机可以是固定的热感PTZ相机。如上所述，可能需要一些时间来研究特定视图中的温度发展，以评估该视图中是否存在火灾风险。因此，当PTZ相机停留在一个视图中时，火灾的风险可能在其它视图中增加。

根据第一实施例，公开了控制热感相机的巡视路线的方法，其中，热感相机是平移-倾斜相机或平移-倾斜-变焦相机，该方法包括以下步骤：

获得巡视路线，该巡视路线包括区域或设施的多个视图以及用于遍历多个视图的热感相机的移动顺序和查看时间；

根据巡视路线的移动顺序和查看时间来控制热感相机遍历多个视图；

对于每个视图：

基于来自热感相机的热感图像来计算或提取温度分布；

基于温度分布，估计视图是否存在增加的过热或过冷风险；以及如果存在增加的过热或过冷风险，则调整热感相机的移动顺序和/或查看时间，以更频繁地示出具有增加的过热或过冷风险的视图。

该区域或设施可以是但不限于变电站、制造区域、加工工业场所或者废物管理区域或设施。

通过调整巡视路线的移动顺序和/或查看时间，使得更频繁地示出具有增加的过热或过冷风险的视图，采用增加生成早期警告的机会并降低晚期警告(其中，例如，当热感PTZ相机到达所讨论的视图时，火灾已经发生)的风险的方式来优化巡视路线。

温度分布的计算或提取、对视图是否存在增加的过热或过冷风险的估计以及巡视路线的调整可以以某些方式来执行，这些将在本公开中进一步详细描述。例如，温度分布可以包括视图的当前温度或当前温度梯度。如果当前温度超过预定义温度限制和/或如果当前温度梯度超过预定义温度梯度限制，则可能存在增加的过热风险。替代地或组合地，温度分布可以包括空间温度分布。然后，可以基于视图中的空间温度分布来评估增加的过热或过冷风险。也可以通过多种方式来调整巡视路线以更频繁地示出具有增加的过热或过冷风险的视图。例如，可以改变顺序，使得所识别的具有增加的过热或过冷风险的视图可以在覆盖所有视图的路线中出现一次以上。替代地或组合地，可以至少暂时地减少其它视图中的一些或全部的查看时间。

本公开进一步涉及监视系统，包括：

热感平移-倾斜相机或平移-倾斜-变焦相机，可配置为捕获区域或设施的热感图像；

处理单元，被配置为执行以下操作：

获得巡视路线，该巡视路线包括区域或设施的多个视图以及用于遍历多个视图的热感相机的移动顺序和查看时间；

控制操作者或控制单元或将控制数据提供到操作者或控制单元，以根据巡视路线的移动顺序和查看时间来控制热感相机遍历多个视图；

对于每个视图：

基于来自热感相机的热感图像来计算或提取温度分布；

基于温度分布，估计视图是否存在增加的过热或过冷风险；以及如果存在增加的过热或过冷风险，则调整热感相机的移动顺序和/或查看时间，以更频繁地示出具有增加的过热或过冷风险的视图。

本公开进一步涉及具有指令的计算机程序，当该指令由计算装置或计算系统执行时使计算装置或计算系统执行当前公开的控制热感相机的巡视路线的方法的任何实施例。在这种情况下，计算机程序应当被广义地解释，并且包括例如在PC上运行的计算机程序或适用于作为监视系统的一部分运行的计算机。

本发明的以上和其它方面将在下文的详细描述中提出。

附图说明

下文将参照附图描述本发明。附图是实施例的示例，并且不限于当前公开的用于控制热感相机的巡视路线的方法和系统。

图1示出了当前公开的用于控制热感平移-倾斜相机或平移-倾斜-变焦相机的巡视路线的监视系统的实施例，其中，使用巡视路线来监视变电站。

图2示出了由当前公开的控制热感相机的巡视路线的方法所执行的巡视路线的示例。

图3A至图3B示出了变电站的多个视图的热感图像的示例。

图4示出了如何在不同视图中测量和外推温度的示例。

图5示出了当前公开的控制热感相机的巡视路线的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

本公开涉及控制热感相机的巡视路线的方法。优选地，热感相机是平移-倾斜相机或平移-倾斜-变焦相机。方法包括以下步骤：

获得巡视路线，该巡视路线包括区域或设施的多个视图以及热感相机用于遍历多个视图的移动的顺序和查看时间；以及

根据巡视路线的移动的顺序和查看时间来控制热感相机遍历多个视图。

优选地，对于每个视图，基于来自热感相机的热感图像来计算或提取温度分布。基于温度分布，可以估计视图是否存在过热或过冷风险。增加的过热或过冷风险可能由此触发该方法来调整热感相机的移动顺序和/或查看时间，以更频繁地示出具有增加的过热或过冷风险的视图。这些步骤可以迭代地重复。该方法可以是计算机实现的方法。

