用于高光谱成像的检测极限确定的系统、方法和计算机程序产品技术方案

提供了用于热对比度确定的系统、方法和计算机程序产品。一种示例性成像系统包括第一红外(IR)成像设备和计算设备，该第一IR成像设备生成该第一IR成像设备的视场的第一IR图像数据，该计算设备与该第一IR成像设备连接。该计算设备从温度探头接收指示该成像系统的外部环境的温度探头数据，并且从该第一IR成像设备接收该第一IR图像数据。该计算设备基于该第一IR图像数据，确定背景温度数据；基于该探头温度数据，确定气体温度数据；并且基于该背景温度数据与该气体温度数据之间的比较，确定每个像素的热对比度。该计算设备进一步根据该热对比度，确定每个像素的检测极限。确定每个像素的检测极限。确定每个像素的检测极限。

【技术实现步骤摘要】
用于高光谱成像的检测极限确定的系统、方法和计算机程序产品


[0001]本公开的示例性实施方案总体涉及成像系统，并且更具体地，涉及用于检测和量化气体泄漏的高光谱和/或红外(IR)成像。

技术介绍

[0002]在许多环境中，诸如制造设施、钻井位置、管道和/或类似环境，可能会使用气体并对其进行储存、转移、移动等。例如，天然气管道可以在两处位置之间输送天然气(例如，甲烷和/或类似物)。在输送期间，诸如由于管道系统中的泄漏(例如，由于管接头处密封不良、对管道的撞击等)，可能会从此类示例性管道中排出一些气体。为了识别泄漏和/或量化从该泄漏排放(例如，逸散性排放)的气体量，可以使用高光谱相机。专利技术人已识别出本领域中现有技术的许多缺陷，这些缺陷的补救措施是本文所述的实施方案的主题。

