用于温度校准和确定场景中的温度的方法、设备和系统。在第一时间段中的多个时间点中的每个时间点，采集表示场景的第一部分处的温度的环境温度，并且采集与采集的环境温度相对应且与第一部分相关的热感图像传感器信号值。基于采集的环境温度和与采集的环境温度中的每一个相对应的热感图像传感器信号值，确定校准函数。在第二时间段中，捕获场景的热图像，该热图像包括与场景的第二部分相关的热感图像传感器信号值，并且，基于校准函数且基于包括在热图像中的热感图像传感器信号值来确定场景的第二部分处的温度。的第二部分处的温度。的第二部分处的温度。
【技术实现步骤摘要】
用于温度校准和确定场景中的温度的方法、设备和系统
[0001]本文中的实施例涉及热感摄像机领域。具体地，本文中的实施例涉及温度校准和确定场景中的温度。
技术介绍
[0002]有时被称为热像摄像机、红外摄像机、热成像摄像机或者红外热像摄像机的热感摄像机是使用红外辐射形成热区图像的成像设备，类似于使用可见光形成图像的普通摄像机。热感摄像机在从大约3微米至大约14微米的波长内工作，而不是可见光摄像机的380
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780纳米的范围。
[0003]热感摄像机在诸如对象检测、异常检测、火灾监控、趋势分析(仅给出一些示例)的众多领域中应用。在许多此类应用中，准确地测量成像场景中的温度非常重要。然而，现今，校准热感摄像机以准确地测量温度既困难又昂贵。
[0004]例如，可以在制造工厂处通过将热感摄像机放置在具有恒定的室/房间温度的校准室或者校准房间中来校准热感摄像机。一旦热感摄像机已经适应校准室中的恒定温度，就将具有不同的明确定义的绝对温度的各种对象一次一个地放置在热感摄像机前面，以便校准热感摄像机。具体地，每个对象被放置在被热感摄像机的视场覆盖的场景中。对于每个对象温度，热感摄像机捕获场景的图像并且记录图像传感器的每个传感器元件的各自的图像传感器信号值。当已经记录了所有各种对象的传感器信号值时，每个传感器元件的校准函数被确定。校准函数将绝对温度与传感器信号值相关联。由于必须将具有不同的明确定义的温度的多个对象放置在校准室中并且由于必须记录图像传感器的每个传感器元件的传感器信号值以获取校准函数，因此校准过程非常耗时。有时，当为热感摄像机的每个传感器元件确定校准函数时，热感摄像机被称为是完全校准的。
[0005]US 6,267,501 B1描述了使用校准室的工厂校准的另一示例。在该示例中，热感摄像机被布置于在受控的环境温度下的校准室中。热感摄像机透过校准室的墙壁观察在整个场景中是等温的场景，并且该温度被呈现给热感摄像机的所有传感器元件。在热感摄像机的校准期间，室温度和场景温度都是变化的。具体地，对于每个室温度，场景温度在温度区间内变化，并且对于每个场景温度，热感摄像机通过校准室的窗口记录传感器信号值。此后，室温度被改变，并且热感摄像机记录针对温度区间中的每个场景温度的传感器信号值。当已经针对所有温度(即，针对所有室温度以及所有场景温度)记录了传感器信号值时，针对每个传感器元件和每个室温度的校准函数被确定。每个传感器元件的校准函数将绝对温度与在室温度下工作的热感摄像机的传感器信号值相关联。由于在该示例中也为每个传感器元件确定校准函数，因此热感摄像机被称为是完全校准的。
[0006]图1A示意性地图示了被称为是完全校准的热感摄像机的不同传感器元件的示例性校准函数。用“A”标记的传感器元件的校准函数被示为曲线A，用“B”标记的传感器元件的校准函数被示为曲线B，并且用“C”标记的传感器元件的校准函数被示为曲线C。在图1A中，每个校准函数对于三个传感器元件都是有效的。然而，这仅是示例，并且应理解，每个校准
函数可以对于另一数量的传感器元件是有效的。图1A还示出了在宽的温度范围内(例如，在0至300摄氏度之间)执行校准。
[0007]完全校准的热感摄像机中的至少一些的一些缺点是校准它们是耗时的，并且它们必须在几年后(有时甚至每年)重新校准。然后必须将热感摄像机送回工厂，并且必须再次执行以上描述的过程中的一个。这对于安装在远离工厂的地点处的热感摄像机尤其不方便。
[0008]图1B示意性地图示了被称为是标准校准的热感摄像机的不同传感器元件的示例性校准函数。当在本公开中使用时，表述“标准校准”是指使用单个校准函数来校准相同类型的热感摄像机。校准函数有时被称为默认校准函数。如图1B中所示，校准函数对于全部九个传感器元件是相同的。
[0009]标准校准的热感摄像机的缺点是单个校准函数被用于校准相同类型的热感摄像机，即校准具有相同类型的图像传感器的热感摄像机。因此，在校准中不考虑单个传感器元件的性能变化。标准校准的热感摄像机中的一些的另一缺点是，它们也可能必须在几年后(有时甚至每年)重新校准。根据例如标准校准的热感摄像机的使用年限，考虑到摄像机的老化，即图像传感器的老化，可以使用新的单个校准函数校准摄像机。
[0010]US 2018/0191967 A1公开了用于确定对象中的目标物种的浓度的红外(IR)成像系统。该成像系统可以包括光学系统，该光学系统包括光学焦平面阵列(FPA)单元。该光学系统可以具有限定其至少两个光学通道的部件，该至少两个光学通道在空间和光谱上彼此不同。至少两个光学通道中的每一个可以被定位成将入射在光学系统上的IR辐射朝向光学FPA传送。该系统可以包括处理单元，该处理单元包含处理器，该处理器可以被配置为从在光学FPA处接收的IR辐射中获取表示该目标物种的多光谱光学数据。
技术实现思路