图1示出了当前公开的用于控制热感平移-倾斜相机(200)或平移-倾斜-变焦相机(200)的巡视路线的监视系统(100)的实施例，其中使用巡视路线来监视变电站(300)。监视系统(100)包括处理单元(110)，处理单元(110)可以被配置为执行与当前公开的控制热感相机的巡视路线的方法相关的任何任务，包括任何控制或计算任务。监视系统(100)通常包括内部存储器(120)，内部存储器(120)可用于存储可由处理单元(110)执行的指令和/或由热感PTZ相机(200)收集的数据。监视系统(100)可以进一步包括附加的外围装置，诸如用于与PTZ相机(200)通信的网络接口(130)和用于监视系统(100)的编程或获得可以显示给用户的结果的操作接口(140)。PTZ相机(200)优选地通过通信网络(400)被连接到监视系统(100)，该通信网络可以是例如互联网协议网络(400)和/或无线网络(400)。区域或设施(在图1的示例中是变电站(300))被划分为多个视图(310a，310b，310c，310d，310e)。视图(310)可以包括子视图(320，330)，这些子视图可以是感兴趣的特定区域或对象，例如可以是与温度变化相关的对象，诸如变电站中的变压器。在视图310c中，子视图之一(330)被标识为具有增加的过热风险的子视图。因此，视图310c可以被认为是存在增加的过热风险的视图。图1的示例中的巡视路线是热感PTZ相机(200)的移动顺序，以覆盖视图(310a，310b，310c，310d，310e)。如图所示，存在多个转换(340a，340b，340c，340d，340e)，用于顺序地遍历视图(310a，310b，310c，310d，310e)。通常，热感PTZ相机(200)在每个视图中停留给定的时段。在一开始，多个视图的查看时间可以但不一定必须对所有视图都是相同的。甚至可能存在多个视图具有单独的查看时间的原因。

查看时间通常取决于被监视的区域或设施的特性。多个视图的查看时间例如最初可以是至少10秒，或至少20秒。在一个实施例中，查看时间也可以被限定在10至180秒的范围内。

图5示出了当前公开的控制热感相机(600)的巡视路线的方法的一个实施例的流程图。该方法包括以下步骤：获得巡视路线，该巡视路线包括区域或设施的多个视图以及用于遍历多个视图的热感相机的移动顺序和查看时间(610)；根据巡视路线的移动顺序和查看时间来控制热感相机遍历多个视图(620)；对于每个视图：基于来自热感相机的热感图像来计算或提取温度分布(630)；基于温度分布，估计视图是否存在增加的过热或过冷风险(640)；以及如果存在增加的过热或过冷风险，则调整热感相机的移动顺序和/或查看时间，以更频繁地示出具有增加的过热或过冷风险的视图(650)。

在本公开的上下文中，“巡视路线”可以被定义为相机的移动顺序。更具体地，可以使用热感平移-倾斜相机或平移-倾斜-变焦相机，诸如固定的热感平移-倾斜相机或平移-倾斜-变焦相机。通常，热感PTZ相机将被配置为在第一时间段内覆盖该区域或设施的第一子视图。当第一时间段过去时，热感PTZ相机被重新配置为在第二时间段内覆盖该区域或设施的第二子视图。当第二时间段过去时，热感PTZ相机被重新配置为在第三时间段内覆盖该区域或设施的第三子视图，等。当遍历所有选定的子视图时，热感PTZ相机通常将再次从第一子视图重新开始。

如本领域技术人员将理解的，热感PTZ相机的使用不排除具有附加的热感PTZ相机。例如，第一热感PTZ相机可以覆盖与区域或设施的第一部分相关的多个视图，而第二热感PTZ相机可以覆盖与区域或设施的第二部分相关的多个视图。

如上所述，存在某些方法来实施调整热感相机的移动顺序和/或查看时间的步骤，以更频繁地示出具有增加的过热或过冷风险的视图。在一个实施例中，调整热感相机的移动顺序和/或查看时间以更频繁地示出视图的步骤包括减少其它视图中的至少一个的查看时间。实际上，这表示存在过热或过冷风险的视图的观测间隔时间被减少。在这种情形下，与巡视路线的原始或先前配置相比，巡视路线将更快地回到具有过热或过冷风险的视图。一个或多个其它视图的查看时间由此可以减少至少2秒或至少5秒。

