一种红外热成像传感器及红外测温方法技术

本发明专利技术公开了一种红外测温方法，通过将监控区域划分为若干检测区域，并对各检测区域设置温度阈值，当检测到某检测区域内在连续若干帧中均出现了超过温度阈值的温度点，进行温度预警。同时，建立燃点数据库和红外图像数据集，通过将监控区域与燃点数据库匹配实现燃烧报警，并利用红外图像数据集建立火焰检测网络，而后通过火焰检测网络进行着火点的标记。该方法实现了针对密闭空间内易燃物体的温度的实时监控，并进行温度预警和燃烧报警。并进行温度预警和燃烧报警。并进行温度预警和燃烧报警。

【技术实现步骤摘要】
一种红外热成像传感器及红外测温方法


[0001]本专利技术涉及红外传感领域，具体涉及一种红外热成像传感器及红外测温方法。

技术介绍

[0002]任何物体由于其自身分子的运动，不停地向外辐射红外热能，从而在物体表面形成一定的温度场，即“热像”。红外测温技术包含光电成像技术、计算机技术和图像处理技术，通过接收物体发出的红外线(红外辐射)，将其热像在图像上显示，从而准确判断物体表面的温度分布情况，具有准确、实时、快速等优点。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。目前应用红外诊断技术的测试设备比较多，如红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等。
[0003]红外热成像技术以温度场红外成像测温为基础，是目前预知性维护的高
，也是预防灾害有效、高效的手段，是国内外预防各行业易燃、易爆的重要手段。尤其在区域火灾检测领域，红外热成像设备可以通过实时温度的变化情况，实现区域设备的预警作用，同时因为红外线具有超强的穿透能力，可以在烟雾的复杂环境下，快速的关键火灾的发生点，极大程度的减少了排查区域的时间，保证了排除隐患的及时性。
[0004]红外热成像采用的是接受外界事物的红外波成像，自然界中高于绝对零度的物体都会发出红外波，红外热成像仪就是接受红外辐射成像的，所以不受白天黑夜的影响，其主要优点是全天候都可以正常使用。并且在有雾、烟等障碍物的极端环境下，由于红外热成像仪是反映物体表面温度而成像的设备，因此除了夜间可以作为现场监控使用外，还可以作为有效防火报警设备，在大面积的室内，火灾往往是由不明显的隐火引发的。这是毁灭性火灾的根源，用现有的普通方法，很难发现这种隐性火灾苗头。
[0005]红外热成像仪在预警方面是可见光摄像头所不具备的，物体燃烧都需要温度到达其燃点，红外热成像仪可以在物体温度超过正常温度范围后就行预警警告，告知监控人员进行设备查勘，在物体温度接近燃点的阈值内进行告警，不必等到起火造成过大损失再进行扑灭，做到早知道早预防早扑灭。在物体刚开始燃烧的时候，红外热成像仪也可以快速有效地发现隐火，并且可以判定火灾的地点和范围，透过烟雾发现着火点，以及着火点的温度，做到分秒必争。
[0006]在火灾的后期，室内烟雾弥漫的情况下，红外热成像仪可以发现一些隐藏的未扑灭火点以及高温物体，既可以辅助消防员进行彻底扑灭，也可以避免消防员在救火过程中的受伤，并且这也是传统火灾检测在火灾前后所不具体的优势。
[0007]可见光条件下的火灾监控，对于光照，监控角度都有较高的要求，因此，其无法实现全天候，全方位的监控，同时可见光下的火灾监控其原理是通过对图像中出现的火源进行识别判定是否有火灾出现，本质是图像识别，当图像出现遮挡、图像模糊等情况下，检测的有效性大幅下降，无法准确检测。而火灾是化学反应过程，其根本原理是温度超过物体的燃点而发生的化学反应，因此通过温度的监控更为准确、有效，红外热成像本质就是对温度进行监控。所以综合上述对比，红外热成像条件下的火灾检测更加直接，有效。
[0008]温度传感器和红外热成像功能相仿，但是由于其成本过高，采集画面无法分割成所需要的区域，在功能使用上受到限制较多，比如无法根据可燃物的燃点进行区分报警，对发生隐火的敏感度不够，无法及时对火灾发出预警。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种红外热成像传感器及红外测温方法，以实现密闭空间内的火灾预警和检测。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种技术方案：一种红外测温方法，该方法通过设置多路红外热成像传感器获取不同监控区域的实时红外热图像，并且对监控区域进行高/低温预警以及燃烧报警；
[0011]其中，高/低温预警过程具体如下，
[0012]S11、将某一监控区域的实时红外热图像分为一个或多个检测区域，并为每一个检测区域设置高温预警值和低温预警值；
