專利名稱：基于紅外熱成像技術的數字雙視智能監控器的制作方法
技術領域：
基于紅外熱成像技術的數字雙視智能監控器技術領域[0001]本發明涉及測溫和熱成像監測技術領域，尤其是涉及一種基于紅外熱成像技術的數字雙視智能監控數據和命令的傳輸技術和方法。
背景技術：
[0002]目前，眾多行業已將紅外熱成像和測溫技術應用到設備故障或缺陷監控、溫升預警、安防監視技術領域，其實現方式主要是以紅外熱像儀和可見光攝像儀組合作為監控攝像平臺，紅外熱像儀通過接收被測物體發射的紅外線，將被測物體表面的紅外輻射轉變成熱能量信號；再經專用軟件轉換為溫度值和熱圖像；根據圖像中的溫度值或溫度分布變化來監測故障和缺陷和預警溫升，在無光源下進行監視；通過可見光圖像輔助識別目標。[0003]現有的紅外測溫監控和預警技術中，通過紅外監控器本身的處理器和軟件實現測溫計算、成像、報警處理，稱為“前端測溫”技術，將監測熱圖像結果以視頻發送給監控計算機。紅外測溫技術是非接觸式測溫。如果要提高檢測精度，則需對測溫數據進行大量的測溫分析和圖像處理。由于受到監控器機箱尺寸和電功耗的限制，監控器對處理器功能配置受到限制，因此處理器對測溫分析和圖像處理的能力也受到限制，無法滿足大多數測溫監控系統對測溫精度和圖像處理的需求。另外，一個監控系統通常需配置許多監控器。如果采用前端測溫技術，任何測溫功能更新都需對每個監控器進行升級，這將大大地限制測溫分析的靈活性和擴展性，增加系統維護的成本。發明內容[0004]針對現有的前端測溫技術存在的不足，本發明基于紅外熱成像技術而開拓出一種全新的數字雙視智能監控數據和命令的傳輸技術和方法，通過簡化監控器端數據處理工作，充分地利用監控計算機的強大的數據計算和處理能力，稱為“后端測溫技術”。本發明可大大地優化監控系統構建，實現了全數字化傳控，為監控系統提供了所有測溫分析和圖像處理基本數據，提高了監測的靈活性、擴展性、可靠性，降低系統的維護成本。[0005]為實現上述目的，本發明提供一種基于紅外熱成像技術的數字雙視智能監控器，其包括:紅外攝像頭(I)，用以拍攝監測區域或部件的紅外熱圖像，并輸出該監測熱圖像的溫度測量值的數字信號；可見光攝像頭(2)，用以拍攝監控區域或部件的可見光圖像，并輸出該監測熱圖像的溫度測量值的數字信號；工控板計算機/數據采集和控制軟件⑶，運行在工控板計算機上的數據采集和控制軟件實現:從紅外攝像頭(I)采集熱能量數據，將熱能量數據轉換為數字熱圖像數據，從可見光攝像頭(2)采集數字圖像數據，截取可見光圖像吻合熱圖像視場，生成高效壓縮紅外和可見光視頻流，控制紅外攝像頭(I)、可見光攝像頭(2)、云臺控制(14)，并通過單一計算機網絡傳輸端口(15)實現與監控計算機實時視頻流、測溫數據、控制命令的傳輸。[0006]根據本發明的實施例，其中，數據采集和控制軟件(3)包括:數據采集模塊⑶，數據轉換模塊(9)，視場 調整模塊(10)，數據壓縮模塊(11)，設備控制模塊(12)，網絡通訊模塊(13)。[0007]根據本發明的實施例，其中，數據采集和控制軟件(3)的數據采集模塊(8)通過能量通道(5)按監控計算機指定的速率(幀/秒)讀取每幀紅外熱能量值數據和測溫參數值。[0008]根據本發明的實施例，其中，數據采集和控制軟件(3)的數據轉換模塊(9)將讀取的每幀紅外熱能量值數據轉換為紅外數字圖像數據。[0009]根據本發明的實施例，其中，數據采集和控制軟件(3)的數據采集模塊(8)通過視頻通道(7)按監控計算機指定的速率(幀/秒)讀取每幀可見光數字圖像數據。