[0011]有鉴于此，因此本文中公开的实施例的目的是克服或者至少减轻以上讨论的缺点。具体地，目的是提供方法、设备和系统，该方法、设备和系统提供热感摄像机的简单的温度校准，并且还提供场景中的温度的足够准确的确定。
[0012]本文中公开的实施例适用于热感摄像机的现场校准。当在本公开中使用时，表述“现场温度校准”是指温度校准在热感摄像机正在工作或者将要工作的相同位置处进行。因此，该位置可以与热感摄像机在工作时被安装的位置相同。现场校准能够实现热感摄像机的即时校准，即在热感摄像机的正常工作期间校准热感摄像机。
[0013]根据一方面，该目的通过用于温度校准和确定场景中的温度的方法实现。
[0014]在第一时间段中的多个时间点中的每个时间点，采集表示场景的第一部分处的温度的环境温度以获取跨越环境温度的范围的采集的环境温度，并且，借助于热感摄像机采集与采集的环境温度相对应且与场景的第一部分相关的一个或者多个热感图像传感器信号值。
[0015]基于采集的环境温度和与采集的环境温度中的每一个相对应的一个或者多个热感图像传感器信号值，确定校准函数。校准函数作为热感图像传感器值的函数给出温度。
[0016]在第二时间段中，热感摄像机捕获场景的热图像，其中，热图像包括与场景的第二部分相关的热感图像传感器值。
[0017]在第二时间段中，基于校准函数并且基于包括在场景的所捕获的热图像中且与场景的第二部分相关的一个或者多个热感图像传感器信号值，确定场景的第二部分处的温度。
[0018]利用这种方法，基于表示场景的第一部分处的温度的采集的环境温度和与采集的环境温度中的每一个相对应的一个或者多个热感图像传感器信号值来确定校准函数。校准函数可以例如通过回归分析创建，由此找到最接近地拟合所采集的数据的数学函数。由此函数可以被创建并且被调整以拟合采集的值。场景可以是热感摄像机被布置成在工作时监控的场景，并且场景的第一部分可以与热感摄像机的视场相对应，或者它可以与视场的一部分相对应。场景的第一部分可以是场景的背景部分，并且它可以被选择为使得它包括具有温度(例如，常本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于温度校准和确定场景中的温度的方法，其中，所述方法包括：在第一时间段中的多个时间点的每个时间点，采集表示所述场景的第一部分处的温度的环境温度以获取跨越环境温度的范围的采集的环境温度，并且，借助于热感摄像机(210)采集与所述采集的环境温度相对应且与所述场景的所述第一部分相关的一个或者多个热感图像传感器信号值；基于所述采集的环境温度和与所述采集的环境温度中的每一个相对应的所述一个或者多个热感图像传感器信号值，确定校准函数，其中，所述校准函数作为热感图像传感器值的函数给出温度；在第二时间段中并且借助于所述热感摄像机，捕获所述场景的热图像，所述热图像包括与所述场景的第二部分相关的热感图像传感器信号值；并且在所述第二时间段中，基于所述校准函数并且基于包括在所述场景的所捕获的热图像中且与所述场景的所述第二部分相关的一个或者多个热感图像传感器信号值，确定所述场景的所述第二部分处的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一时间段和所述第二时间段是以下项中的一项：不重叠的时间段；和至少部分地重叠的时间段。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述采集的环境温度中的一个或者多个由温度计测量或者从实时气象服务采集。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述采集的环境温度表示在大约
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40摄氏度至+50摄氏度的范围内的环境温度。5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述校准函数进一步包括：将所述校准函数确定为所述采集的环境温度和所采集的对应的热感图像传感器信号值的函数拟合。6.根据权利要求5所述的方法，其中，对于所述采集的环境温度中的至少一个，在确定所述校准函数时，使用与所述采集的环境温度相对应的所述一个或者多个热感图像传感器信号值的平均值。7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述校准函数进一步包括：将所述校准函数外插到给出在采集的环境温度的所述范围之外的温度的热感图像传感器信号值。8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述场景的所述第二部分处的所述温度进一步包括：基于所述校准函数并且基于与所述场景的所述第二部分相关的所述热感图像传感器信号值的平均值，确定所述温度。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述场景的所述第一部分和所述第二部分是以下项中的一项：所述场景的不重叠的部分；和所述场景的至少部分地重叠的部分。10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在捕...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：安讯士有限公司，
类型：发明
国别省市：
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