CN207854020U - 热像仪和基于热成像的斗齿监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了热像仪和基于热成像的斗齿监控系统，包括：工控机、热像仪和显示器，热像仪用于采集物体的红外能量，将红外能量转化为热像图，并将热像图发送给工控机；工控机用于接收热像仪发送的热像图，将热像图通过智能识别算法进行识别处理，得到识别出的斗齿的数量，根据斗齿的数量判断斗齿是否存在缺失，如果存在缺失，则向显示器发送报警信息；显示器用于接收工控机发送的报警信息，并根据报警信息进行光电报警，以及显示监控画面，通过热像仪采集图像，从而不受粉尘遮挡以及外界光照变化的影响，并对斗齿的缺失进行准确的判断。

Description

热像仪和基于热成像的斗齿监控系统

技术领域

本实用新型涉及图像采集以及目标识别跟踪领域，尤其是涉及热像仪和基于热成像的斗齿监控系统。

背景技术

目前，在斗齿智能监控系统中，通过可见光的摄像机采集图像，但是可见光的摄像机在采集图像时容易受到光照变化和粉尘遮挡的影响。并且电铲的工作环境为露天矿，电铲在作业时会产生大量的粉尘，尤其到了夜间，使用可见光摄像机对斗齿进行监控时需要照明设备进行补光。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供热像仪和基于热成像的斗齿监控系统，通过热像仪采集图像，从而不受粉尘遮挡以及外界光照变化的影响，并对斗齿的缺失进行准确的判断。

第一方面，本实用新型实施例提供了热像仪，包括：电路板、镜头、减震器和电热器，其中，所述镜头和所述电热器分别与所述电路板相连接；

所述镜头，用于采集物体的红外能量；

所述电路板，用于将所述物体的红外能量转化为热像图；

所述减震器，用于消除电铲的震动；

所述电热器，用于在所述温度低于预设温度阈值的情况下，对所述热像仪进行加热。

进一步的，还包括铝合金保护罩，所述减震器设置在所述铝合金保护罩和所述电路板之间，所述电路板和所述电热器设置在所述铝合金保护罩内。

第二方面，本实用新型实施例还提供基于热成像的斗齿监控系统，包括如上所述的热像仪，还包括：工控机和显示器，其中，所述热像仪和所述显示器分别与所述工控机相连接；

所述热像仪，用于采集物体的红外能量，并将红外能量转化为热像图，并将所述热像图发送给所述工控机；

所述工控机，用于接收所述热像仪发送的所述热像图，将所述热像图通过智能识别算法进行识别处理，得到识别出的斗齿的数量，根据所述斗齿的数量判断所述斗齿是否存在缺失，如果存在缺失，则向所述显示器发送报警信息；

所述显示器，用于接收所述工控机发送的所述报警信息，并根据所述报警信息进行光电报警，以及显示监控画面。

进一步的，所述工控机，还用于将所述热像图进行全局图像中值滤波处理，并通过帧差法确定所述斗齿的运动纵轴区域，根据所述运动纵轴区域确定所述斗齿的运动横轴区域，以及根据所述斗齿的运动纵轴区域和所述斗齿的运动横轴区域确定所述识别出的斗齿的数量，其中，所述斗齿的运动纵轴区域和所述斗齿的运动横轴区域构成运动区域。

进一步的，所述工控机，还用于对所述斗齿的运动纵轴区域进行canny边缘分析，并根据横轴坐标统计纵轴上的累计像素，以及根据所述横轴上连续多个像素之间的关系确定所述斗齿的运动横轴区域。

进一步的，所述工控机，还用于将所述运动区域放大到第一预设大小的区域，对所述第一预设大小的区域进行分割，得到多个分割区域，并将所述多个分割区域分别放大到第二预设大小的区域，并将多个所述第二预设大小的区域输入到CNN神经网络算法中，得到所述识别出的斗齿的数量。