[0010]根據本發明的實施例，其中，數據采集和控制軟件(3)的視場調整模塊(10)根據監控計算機指令對數據采集模塊(8)可見光數字視頻截取的每幀可見光數字圖像中指定紅外圖像相同尺寸的區域與紅外數字圖像視場吻合。[0011]根據本發明的實施例，其中，數據壓縮模塊(11)對每幀紅外熱能量值數據進行無損壓縮。[0012]根據本發明的實施例，其中，數據壓縮模塊(11)對每幀紅外數字圖像數據進行有損壓縮。[0013]根據本發明的實施例，其中，數據壓縮模塊(11)對每幀截取的可見光數字圖像數據進行有損壓縮。[0014]根據本發明的實施例，其中，數據采集和控制軟件(3)的設備控制模塊(12)通過控制通道(4)按監控計算機命令調整紅外攝像頭的焦距和校正紅外攝像頭測溫參數。[0015]根據本發明的實施例，其中，數據采集和控制軟件(3)的設備控制模塊(12)通過控制通道(6)按監控計算機命令調整可見光攝像頭的焦距和設置視場預置位。[0016]根據本發明的實施例，其中，數據采集和控制軟件(3)的設備控制模塊(12)通過控制通道(4)按監控計算機命令對云臺的焦距控制和設置視場預置位。[0017]根據本發明 的實施例，其中，數據采集和控制軟件(3)的網絡通訊模塊(13)通過同一網絡傳輸端口(15)實現所有數據和控制命令傳輸，按監控計算機請求向監控計算機發送視頻和測溫數據，接收監控計算機發送的控制命令。[0018]根據本發明的實施例，其中，網絡通訊模塊(13)通過網絡傳輸端口(15)根據監控計算機請求以指定的速率(幀/秒)向監控計算機發送紅外監測視頻流。[0019]根據本發明的實施例，其中，網絡通訊模塊(13)通過網絡傳輸端口(15)根據監控計算機請求以指定的速率(幀/秒)向監控計算機發送可見光監視視頻流。[0020]根據本發明的實施例，其中，網絡通訊模塊(13)通過網絡傳輸端口(15)根據監控計算機請求以指定的速率(幀/秒)向監控計算機發送紅外監測溫度數據流。
[0021]圖1是本發明的連接關系示意圖具體實施方式
[0022]為了使本發明的實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明的實施例做進一步詳細地說明。在此，本發明的示意性實施例及其說明僅用于解釋本發明，但并不作為本發明的規定。[0023]由于目前的技術尚無法將紅外攝像頭和可見光攝像頭以同軸安裝，因此紅外熱圖像與可見光圖像存在很大視場差。紅外攝像頭和可見光攝像頭同視場可提高監測目標的識別率和測溫的精度。因為可見光攝像頭的視場角通常大于紅外攝像頭視場角，所以可用可見光圖像其中的一個區域來吻合紅外熱圖像，實現紅外攝像頭和可見光攝像頭同視場。[0024]如圖1所示，本發明的一種基于紅外熱成像技術的數字雙視智能監控器包括:紅外攝像頭(I)，可見光攝像頭(2)，工控板計算機/數據采集和控制軟件(3)組成。[0025]如圖1所示，本發明中，當電源輸入內部電源模塊以后，紅外攝像頭I輸出數字化紅外測溫能量值(5)，工控板計算機用于運行數據采集和控制軟件(3)的數據采集模塊(8)按監控計算機指定的速率(幀/秒)讀取紅外測溫能量值數據(5)，數據轉換模塊(9)將讀取的紅外測溫能量值數據(8)轉換為紅外數字熱圖像。[0026]如圖1所示，本發明中，當電源輸入內部電源模塊以后，可見光攝像頭2輸出數字視頻數據(7)，數據采集和控制軟件(3)的數據采集模塊(8)按監控計算機指定的速率(幀/秒)讀取可見光數字視頻數據(7)。[0027]如圖1所示，本發明中，，數據采集和控制軟件(3)的視場調整模塊(10)按監控計算機對數據采集模塊(8)的可見光數字視頻指定的區域截取可見光圖像。