CN203120050U - 基于红外热成像技术的数字双视智能监控器 - Google Patents
基于红外热成像技术的数字双视智能监控器 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于红外热成像技术的数字双视智能监控器，包括：红外摄像头，可见光摄像头，工控板计算机，数据采集和控制软件。监测器通过单一数字网线以压缩数字信号将红外热成像和可见光图像的同视场视频流、红外热能量值数据流发送到监控工作站或服务器进行测温分析和处理，同时可接收监控工作站或服务器发来的摄像头和云台的控制命令。本实用新型能够满足各种复杂测温监控和自动预警要求，确保了监测准确性、测温灵活性、功能易扩展性，简化了系统布网、降低了监控系统安装和维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及测温和热成像监测技术领域，尤其是涉及一种基于红外热成像技术的数字双视智能监控数据和命令的传输技术和方法。
背景技术
目前，众多行业已将红外热成像和测温技术应用到设备故障或缺陷监控、温升预警、安防监视技术领域，其实现方式主要是以红外热像仪和可见光摄像仪组合作为监控摄像平台，红外热像仪通过接收被测物体发射的红外线，将被测物体表面的红外辐射转变成热能量信号；再经专用软件转换为温度值和热图像；根据图像中的温度值或温度分布变化来监测故障和缺陷和预警温升，在无光源下进行监视；通过可见光图像辅助识别目标。
现有的红外测温监控和预警技术中，通过红外监控器本身的处理器和软件实现测温计算、成像、报警处理，称为“前端测温”技术，将监测热图像结果以视频发送给监控计算机。红外测温技术是非接触式测温。如果要提高检测精度，则需对测温数据进行大量的测温分析和图像处理。由于受到监控器机箱尺寸和电功耗的限制，监控器对处理器功能配置受到限制，因此处理器对测温分析和图像处理的能力也受到限制，无法满足大多数测温监控系统对测温精度和图像处理的需求。另外，一个监控系统通常需配置许多监控器。如果采用前端测温技术，任何测温功能更新都需对每个监控器进行升级，这将大大地限制测温分析的灵活性和扩展性，增加系统维护的成本。
发明内容
针对现有的前端测温技术存在的不足，本发明基于红外热成像技术而开拓出一种全新的数字双视智能监控数据和命令的传输技术和方法，通过简化监控器端数据处理工作，充分地利用监控计算机的强大的数据计算和处理能力，称为“后端测温技术”。本发明可大大地优化监控系统构建，实现了全数字化传控，为监控系统提供了所有测温分析和图像处理基本数据，提高了监测的灵活性、扩展性、可靠性，降低系统的维护成本。
为实现上述目的，本发明提供一种基于红外热成像技术的数字双视智能监控器，其包括：红外摄像头(1)，用以拍摄监测区域或部件的红外热图像，并输出该监测热图像的温度测量值的数字信号；可见光摄像头(2)，用以拍摄监控区域或部件的可见光图像，并输出该监测热图像的温度测量值的数字信号；工控板计算机/数据采集和控制软件(3)，运行在工控板计算机上的数据采集和控制软件实现：从红外摄像头(1)采集热能量数据，将热能量数据转换为数字热图像数据，从可见光摄像头(2)采集数字图像数据，截取可见光图像吻合热图像视场，生成高效压缩红外和可见光视频流，控制红外摄像头(1)、可见光摄像头(2)、云台控制(14)，并通过单一计算机网络传输端口(15)实现与监控计算机实时视频流、测温数据、控制命令的传输。
根据本发明的实施例，其中，数据采集和控制软件(3)包括：数据采集模块(8)，数据转换模块(9)，视场调整模块(10)，数据压缩模块(11)，设备控制模块(12)，网络通讯模块(13)。
根据本发明的实施例，其中，数据采集和控制软件(3)的数据采集模块(8)通过能量通道(5)按监控计算机指定的速率(帧/秒)读取每帧红外热能量值数据和测温参数值。
根据本发明的实施例，其中，数据采集和控制软件(3)的数据转换模块(9)将读取的每帧红外热能量值数据转换为红外数字图像数据。
根据本发明的实施例，其中，数据采集和控制软件(3)的数据采集模块(8)通过视频通道(7)按监控计算机指定的速率(帧/秒)读取每帧可见光数字图像数据。
根据本发明的实施例，其中，数据采集和控制软件(3)的视场调整模块(10)根据监控计算机指令对数据采集模块(8)可见光数字视频截取的每帧可见光数字图像中指定红外图像相同尺寸的区域与红外数字图像视场吻合。
根据本发明的实施例，其中，数据压缩模块(11)对每帧红外热能量值数据进行无损压缩。
根据本发明的实施例，其中，数据压缩模块(11)对每帧红外数字图像数据进行有损压缩。
根据本发明的实施例，其中，数据压缩模块(11)对每帧截取的可见光数字图像数据进行有损压缩。