在进一步的实施例中，调整热感相机的移动顺序和/或查看时间以更频繁地示出视图的步骤包括减少所有其它视图的查看时间，或减少未被估计为存在所指示的过热或过冷风险的所有其它视图的查看时间。这可以被视为更积极的减少，因为它将削减不包括过热或过冷直接风险的所有视图的查看时间。因此，没有被估计为存在所指示的过热或过冷风险的视图的查看时间可以减少至少2秒，或至少5秒。

在进一步的实施例中，调整热感相机的移动顺序和/或查看时间以更频繁地示出视图的步骤包括在用于遍历多个视图的相机的移动顺序和/或查看时间中添加具有增加的过热或过冷风险的视图的至少一个进一步的实例。实际上，这表示巡视在每一轮巡视路线中可能一次以上地回到具有增加的过热或过冷风险的视图。

图1至图2可以用于说明该概念。在图1中，巡视路线包括用于遍历视图310a、310b、310c、310d、310e的转换顺序340a、340b、340c、340d、340e。在图1中，视图310c的一个子视图(330)被标识为具有增加的过热风险的子视图。为此，视图310c被分类为存在增加的过热或过冷风险的视图。在图2中，巡视路线已经被调整为包括进一步的实例视图310c，该视图具有增加的过热或过冷风险。转换顺序340a、340b、340c、340d、340e现在按照以下顺序遍历视图：310a、310b、310c、310d、310c、310e。在一个实施例中，在一个巡视路线期间，具有增加的过热或过冷风险的视图被访问至少两次。具有增加的过热或过冷风险的视图也可以在每个巡视路线中被访问至少三次、至少四次或任何合适的次数。在一个实施例中，具有增加的过热或过冷风险的视图在每隔一个视图之后被访问。

“温度分布”可以是基于视图中的热感图像的温度的简单提取。热感图像中的颜色通常可以直接转换为温度。温度可以是特定点的温度，或例如视图或子视图(诸如变电站中的变压器、机器的一部分或废物管理区域或设施中的物品)中的平均值。子视图可能覆盖过热或过冷特定风险。因此，“温度”可以是某一时刻某一点的温度、该点在一部分或整个查看时间内的平均值、在整个或部分查看时间内一部分或整个视图的平均温度。

“温度分布”可以包括温度梯度，该温度梯度可以是视图的整个查看时间或查看时间的一部分的温度梯度。这种温度梯度的目的通常是提供温度变化的测量。温度快速上升通常表明存在火灾风险。温度梯度也可以是更长期的梯度，其中当前视图中的温度和来自同一视图中的热感PTZ相机的一个或多个先前停止点的温度被用于温度梯度的提取或计算。

相应地，在当前公开的控制热感相机的巡视路线的方法的一个实施例中，每个视图的温度分布包括视图的当前温度和/或查看时间或视图的一部分的当前温度梯度，其中如果当前温度超过预定义温度限制和/或如果当前温度梯度超过预定义温度梯度限制，则估计存在增加的过热或过冷风险。

图3A至图3B示出了变电站的多个视图的热感图像的示例。图3A表示在第一巡视路线期间已经捕获热感图像的情况。图3B表示在第二巡视路线期间已经捕获热感图像的情况。在图3A中，不存在高温或低温或温度快速变化的主要迹象。在图3B中，与图3A相比，视图(310a、310b、310c、310d、310e、310f)内的某些区域(350、350a、350b、350c)示出更高温度的迹象。基于温度分布，现在可以估计是否存在增加的过热风险。这可以例如通过检查当前温度是否超过预定义温度限制和/或当前温度梯度是否超过预定义温度梯度限制来完成。在估计存在过热风险的情况下，可以相应地调整热感相机的移动顺序和/或查看时间，例如，如图3B所示。在图3B中，可以注意到，对于一些视图，例如视图310a，已经识别出具有不同温度上升的区域(350a，350b，350c)。例如，这可以在确定视图中温度的空间分布的过程中被使用。

