一种红外传感器的数据处理方法技术

本发明专利技术公开了一种红外传感器的数据处理方法，其包括如下步骤：获取红外传感器的温度数据阵列，并标识每个像素点标识坐标；实时获取红外传感器在当前帧上各像素的目标温度，当其中任一目标温度高于预存的上限阈值或低于预存的下限阈值，则删除当前帧否则跳转至下一步；遍历数据阵列中的每个3*3领域，当其中任一中心像素值与其周围每个像素值差均大于预设值时进行中值滤波后跳转至下一步，否则直接跳转至下一步；将温度数据阵列中的最高值发送至服务器；对每个像素值进行归一化处理；对每个像素值进行多倍线性差值；在水平和垂直方向进行梯度检测；数据可视化显示。本发明专利技术能够优化红外热图像的对比度，从而更准确的定位正在发热的疑似故障区域。热的疑似故障区域。

A data processing method of infrared sensor

【技术实现步骤摘要】
一种红外传感器的数据处理方法


[0001]本专利技术涉及数据处理
，具体来说，涉及一种红外传感器的数据处理方法。

技术介绍

[0002]红外传感器是一种将物体发出的不可见红外能量转变为温度，并通过热成像方式显示的设备，目前红外传感器已开始被应用于煤炭开采设备的预防性维护、电气检查和故障排除等技术场景中。但在实践中，我们发现现有的红外传感器存在以下的缺陷：基于红外热成像仪依靠温差实现成像的原理，当所测物体的温差较小时，其形成的红外热图像对比度较低，导致细节分辨能力变差，无法准确定位正在发热的疑似故障区域。因此，如何开发出一种新型的红外数据处理方法，以克服上述问题是本领域技术人员需要研究的方向。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种红外传感器的数据处理方法，能够优化红外热图像的对比度，从而更准确的定位正在发热的疑似故障区域。
[0004]其采用的技术方案如下：
[0005]一种红外传感器的数据处理方法，其包括如下步骤：
[0006]步骤1：获取红外传感器的温度数据阵列，并将所述温度数据阵列中的每个像素点标识为Pixel(i，j)；
[0007]步骤2：实时获取红外传感器在当前帧上各像素的目标温度，当其中任一目标温度高于预存的上限阈值或低于预存的下限阈值，则删除当前帧跳转至步骤1，否则跳转至步骤3；
[0008]步骤3：遍历所述温度数据阵列中的每个3*3领域，当其中任一所述3*3领域的中心像素值与其周围每个像素值差均大于预设值时跳转至步骤4；否则，跳转至步骤5；
[0009]步骤4：对红外传感器在当前帧的目标温度进行中值滤波，并跳转至步骤5；
[0010]步骤5：将温度数据阵列中的最高值，并将所述最高值发送至服务器；
[0011]步骤6：对温度数据阵列的每个像素值进行归一化处理；
[0012]步骤7：对温度数据阵列的每个像素值进行多倍线性差值；
[0013]步骤8：分别在水平方向和垂直方向进行梯度检测；
[0014]步骤9：对温度数据阵列进行数据可视化显示。
[0015]优选的是，上述红外传感器的数据处理方法中：所述红外传感器采用MLX90640
‑
D55 Thermal Camera；所述温度数据阵列由24*32个像素构成。
[0016]优选的是，上述红外传感器的数据处理方法中：所述上限阈值为300摄氏度，所述下限阈值为
‑
40摄氏度。
[0017]优选的是，上述红外传感器的数据处理方法中：所述预设值为10。
[0018]优选的是，上述红外传感器的数据处理方法中：所述数据归一化，其转换函数如
下：所述max为样本数据的最大值，所述min为样本数据的最小值，所述x为原始数据，所述x
*
为归一化后的数据。
[0019]优选的是，上述红外传感器的数据处理方法中：所述线性插值的计算公式如下：设已知数据(x0,y0)与(x1,y1)，则[x0,x1]区间内某一位置x在直线上的y值为：则
[0020]优选的是，上述红外传感器的数据处理方法中：所述梯度值的计算公式如下：G(x,y)＝dx(i,j)+dy(i,j)；dx(i,j)＝I(i+1,j)
‑
I(i,j)；dy(i,j)＝I(i,j+1)
‑
I(i,j)；所述I为像素值，所述(i,j)为像素坐标。
[0021]优选的是，上述红外传感器的数据处理方法中：所述多倍线性插值采用10倍线性插值。