[0013]S12、对每一检测区域内的温度值进行实时监测，当某一检测区域内出现高于高温预警值或低于低温预警值的温度点，将该帧记录为第i帧，随后连续对第i帧后的连续n帧进行检测，若第i帧至第i+n帧内，始终存在高于高温预警值或低于低温预警值的温度点，则判定该检测区域内存在温度异常，发送预警信号；
[0014]燃烧报警的过程具体如下，
[0015]S21、建立燃点数据库和红外图像数据集；其中燃点数据库包括被测物体种类以及与被测物体对应的燃点温度值，红外图像数据集包括不同场景下、不同火焰形态的红外图像；
[0016]S22、根据监控区域内的易燃物种类进行燃点数据库的匹配，得到不同监控区域的燃烧报警温度值；
[0017]S23、建立火焰检测网络，并利用建立的红外图像数据集对火焰检测网络进行训练；
[0018]S33、当某一监控区域出现超过该监控区域对应燃烧报警温度值的温度点，则发出燃烧警报，并通过火焰检测网络对输出的实时红外热图像进行着火点标记。
[0019]按上述方案，实时红外热图像采用RTSP协议，以流数据形式进行视频传输。
[0020]按上述方案，视频传输采用H.264协议。
[0021]根据权利要求1所述的红外测温方法，其特征在于：燃点数据库中的被测物体
‑
燃点温度值的数据对包括，电缆
‑
130℃、柴油
‑
220℃、柴油发动机
‑
220℃。
[0022]按上述方案，火焰检测网络为NanoDet。
[0023]按上述方案，NanoDet中，普通卷积被替换为深度可分离卷积，并且将卷积堆叠的数量从4个减少为2组，其通道数由256维压缩至96维。
[0024]按上述方案，红外图像数据集采用Mosaic数据增强进行预处理。
[0025]一种用于上文所述红外测温方法的红外热成像传感器，其结构件包括上壳体，上壳体下方连接有下壳体，上壳体与下壳体之间设置有红外热像仪、主板以及散热板；红外热像仪与主板电性连接，散热板设置于主板上方；上壳体尾部设置有与主板电性连接的航插头，上壳体顶部通过紧固螺栓和紧固螺母与一连接杆相连，连接杆顶部与一连接法兰螺纹
连接；
[0026]其中，主板上包括信号处理单元，信号处理单元电性连接有存储单元、红外热像仪、电源管理单元以及数据传输单元。
[0027]按上述方案，所述数据传输单元的传输端口以及电源管理单元的电源输入端口共用接口。
[0028]按上述方案，数据传输单元的传输端口以及电源管理单元的电源输入端口为POE接口。
[0029]本专利技术的有益效果是：(1)通过红外热成像传感器实现红外热成像图像和视频采集，并将信息上报；(2)可实现将实时采集的红外热成像视频流实时输出；(3)支持区域测温功能，能够输出指定红外热成像区域的最高温度、最低温度和平均温度，持续超阈值处理的预警策略，在保证设备正常运行的同时，最大程度的降低误预警概率；(4)能够实现周期性自检，可以检测整个系统的运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外测温方法，其特征在于：该方法通过设置多路红外热成像传感器获取不同监控区域的实时红外热图像，并且对监控区域进行高/低温预警以及燃烧报警；其中，高/低温预警过程具体如下，S11、将某一监控区域的实时红外热图像分为一个或多个检测区域，并为每一个检测区域设置高温预警值和低温预警值；S12、对每一检测区域内的温度值进行实时监测，当某一检测区域内出现高于高温预警值或低于低温预警值的温度点，将该帧记录为第i帧，随后连续对第i帧后的连续n帧进行检测，若第i帧至第i+n帧内，始终存在高于高温预警值或低于低温预警值的温度点，则判定该检测区域内存在温度异常，发送预警信号；燃烧报警的过程具体如下，S21、建立燃点数据库和红外图像数据集；其中燃点数据库包括被测物体种类以及与被测物体对应的燃点温度值，红外图像数据集包括不同场景下、不同火焰形态的红外图像；S22、根据监控区域内的易燃物种类进行燃点数据库的匹配，得到不同监控区域的燃烧报警温度值；S23、建立火焰检测网络，并利用建立的红外图像数据集对火焰检测网络进行训练；S33、当某一监控区域出现超过该监控区域对应燃烧报警温度值的温度点，则发出燃烧警报，并通过火焰检测网络对输出的实时红外热图像进行着火点标记。2.根据权利要求1所述的红外测温方法，其特征在于：实时红外热图像采用RTSP协议，以流数据形式进行视频传输。3.根据权利要求2所述的红外测温方法，其特征在于：视频传输采用H.264协议。4.根据权利要求1所述的红外测温方法，其特征在于：燃点...

【专利技术属性】
技术研发人员：占必红，熊春水，夏伟，李夏晨，吴畏，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：