在进一步的实施例中，每个视图的温度分布包括空间温度分布，其中如果空间温度分布超过预定义温度分布限制，则估计存在增加的过热或过冷风险。“空间温度分布”可以视为区域内温度上升或下降的扩展。例如，如果某个部件或电缆发生短路，可能会观测到温度上升，并扩散到与该部件或电缆直接接触的区域或附近区域。从热感相机的角度来看，这可能被视为“空间温度分布”，通常通过观测代表较高温度的彩色区域的扩展来实现。同样的现象可能发生在其它类型的区域，诸如废物管理场所和垃圾场。如果温度在特定点(例如在垃圾场、制造区域或加工工业场所)上升，那么温度上升可能会扩散到所在的区域。相应地，存在某些观测或提取空间温度分布的方法。作为非限制性示例，可以在某些时间点观测在第一点的一个或多个预定义距离的温度。如果与预定义温度的比较提供了温度在第一点超过预定义温度，然后在第一距离超过预定义温度，则可以称为空间温度分布超过预定义温度分布限制。空间温度分布的概念适用于温度上升(与过热有关)和温度下降(过冷)。

每个视图的温度分布可以包括空间和时间温度分布。这可以被视为随时间的空间温度分布，即某一最低温度(或过冷情况下的最高温度)随时间扩散到更大的区域。基于空间和时间温度分布，如果空间和时间温度分布超过预定义空间和时间温度分布限制，则可以估计存在增加的过热或过冷风险。

在当前公开的控制热感相机的巡视路线的方法的一个实施例中，每个视图的温度分布包括来自多个视图的至少一个先前遍历的相对应视图的温度数据，其中估计视图是否存在增加的过热或过冷风险的步骤基于不同遍历之间的温度梯度。热感PTZ相机的“巡视路线”概念通常表示热感PTZ相机无法同时监视和分析整个区域，因此需要在多个视图之间划分时间。其结果是，当本系统和方法估计一个视图是否存在增加的过热或过冷风险时，在当时未被热感PTZ相机覆盖的其它视图中可能发生变化。在当前公开的用于控制热感相机的巡视路线的方法和系统的概念内，可以处理当前未被热感PTZ相机覆盖的视图。在一个实施例中，至少一个视图的温度分布是来自多个视图的先前遍历的温度分布的外推。图4示出了基于三个视图中的热感图像的温度监控的示例：视图A、视图B和视图C。图4的示例中的热感PTZ相机一次只能覆盖视图A、B和C的一个区域。在第一时间段期间，热感PTZ相机捕获视图C的热感图像(510)。在该时间段期间，视图A和视图B是先前测量的外推。在530a，热感PTC相机移动到视图B，并且视图B的温度被调整到来自真实热感图像的温度，而视图A和视图C的温度是外推。在530b，热感PTC相机移动到视图A，并且视图A的温度被调整到来自真实热感图像的温度，而视图B和视图C的温度是外推。可以处理当前未被热感PTZ相机覆盖的视图。在这种情况下，外推的温度分布可以用于估计视图是否存在增加的过热或过冷风险，而不是实际温度分布。

本公开进一步涉及监视系统，包括：

热感平移-倾斜相机或平移-倾斜-变焦相机，可配置为捕获区域或设施的热感图像；

处理单元，被配置为：

获得巡视路线，该巡视路线包括区域或设施的多个视图以及用于遍历多个视图的热感相机的移动顺序和查看时间；

控制操作者或控制单元或向操作者或控制单元提供控制数据，以根据巡视路线的移动顺序和查看时间来控制热感相机遍历多个视图；

对于每个视图：

基于来自热感相机的热感图像来计算或提取温度分布；

基于温度分布，估计视图是否存在增加的过热或过冷风险；以及

如果存在增加的过热或过冷风险，则调整热感相机的移动顺序和/或查看时间，以更频繁地示出具有增加的过热或过冷风险的视图。

如本领域技术人员将理解的，当前公开的控制热感相机的巡视路线的方法可以使用当前公开的监视系统的任何实施例来执行，反之亦然。

Claims (15)