进一步的，所述显示器，还用于当检测到所述斗齿的数量低于标准数值时，将缺失的斗齿标记为第一颜色；

或者，

当再次检测到所述斗齿的数量低于所述标准数值时，将标记为所述第一颜色的缺失的斗齿对应的序号标记为第二颜色，并进行声光报警。

进一步的，所述热像仪和所述显示器分别与所述工控机通过数据传输线相连接，其中，所述数据传输线设置有屏蔽环和屏蔽层。

进一步的，电源集成在所述数据传输线中。

进一步的，所述工控机的接口采用航叉插头。

本实用新型实施例提供了热像仪和基于热成像的斗齿监控系统，包括：工控机、热像仪和显示器，热像仪用于采集物体的红外能量，并将红外能量转化为热像图，并将热像图发送给工控机；工控机用于接收热像仪发送的热像图，将热像图通过智能识别算法进行识别处理，得到识别出的斗齿的数量，根据斗齿的数量判断斗齿是否存在缺失，如果存在缺失，则向显示器发送报警信息；显示器用于接收工控机发送的报警信息，并根据报警信息进行光电报警，以及显示监控画面，通过热像仪采集图像，从而不受粉尘遮挡以及外界光照变化的影响，并对斗齿的缺失进行准确的判断。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的热像仪示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的热像仪采集图像对比示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的基于热成像的斗齿监控系统示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的基于热成像的斗齿监控系统界面示意图。

图标：

10-热像仪；11-镜头；12-电路板；13-电热器；20-工控机；30-显示器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在目前的斗齿智能监控系统中，通过可见光的摄像机采集图像，但是可见光的摄像机在采集图像时容易受到光照变化和粉尘遮挡的影响。

本实用新型将热像仪运用到斗齿监控系统中，电铲工作时斗齿与矿石摩擦，斗齿温度高于周边空气温度，但是，通过热像仪采集的热像图中的斗齿可以很清晰的显示。热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热像图，所以使用热像仪采集图像时不受粉尘遮挡以及外界光照变化影响。

为便于对本实施例进行理解，下面对本实用新型实施例进行详细介绍。

实施例一：

图1为本实用新型实施例一提供的热像仪示意图。

参照图1，热像仪10包括电路板12、镜头11、减震器和电热器13，其中，镜头11和电热器13分别与电路板12相连接；

镜头11，用于采集物体的红外能量；

电路板12，用于将物体的红外能量转化为热像图；

减震器，用于消除电铲的震动；

这里，减震器可用来消除电铲震动产生的影响，并同时消除震动。当热像仪10采集图像的镜头不抖动时，采集的热像图也不会抖动。

电热器13，用于在温度低于预设温度阈值的情况下，对热像仪10进行加热。

这里，预设温度阈值为-40度。当热像仪10处于高寒环境时，由于温度较低，会直接影响热像仪10的工作。

因此，当温度计探测到温度低于-40度时，触发电热器13进行加热，使热像仪10处于一个恒温无尘的环境，以确保热像仪10的正常工作。

进一步的，还包括铝合金保护罩，减震器设置在铝合金保护罩和电路板12之间，电路板12和电热器13设置在铝合金保护罩内。

这里，热像仪10属于精密仪器，热像仪10中的电路板12容易受到温度、湿度、震动以及尘埃的影响，因此，外壳采用铝合金保护罩，铝合金保护罩是最外层的保护罩，可以隔绝雨雾灰尘，使热像仪10的电路板12处于一个密闭的环境中，且不受外界干扰。

具体地，热像仪10就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热像图，所以，当使用热像仪10采集图像时，不受粉尘遮挡以及外界光照变化的影响。