根据本发明的实施例，其中，数据采集和控制软件(3)的设备控制模块(12)通过控制通道(4)按监控计算机命令调整红外摄像头的焦距和校正红外摄像头测温参数。
根据本发明的实施例，其中，数据采集和控制软件(3)的设备控制模块(12)通过控制通道(6)按监控计算机命令调整可见光摄像头的焦距和设置视场预置位。
根据本发明的实施例，其中，数据采集和控制软件(3)的设备控制模块(12)通过控制通道(4)按监控计算机命令对云台的焦距控制和设置视场预置位。
根据本发明的实施例，其中，数据采集和控制软件(3)的网络通讯模块(13)通过同一网络传输端口(15)实现所有数据和控制命令传输，按监控计算机请求向监控计算机发送视频和测温数据，接收监控计算机发送的控制命令。
根据本发明的实施例，其中，网络通讯模块(13)通过网络传输端口(15)根据监控计算机请求以指定的速率(帧/秒)向监控计算机发送红外监测视频流。
根据本发明的实施例，其中，网络通讯模块(13)通过网络传输端口(15)根据监控计算机请求以指定的速率(帧/秒)向监控计算机发送可见光监视视频流。
根据本发明的实施例，其中，网络通讯模块(13)通过网络传输端口(15)根据监控计算机请求以指定的速率(帧/秒)向监控计算机发送红外监测温度数据流。
附图说明
图1是本发明的连接关系示意图
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，下面结合实施例和附图，对本发明的实施例做进一步详细地说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，但并不作为本发明的规定。
由于目前的技术尚无法将红外摄像头和可见光摄像头以同轴安装，因 此红外热图像与可见光图像存在很大视场差。红外摄像头和可见光摄像头同视场可提高监测目标的识别率和测温的精度。因为可见光摄像头的视场角通常大于红外摄像头视场角，所以可用可见光图像其中的一个区域来吻合红外热图像，实现红外摄像头和可见光摄像头同视场。
如图1所示，本发明的一种基于红外热成像技术的数字双视智能监控器包括：红外摄像头(1)，可见光摄像头(2)，工控板计算机/数据采集和控制软件(3)组成。
如图1所示，本发明中，当电源输入内部电源模块以后，红外摄像头1输出数字化红外测温能量值(5)，工控板计算机用于运行数据采集和控制软件(3)的数据采集模块(8)按监控计算机指定的速率(帧/秒)读取红外测温能量值数据(5)，数据转换模块(9)将读取的红外测温能量值数据(8)转换为红外数字热图像。
如图1所示，本发明中，当电源输入内部电源模块以后，可见光摄像头2输出数字视频数据(7)，数据采集和控制软件(3)的数据采集模块(8)按监控计算机指定的速率(帧/秒)读取可见光数字视频数据(7)。
如图1所示，本发明中，，数据采集和控制软件(3)的视场调整模块(10)按监控计算机对数据采集模块(8)的可见光数字视频指定的区域截取可见光图像。
如图1所示，本发明的数据采集和控制软件(3)的数据压缩模块(11)将读取的红外测温能量值数据(8)、读取的红外数字热图像视频流(9)、读取的可见光数字视频流(10)压缩，提供网络通讯模块(13)发送给监控计算机。
如图1所示，本发明的数据采集和控制软件(3)的设备控制模块(12)可根据监控计算机的指令调整红外摄像头的焦距和进行测温校正(4)、调整可见光摄像头的焦距(6)并控制云台移动(14)。
如图1所示，本发明的数据采集和控制软件(3)的网络通讯模块(13)可根据监控计算机的请求，通过同一网络端口(15)向监控计算机发送压缩的红外测温数据、红外视频流、可见光视频流，从监控计算机接收摄像头和云台控制指令。
如图1所示，本发明的数据采集和控制软件(3)的网络通讯模块(13)还可根据监控计算机的请求，通过网络端口(15)向监控计算机发送指定速率(帧/秒)压缩的红外热能量数据流(11)、并同样通过网络端口(15)向监控计算机发送指定速率(帧/秒)压缩的红外视频流(11)和可见光视 频流(11)。
如图1所示，本发明的数据采集和控制软件(3)的网络通讯模块(13)可根据监控计算机的请求，通过所述网络端口(15)从监控计算机接受红外摄像头焦距控制和测温校正指令、可见光摄像头焦距控制指令及云台移动控制指令。
如图1所示，本发明的红外摄像头1接收焦距和测温校正控制命令(4)进行相应焦距和测温校正，输出红外图像。
如图1所示，本发明的可见光摄像头2接收焦距控制命令(6)，进行相应焦距校正，输出可见光图像。
在上述实施例中，本发明的监测器通过单一数字网线以压缩数字信号将红外热成像和可见光图像的同视场视频流、红外热能量数据流发送到监控工作站或服务器进行测温分析和处理，同时可接收监控工作站或服务器发来的摄像头和云台的控制命令。本发明能够满足各种复杂测温监控和自动预警要求，确保了检测准确性、测温灵活性、功能易扩展性，简化了系统布网、降低了监控系统安装和维护成本。