1.一种控制热感相机的巡视路线的方法，其中，所述热感相机是平移-倾斜相机或平移-倾斜-变焦相机，所述方法包括以下步骤：

a)获得巡视路线，所述巡视路线包括区域或设施的多个视图以及用于遍历所述多个视图的所述热感相机的移动顺序和查看时间；

b)根据所述巡视路线的所述移动顺序和查看时间来控制所述热感相机遍历所述多个视图，其中，所述热感相机在所述多个视图中的每一个中停留给定时间；

对于每个视图：

c)基于来自所述热感相机的热感图像来计算或提取温度分布；

d)基于所述温度分布，估计所述视图是否存在增加的过热或过冷风险；

e)如果存在增加的过热或过冷风险，则调整所述热感相机的所述移动顺序和/或查看时间，以更频繁地示出具有增加的过热或过冷风险的所述视图。

2.根据权利要求1所述的控制巡视路线的方法，其中，步骤b)至步骤e)被迭代地重复。

3.根据权利要求1所述的控制巡视路线的方法，其中，在步骤a)中获得的所述巡视路线对于所述多个视图中的全部具有相同的查看时间。

4.根据权利要求1所述的控制巡视路线的方法，其中，调整所述热感相机的所述移动顺序和/或查看时间以更频繁地示出所述视图的所述步骤包括：减少所述其它视图中的至少一个的所述查看时间。

5.根据权利要求1所述的控制巡视路线的方法，其中，调整所述热感相机的所述移动顺序和/或查看时间以更频繁地示出所述视图的所述步骤包括：减少所述其它视图中的全部的所述查看时间，或者减少还没有被估计为存在所指示的过热或过冷风险的所述其它视图中的全部的所述查看时间。

6.根据权利要求1所述的控制巡视路线的方法，其中，调整所述热感相机的所述移动顺序和/或查看时间以更频繁地示出所述视图的所述步骤：包括在用于遍历所述多个视图的所述相机的所述移动顺序和/或查看时间中添加具有增加的过热或过冷风险的所述视图的至少一个进一步的实例。

7.根据权利要求6所述的控制巡视路线的方法，其中，在一个巡视路线期间，具有增加的过热或过冷风险的所述视图被访问至少两次。

8.根据权利要求1所述的控制巡视路线的方法，其中，每个视图的所述温度分布包括所述视图的当前温度和/或所述查看时间或所述视图的一部分的当前温度梯度，其中，如果所述当前温度超过预定义温度限制和/或如果所述当前温度梯度超过预定义温度梯度限制，则估计存在增加的过热风险，或者其中，如果所述当前温度低于预定义温度限制和/或如果所述当前温度梯度低于预定义温度梯度限制，则估计存在增加的过冷风险。

9.根据权利要求1所述的控制巡视路线的方法，其中，每个视图的所述温度分布包括空间温度分布，其中，如果所述空间温度分布超过预定义温度分布限制，则估计存在增加的过热或过冷风险。

10.根据权利要求1所述的控制巡视路线的方法，其中，每个视图的所述温度分布包括空间和时间温度分布，其中，如果所述空间和时间温度分布超过预定义空间和时间温度分布限制，则估计存在增加的过热或过冷风险。

11.根据权利要求1所述的控制巡视路线的方法，其中，每个视图的所述温度分布包括来自所述多个视图的至少一个先前遍历的相对应视图的温度数据，其中，估计所述视图是否存在增加的过热或过冷风险的所述步骤基于不同遍历之间的温度梯度。

12.根据权利要求1所述的控制巡视路线的方法，其中，至少一个视图的所述温度分布是从所述多个视图的先前遍历的所述温度分布的外推。

13.根据权利要求1所述的控制巡视路线的方法，其中，所述区域或设施是变电站、制造区域、加工工业场所或者废物管理区域或设施。

14.一种非暂时性计算机可读计算机介质，所述非暂时性计算机可读计算机介质上记录有具有指令的计算机程序，当所述指令由计算装置或计算系统执行时使所述计算装置或计算系统执行根据权利要求1所述的方法。

15.一种监视系统，包括：

热感平移-倾斜相机或平移-倾斜-变焦相机，可配置为捕获区域或设施的热感图像；

处理单元，被配置为执行以下操作：

a)获得巡视路线，所述巡视路线包括所述区域或设施的多个视图以及用于遍历所述多个视图的所述热感相机的移动顺序和查看时间；

b)控制操作者或控制单元或者将所述控制数据提供到所述操作者或所述控制单元，以控制所述热感相机根据所述巡视路线的所述移动顺序和查看时间来遍历所述多个视图，其中，所述热感相机在所述多个视图中的每一个中停留给定时间；

对于每个视图：

c)基于来自所述热感相机的热感图像来计算或提取温度分布；

d)基于所述温度分布，估计所述视图是否存在增加的过热或过冷风险，

e)如果存在增加的过热或过冷风险，则调整所述热感相机的所述移动顺序和/或查看时间，以更频繁地示出具有增加的过热或过冷风险的所述视图。