参照图2，图2为热像仪在白天和黑夜采集的图像，其中，图(a)为热像仪在白天采集的图像，图(b)为热像仪在黑夜采集的图像。

不论成像仪在白天采集图像，还是在夜晚采集图像，采集的图像不会因外界环境和外界光照的影响。主要区别在于矿石在白天会亮一点，在晚上会暗一点。

实施例二：

图3为本实用新型实施例二提供的基于热成像的斗齿监控系统示意图。

参照图3，该系统包括热像仪10，还包括工控机20和显示器30，其中，热像仪10和显示器30分别与工控机20相连接；

热像仪10用于采集物体的红外能量，并将红外能量转化为热像图，并将热像图发送给工控机20；

工控机20用于接收热像仪10发送的热像图，将热像图通过智能识别算法进行识别处理，得到识别出的斗齿的数量，根据斗齿的数量判断斗齿是否存在缺失，如果存在缺失，则向显示器30发送报警信息；

这里，对识别出来的斗齿，计算其数量，并进行清零操作，对未检测到的斗齿进行加一操作。

当检测到斗齿的数量低于标准数值时，将缺失的斗齿标记为第一颜色；当再次检测到斗齿的数量低于标准数值时，将标记为第一颜色的缺失的斗齿对应的序号标记为第二颜色，并进行声光报警。

显示器30用于接收工控机20发送的报警信息，并根据报警信息进行光电报警，以及显示监控画面。

进一步的，工控机20还用于将热像图进行全局图像中值滤波处理，并通过帧差法确定斗齿的运动纵轴区域，根据运动纵轴区域确定斗齿的运动横轴区域，以及根据斗齿的运动纵轴区域和斗齿的运动横轴区域确定识别出的斗齿的数量，其中，斗齿的运动纵轴区域和斗齿的运动横轴区域构成运动区域。

这里，运动纵轴区域为运动Y轴区域，运动横轴区域为运动X轴区域。

进一步的，工控机20还用于对斗齿的运动纵轴区域进行canny边缘分析，并根据横轴坐标统计纵轴上的累计像素，以及根据横轴上连续多个像素之间的关系确定斗齿的运动横轴区域。

这里，连续多个像素可以为连续3个像素。

进一步的，工控机20还用于将运动区域放大到第一预设大小的区域，对第一预设大小的区域进行分割，得到多个分割区域，并将多个分割区域分别放大到第二预设大小的区域，并将多个第二预设大小的区域输入到CNN神经网络算法中，得到识别出的斗齿的数量。

这里，第一预设大小的区域为200*40，第二预设大小的区域为40*40。

具体地，将运动区域放大到200*40大小的区域，将200*40大小的区域分割成多份，可以为8、7、6和5份，再将分割的区域分别放大到40*40大小的区域，并作为CNN神经网络算法的输入，从而输出识别出的斗齿的数量，并选取数量最多的斗齿。

进一步的，显示器30还用于当检测到斗齿的数量低于标准数值时，将缺失的斗齿标记为第一颜色；

或者，

当再次检测到斗齿的数量低于所述标准数值时，将标记为第一颜色的缺失的斗齿对应的序号标记为第二颜色，并进行声光报警。

这里，第一颜色为黄色，第一颜色为红色。

具体参照图4，在监控界面中使用黄色进行标记，即在斗齿缺失的情况下，缺失的斗齿标记为黄色；

当斗齿完全缺失时，将斗齿对应的序号标记为红色，并发出报警声音。

另外，将监控视频和记录斗齿缺失时间的日志存储在本地文件夹，方便日后进行责任追查。

进一步的，热像仪10和显示器30分别与工控机20通过数据传输线相连接，其中，数据传输线设置有屏蔽环和屏蔽层。

这里，将数据传输线设置有屏蔽环和屏蔽层，可以使数据通信在异常恶劣的电磁环境下也能正常进行。

进一步的，电源集成在数据传输线中。

这里，电源集成在数据传输线中，可以减少线缆的数量。

进一步的，工控机20的接口采用航叉插头。

这里，工控机20的接口采用航叉插头，可以保证线缆在任何震动情况下都不会松动。

本实用新型实施例提供了热像仪和基于热成像的斗齿监控系统，包括：工控机、热像仪和显示器，热像仪用于采集物体的红外能量，并将红外能量转化为热像图，并将热像图发送给工控机；工控机用于接收热像仪发送的热像图，将热像图通过智能识别算法进行识别处理，得到识别出的斗齿的数量，根据斗齿的数量判断斗齿是否存在缺失，如果存在缺失，则向显示器发送报警信息；显示器用于接收工控机发送的报警信息，并根据报警信息进行光电报警，以及显示监控画面，通过热像仪采集图像，从而不受粉尘遮挡以及外界光照变化的影响，并对斗齿的缺失进行准确的判断。