[0028]如圖1所示，本發明的數據采集和控制軟件(3)的數據壓縮模塊(11)將讀取的紅外測溫能量值數據(8)、讀取的紅外數字熱圖像視頻流(9)、讀取的可見光數字視頻流(10)壓縮，提供網絡通訊模塊(13)發送給監控計算機。[0029]如圖1所示，本發明的數據采集和控制軟件(3)的設備控制模塊(12)可根據監控計算機的指令調整紅外攝像頭的焦距和進行測溫校正(4)、調整可見光攝像頭的焦距(6)并控制云臺移動(14)。[0030]如圖1所示，本發明的數據采集和控制軟件(3)的網絡通訊模塊(13)可根據監控計算機的請求，通過同一網絡端口(15)向監控計算機發送壓縮的紅外測溫數據、紅外視頻流、可見光視頻流，從監控計算機接收攝像頭和云臺控制指令。[0031]如圖1所示，本發明的數據采集和控制軟件(3)的網絡通訊模塊(13)還可根據監控計算機的請求，通過網絡端口(15)向監控計算機發送指定速率(幀/秒)壓縮的紅外熱能量數據流(11)、并同樣通過網絡端口(15)向監控計算機發送指定速率(幀/秒)壓縮的紅外視頻流(11)和可見光視·頻流(11)。[0032]如圖1所示，本發明的數據采集和控制軟件(3)的網絡通訊模塊(13)可根據監控計算機的請求，通過所述網絡端口(15)從監控計算機接受紅外攝像頭焦距控制和測溫校正指令、可見光攝像頭焦距控制指令及云臺移動控制指令。[0033]如圖1所示，本發明的紅外攝像頭I接收焦距和測溫校正控制命令⑷進行相應焦距和測溫校正，輸出紅外圖像。[0034]如圖1所示，本發明的可見光攝像頭2接收焦距控制命令(6)，進行相應焦距校正，輸出可見光圖像。[0035]在上述實施例中，本發明的監測器通過單一數字網線以壓縮數字信號將紅外熱成像和可見光圖像的同視場視頻流、紅外熱能量數據流發送到監控工作站或服務器進行測溫分析和處理，同時可接收監控工作站或服務器發來的攝像頭和云臺的控制命令。本發明能夠滿足各種復雜測溫監控和自動預警要求，確保了檢測準確性、測溫靈活性、功能易擴展性，簡化了系統布網、降低了監控系統安裝和維護成本。[0036]盡管前面結合附圖而對本發明的具體示例性實施例進行了具體描述，但可以理解的是，在本公開內容的原理的精神和范圍之內，本領域技術人員完全可以推導出許多其它變化和實施例。尤其是，可以在該公開、附圖和所附權利要求的范圍內對組件和/或附件和/或軟件的設置組合進行多種變化和改進。除組件和/或附件和/或軟件的變化和改進之夕卜，其他可選擇的應用對于 本領域技術人員而言也是顯而易見的。
權利要求1.一種基于紅外熱成像技術的數字雙視智能監控器，包括: 紅外攝像頭(I)，用以拍攝監測區域或部件的紅外熱圖像，并輸出該監測熱圖像的溫度測量值的數字信號； 可見光攝像頭(2)，用以拍攝監控區域或部件的可見光圖像，并輸出該監測熱圖像的溫度測量值的數字信號； 工控板計算機/數據采集和控制軟件(3)，運行在工控板計算機上的數據采集和控制軟件實現:從紅外攝像頭(I)采集熱能量數據，將熱能量數據轉換為數字熱圖像數據，從可見光攝像頭(2)采集數字圖像數據，截取可見光圖像吻合熱圖像視場，生成高效壓縮紅外和可見光視頻流，控制紅外攝像頭(I)、可見光攝像頭(2)、云臺控制(14)，并通過單一計算機網絡傳輸端口(15)實現與監控計算機實時視頻流、測溫數據、控制命令的傳輸。
2.根據權利要求1所述的數字雙視智能監控器，其中，數據采集和控制軟件(3)包括:數據采集模塊(8)，數據轉換模塊(9)，視場調整模塊(10)，數據壓縮模塊(11)，設備控制模塊(12)，網絡通訊模塊(13)。