尽管前面结合附图而对本发明的具体示例性实施例进行了具体描述，但可以理解的是，在本公开内容的原理的精神和范围之内，本领域技术人员完全可以推导出许多其它变化和实施例。尤其是，可以在该公开、附图和所附权利要求的范围内对组件和/或附件和/或软件的设置组合进行多种变化和改进。除组件和/或附件和/或软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 (16)
1.一种基于红外热成像技术的数字双视智能监控器，包括：
红外摄像头(1)，用以拍摄监测区域或部件的红外热图像，并输出该监测热图像的温度测量值的数字信号；
可见光摄像头(2)，用以拍摄监控区域或部件的可见光图像，并输出该监测热图像的温度测量值的数字信号；
工控板计算机/数据采集和控制软件(3)，运行在工控板计算机上的数据采集和控制软件实现：从红外摄像头(1)采集热能量数据，将热能量数据转换为数字热图像数据，从可见光摄像头(2)采集数字图像数据，截取可见光图像吻合热图像视场，生成高效压缩红外和可见光视频流，控制红外摄像头(1)、可见光摄像头(2)、云台控制(14)，并通过单一计算机网络传输端口(15)实现与监控计算机实时视频流、测温数据、控制命令的传输。
2.根据权利要求1所述的数字双视智能监控器，其中，数据采集和控制软件(3)包括：数据采集模块(8)，数据转换模块(9)，视场调整模块(10)，数据压缩模块(11)，设备控制模块(12)，网络通讯模块(13)。
3.根据权利要求2所述的数字双视智能监控器，其中，数据采集和控制软件(3)的数据采集模块(8)通过能量通道(5)按监控计算机指定的速率(帧/秒)读取每帧红外热能量值数据和测温参数值。
4.根据权利要求2所述的数字双视智能监控器，其中，数据采集和控制软件(3)的数据转换模块(9)将读取的每帧红外热能量值数据转换为红外数字图像数据。
5.根据权利要求2所述的数字双视智能监控器，其中，数据采集和控制软件(3)的数据采集模块(8)通过视频通道(7)按监控计算机指定的速率(帧/秒)读取每帧可见光数字图像数据。
6.根据权利要求2所述的数字双视智能监控器，其中，数据采集和控制软件(3)的视场调整模块(10)根据监控计算机指令对数据采集模块(8)可见光数字视频截取的每帧可见光数字图像中指定红外图像相同尺寸的区域与红外数字图像视场吻合。
7.根据权利要求1所述的数字双视智能监控器，其中，数据压缩模块(11)对每帧红外热能量值数据进行无损压缩。
8.根据权利要求1所述的数字双视智能监控器，其中，数据压缩模块(11)对每帧红外数字图像数据进行有损压缩。
9.根据权利要求1所述的数字双视智能监控器，其中，数据压缩模块(11)对每帧截取的可见光数字图像数据进行有损压缩。
10.根据权利要求2所述的数字双视智能监控器，其中，数据采集和控制软件(3)的设备控制模块(12)通过控制通道(4)按监控计算机命令调整红外摄像头的焦距和校正红外摄像头测温参数。
11.根据权利要求2所述的数字双视智能监控器，其中，数据采集和控制软件(3)的设备控制模块(12)通过控制通道(6)按监控计算机命令调整可见光摄像头的焦距和设置视场预置位。
12.根据权利要求2所述的数字双视智能监控器，其中，数据采集和控制软件(3)的设备控制模块(12)通过控制通道(4)按监控计算机命令对云台的焦距控制和设置视场预置位。
13.根据权利要求2所述的数字双视智能监控器，其中，数据采集和控制软件(3)的网络通讯模块(13)通过同一网络传输端口(15)实现所有数据和控制命令传输，按监控计算机请求向监控计算机发送视频和测温数据，接收监控计算机发送的控制命令。
14.根据权利要求11所述的数字双视智能监控器，其中，网络通讯模块(13)通过网络传输端口(15)根据监控计算机请求以指定的速率(帧/秒)向监控计算机发送红外监测视频流。
15.根据权利要求11所述的数字双视智能监控器，其中，网络通讯模块(13)通过网络传输端口(15)根据监控计算机请求以指定的速率(帧/秒)向监控计算机发送可见光监视视频流。
16.根据权利要求11所述的数字双视智能监控器，其中，网络通讯模块(13)通过网络传输端口(15)根据监控计算机请求以指定的速率(帧/秒)向监控计算机发送红外监测温度数据流。
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2012
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