本实用新型实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种热像仪，其特征在于，包括：电路板、镜头、减震器和电热器，其中，所述镜头和所述电热器分别与所述电路板相连接；

所述镜头，用于采集物体的红外能量；

所述电路板，用于将所述物体的红外能量转化为热像图；

所述减震器，用于消除电铲的震动；

所述电热器，用于在温度低于预设温度阈值的情况下，对所述热像仪进行加热。

2.根据权利要求1所述的热像仪，其特征在于，还包括铝合金保护罩，所述减震器设置在所述铝合金保护罩和所述电路板之间，所述电路板和所述电热器设置在所述铝合金保护罩内。

3.一种基于热成像的斗齿监控系统，其特征在于，包括权利要求1和权利要求2任一项所述的热像仪，还包括：工控机和显示器，其中，所述热像仪和所述显示器分别与所述工控机相连接；

所述热像仪，用于采集物体的红外能量，并将红外能量转化为热像图，并将所述热像图发送给所述工控机；

所述工控机，用于接收所述热像仪发送的所述热像图，将所述热像图通过智能识别算法进行识别处理，得到识别出的斗齿的数量，根据所述斗齿的数量判断所述斗齿是否存在缺失，如果存在缺失，则向所述显示器发送报警信息；

所述显示器，用于接收所述工控机发送的所述报警信息，并根据所述报警信息进行光电报警，以及显示监控画面。

4.根据权利要求3所述的基于热成像的斗齿监控系统，其特征在于，所述工控机，还用于将所述热像图进行全局图像中值滤波处理，并通过帧差法确定所述斗齿的运动纵轴区域，根据所述运动纵轴区域确定所述斗齿的运动横轴区域，以及根据所述斗齿的运动纵轴区域和所述斗齿的运动横轴区域确定所述识别出的斗齿的数量，其中，所述斗齿的运动纵轴区域和所述斗齿的运动横轴区域构成运动区域。

5.根据权利要求4所述的基于热成像的斗齿监控系统，其特征在于，所述工控机，还用于对所述斗齿的运动纵轴区域进行canny边缘分析，并根据横轴坐标统计纵轴上的累计像素，以及根据所述横轴上连续多个像素之间的关系确定所述斗齿的运动横轴区域。

6.根据权利要求4所述的基于热成像的斗齿监控系统，其特征在于，所述工控机，还用于将所述运动区域放大到第一预设大小的区域，对所述第一预设大小的区域进行分割，得到多个分割区域，并将所述多个分割区域分别放大到第二预设大小的区域，并将多个所述第二预设大小的区域输入到CNN神经网络算法中，得到所述识别出的斗齿的数量。

7.根据权利要求3所述的基于热成像的斗齿监控系统，其特征在于，所述显示器，还用于当检测到所述斗齿的数量低于标准数值时，将缺失的斗齿标记为第一颜色；

或者，

当再次检测到所述斗齿的数量低于所述标准数值时，将标记为所述第一颜色的缺失的斗齿对应的序号标记为第二颜色，并进行声光报警。

8.根据权利要求3所述的基于热成像的斗齿监控系统，其特征在于，所述热像仪和所述显示器分别与所述工控机通过数据传输线相连接，其中，所述数据传输线设置有屏蔽环和屏蔽层。

9.根据权利要求8所述的基于热成像的斗齿监控系统，其特征在于，电源集成在所述数据传输线中。

10.根据权利要求3所述的基于热成像的斗齿监控系统，其特征在于，所述工控机的接口采用航叉插头。