3.根據權利要求2所述的數字雙視智能監控器，其中，數據采集和控制軟件(3)的數據采集模塊(8)通過能量通道(5)按監控計算機指定的速率(幀/秒)讀取每幀紅外熱能量值數據和測溫參數值。
4.根據權利要求2所述的數字雙視智能監控器，其中，數據采集和控制軟件(3)的數據轉換模塊(9)將讀取的每幀紅外熱能量值數據轉換為紅外數字圖像數據。
5.根據權利要求2所述的數字雙視智能監控器，其中，數據采集和控制軟件(3)的數據采集模塊(8)通過視頻通道(7)按監控計算機指定的速率(幀/秒)讀取每幀可見光數字圖像數據。
6.根據權利要求2所述的數字雙視智能監控器，其中，數據采集和控制軟件(3)的視場調整模塊(10)根據監控計算機指令對數據采集模塊(8)可見光數字視頻截取的每幀可見光數字圖像中指定紅外圖像相同尺寸的區域與紅外數字圖像視場吻合。
7.根據權利要求1所述的數字雙視智能監控器，其中，數據壓縮模塊(11)對每幀紅外熱能量值數據進行無損壓縮。
8.根據權利要 求1所述的數字雙視智能監控器，其中，數據壓縮模塊(11)對每幀紅外數字圖像數據進行有損壓縮。
9.根據權利要求1所述的數字雙視智能監控器，其中，數據壓縮模塊(11)對每幀截取的可見光數字圖像數據進行有損壓縮。
10.根據權利要求2所述的數字雙視智能監控器，其中，數據采集和控制軟件(3)的設備控制模塊(12)通過控制通道(4)按監控計算機命令調整紅外攝像頭的焦距和校正紅外攝像頭測溫參數。
11.根據權利要求2所述的數字雙視智能監控器，其中，數據采集和控制軟件(3)的設備控制模塊(12)通過控制通道(6)按監控計算機命令調整可見光攝像頭的焦距和設置視場預置位。
12.根據權利要求2所述的數字雙視智能監控器，其中，數據采集和控制軟件(3)的設備控制模塊(12)通過控制通道(4)按監控計算機命令對云臺的焦距控制和設置視場預置位。
13.根據權利要求2所述的數字雙視智能監控器，其中，數據采集和控制軟件(3)的網絡通訊模塊(13)通過同一網絡傳輸端口(15)實現所有數據和控制命令傳輸，按監控計算機請求向監控計算機發送視頻和測溫數據，接收監控計算機發送的控制命令。
14.根據權利要求11所述的數字雙視智能監控器，其中，網絡通訊模塊(13)通過網絡傳輸端口(15)根據監控計算機請求以指定的速率(幀/秒)向監控計算機發送紅外監測視頻流。
15.根據權利要求11所述的數字雙視智能監控器，其中，網絡通訊模塊(13)通過網絡傳輸端口(15)根據監控計算機請求以指定的速率(幀/秒)向監控計算機發送可見光監視視頻流。
16.根據權利要求11所述的數字雙視智能監控器，其中，網絡通訊模塊(13)通過網絡傳輸端口(15)根據監控計算機請求以指定的速率(幀/秒)向監控計算機發送紅外監測溫度數 據流。
專利摘要一種基于紅外熱成像技術的數字雙視智能監控器，包括紅外攝像頭，可見光攝像頭，工控板計算機，數據采集和控制軟件。監測器通過單一數字網線以壓縮數字信號將紅外熱成像和可見光圖像的同視場視頻流、紅外熱能量值數據流發送到監控工作站或服務器進行測溫分析和處理，同時可接收監控工作站或服務器發來的攝像頭和云臺的控制命令。本實用新型能夠滿足各種復雜測溫監控和自動預警要求，確保了監測準確性、測溫靈活性、功能易擴展性，簡化了系統布網、降低了監控系統安裝和維護成本。
文檔編號G01J5/00GK203120050SQ20122072519
公開日2013年8月7日 申請日期2012年12月13日 優先權日2012年12月13日
發明者張國南, 張建武, 梁乃峰, 張龍, 吳濤, 馮昊, 李曉光, 李偉 申請人:廣州颯特紅外股份有限公司, 廣州颯特紅外系統軟件有限公司, 新疆電力公司電力科學研究院