[0022]与现有技术相比，本专利技术首先通过阈值判定，将检测值明显超出检测数值范围的帧数删除，通过异常值判定，筛选出异常值并通过中值滤波进行去除。通过归一化处理对原始数据进行线性变化，实现了图像的可视化，通过梯度检测，突出强调边缘信息，突出高温区域；通过多倍线性插值，放大图像，增加图像分辨率。由此，优化了红外热图像的对比度，从而更准确的定位正在发热的疑似故障区域。
附图说明
[0023]图1为实施例1的流程示意图。
具体实施方式
[0024]以下将结合附图，对本专利技术实施例作进一步说明。本领域技术人员应理解的是，本专利技术所描述的实施例仅是示范性实施例。
[0025]在本专利技术的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0026]如图1所示为本专利技术的实施例1：
[0027]输煤栈桥作为电厂燃料供应的基础保障，包含给煤机、电子皮带秤、皮带输送机、犁煤器等多种燃煤输送作业设备，是设备运维的重点区域。输煤栈桥线路长，内部空气环境相对恶劣，设备点检部位多，煤粉浮尘含量高，对作业人员的责任心、安全意识要求高，且输煤栈桥内存在煤粉自燃起火、监控盲区多等安全隐患。以下通过安装在设备点检区域的便携式红外测温设备MLX90640
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D55 Thermal Camera及通过专网连接的服务器，基于本专利技术
所述数据处理方法，实现区域监控。
[0028]其工作过程如下：
[0029]步骤1：获取红外传感器MLX90640
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D55 Thermal Camera的温度数据阵列，并将所述温度数据阵列中的24*32个像素点分别标识为Pixel(i，j)，其中i是其行号(从1到24),j是其列号(从1到32)；
[0030]步骤2，阈值判断：红外热成像模块的温度检测范围
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40℃～300℃。实时获取红外传感器在当前帧上各像素的目标温度，当其中任一目标温度高于预存的上限阈值或低于预存的下限阈值，则可能是传感器的坏点，则程序自动删除此帧数据并跳转至步骤1，否则跳转至步骤3；
[0031]步骤3：遍历所述温度数据阵列中的每个3*3领域，当其中任一所述3*3领域的中心像素值与其周围每个像素值差均大于10时，由于一个高温区域的温度是连续的，因此一个像素不可能与其相邻像素差值过大，说明这个像素值是错误的，此时跳转至步骤4；否则，跳转至步骤5；
[0032]步骤4：对红外传感器在当前帧的目标温度进行中值滤波，以图像中的3*3矩阵为例，里面有9个像素点，我们将9个像素进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外传感器的数据处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：获取红外传感器的温度数据阵列，并将所述温度数据阵列中的每个像素点标识为Pixel(i，j)；步骤2：实时获取红外传感器在当前帧上各像素的目标温度，当其中任一目标温度高于预存的上限阈值或低于预存的下限阈值，则删除当前帧跳转至步骤1，否则跳转至步骤3；步骤3：遍历所述温度数据阵列中的每个3*3领域，当其中任一所述3*3领域的中心像素值与其周围每个像素值差均大于预设值时跳转至步骤4；否则，跳转至步骤5；步骤4：对红外传感器在当前帧的目标温度进行中值滤波，并跳转至步骤5；步骤5：将温度数据阵列中的最高值，并将所述最高值发送至服务器；步骤6：对温度数据阵列的每个像素值进行归一化处理；步骤7：对温度数据阵列的每个像素值进行多倍线性插值；步骤8：分别在水平方向和垂直方向对温度数据阵列的图像进行梯度运算、对得到的梯度值进行排序、并对赋予不同的权值，梯度值越大权重越高；步骤9：对温度数据阵列进行数据可视化显示。2.如权利要求1所述红外传感器的数据处理方法，其特征在于：所述红外传感器采用MLX90640
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D55 Thermal Camera；所述温度数据阵列由24*32个...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱韫辉，高巍，
申请(专利权)人：上海擎测机电工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：