技术实现思路

[0003]如上所述，许多行业和环境在执行与这些行业相关的各种操作中，依赖于或以其它方式利用气体。例如，天然气行业会对天然气(例如，甲烷和/或类似物)进行提取、输送和处理，以便随后用于产生热量、产生电力、为车辆提供燃料等。诸如由于一个或多个系统中的泄漏而导致的这种气体向外部环境的排放，可能会造成巨大的产品损失成本，还有可能造成来自例如政府监管机构的巨额罚款。此外，诸如甲烷等气体的泄漏可能会对工人构成危险境况，或以其他方式影响工作场所的安全。因此，为了在防止危险境况的同时实现利润最大化，对气体泄漏(例如，气体的泄漏羽流)进行准确检测和量化至关重要。
[0004]在用于检测或量化气体泄漏的红外、高光谱和/或热成像应用中，与图像内的特定位置(例如，由一个或多个像素表示)相关联的温度可说明存在的或以其他方式与该像素相关联的任何位置、物体、流体、气体等的温度。换句话说，与特定像素相关联的温度值或数据受沿着从成像设备延伸到设备分辨率极限的线的每一位置处的温度影响。红外(IR)成像设备或相机可确定特定像素的温度，该温度例如受由相机捕获且与特定像素相关联的泄漏气体、以及像素的前景/背景的温度的影响。因此，示例性背景的温度可操作成影响相机适当地量化特定位置处的气体存在或气体量的能力。尝试检测和/或量化气体泄漏的传统系统未能适当地说明潜在的热对比度(例如，检测到的气体与背景之间的温度差)，和/或未能基于此类热对比度，向用户适当地提供系统的检测极限的表示。
[0005]为了解决这些问题和其他问题，本公开的实施方案的示例性具体实施可利用红外(IR)成像设备(诸如在高光谱相机具体实施中实现的那些IR成像设备)以及不同的温度探头(例如，温度计、热敏电阻器、温度传感器等)，以便收集指示潜在气体泄漏的温度以及与图像的背景相关联的温度的数据。例如，并且在示例性IR成像设备的FOV内不存在气体泄漏的情况下，通过关联气体泄漏的温度趋势以在可适用的时间限制内达到(例如，匹配)外部环境的温度，可使用探头温度数据来确定气体温度。在不存在气体泄漏的情况下，IR图像数
据可用于确定或生成背景温度数据，并且本文所述的计算设备可操作成基于气体温度数据与背景温度数据之间的比较，生成热对比度和示例性检测极限。还可使用具有相应视觉标识的检测极限图来说明特定像素的检测极限，以供用户进一步查看。这样一来，本公开的实施方案可说明接近气体泄漏(例如，逸散性排放)的演变的环境或周围条件，以便准确地探知和量化示例性成像系统(例如，IR相机、高光谱相机等)的热检测能力。
[0006]提供了用于确定检测极限的装置、方法、系统、设备和相关联的计算机程序产品。一种示例性成像系统可包括第一红外(IR)成像设备和计算设备，该第一IR成像设备被配置为生成该第一IR成像设备的视场的第一IR图像数据，该计算设备与该第一IR成像设备可操作地连接。计算设备可被配置为从与计算设备可通信地耦接的温度探头中接收探头温度数据(其中该探头温度数据可指示成像系统的外部环境)，并且可从第一IR成像设备接收第一IR图像数据。该计算设备还可基于该第一IR图像数据，确定背景温度数据，其中该背景温度数据包括针对与该第一IR图像数据相关联的多个像素当中的每个像素的第一温度。计算设备可进一步基于探头温度数据确定气体温度数据(其中该气体温度数据包括针对与第一IR图像数据相关联的多个像素当中的每个像素的第二温度)，并且可基于背景温度数据与气体温度数据之间的比较，确定每个像素的热对比度。该计算设备可进一步被配置为根据每个像素的该热对比度，确定每个像素的检测极限。
[0007]在一些实施方案中，温度探头可位于第一IR成像设备的视场内。
[0008]在一些实施方案中，成像系统包括温度探头，并且该温度探头可附接到支承第一IR成像设备的壳体上。
[0009]在一些实施方案中，该成像系统可包括第二红外(IR)成像设备，该第二IR成像设备被配置为生成该第二IR成像设备的视场的第二IR图像数据，并且与该计算设备可操作地连接。在此类实施方案中，计算设备可被进一步配置为基于第二IR图像数据，确定背景温度数据。
[0010]在一些实施方案中，计算设备可被进一步配置为将每个像素的检测极限与极限阈值进行比较。在该检测极限满足该极限阈值的情况下，该计算设备可向该相应像素分配第一视觉标识。在该检测极限未能满足该极限阈值的情况下，该计算设备可向该相应像素分配第二视觉标识。
[0011]在另外一些实施方案中，该计算设备可被进一步配置为基于分配给该相应像素的该视觉标识，渲染包括每个像素的视觉表示的检测极限图。
[0012]在另外一些实施方案中，计算设备可被配置为响应于热对比度的迭代确定和相关联的检测极限确定，修改检测极限图。
[0013]提供上述
技术实现思路
仅是为了概述一些示例性实施方案的目的，以提供对本公开一些方面的基本了解。因此，应当理解，上述实施方案仅为示例并且不应理解为以任何方式缩小本公开的范围或实质。应当理解，除了这里总结的那些，本公开的范围还涵盖了很多可能的实施方案，这些实施方案中的一些实施方案将在下面进一步描述。
附图说明
[0014]上面已经概括地描述了本公开的某些示例性实施方案，现在将参考附图。在本文所述的某些实施方案中，附图中所示的部件可以存在也可以不存在。一些实施方案可以包
括比图中所示的那些更少(或更多)的部件。
[0015]图1示出了根据本文所述的一些示例性实施方案的利用排放源操作的示例性成像系统；
[0016]图2示出了根据本文所述的一些示例性实施方案的可执行各种操作的示例性电路的示意性框图；
[0017]图3示出了根据本文所述的一些示例性实施方案的用于确定检测极限确定的示例性流程图；
[0018]图4示出了根据本文所述的一些示例性实施方案的用于确定视觉标识确定的示例性流程图；
[0019]图5示出了根据本文所述的一些示例实施方案的示例性检测极限图；并且
[0020]图6示出了根据本文所述的一些示例性实施方案的用于多台成像设备具体实施的示例性流程图。
具体实施方式
[0021]在下文中将参考附图更全面地描述本公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成像系统，所述成像系统包括：第一红外(IR)成像设备，所述第一IR成像设备被配置为生成所述第一IR成像设备的视场的第一IR图像数据；和计算设备，所述计算设备可操作地与所述第一IR成像设备连接，其中所述计算设备被配置为：从与所述计算设备可通信地耦接的温度探头接收探头温度数据，其中所述探头温度数据指示所述成像系统的外部环境；从所述第一IR成像设备接收所述第一IR图像数据；基于所述第一IR图像数据，确定背景温度数据，其中所述背景温度数据包括针对与所述第一IR图像数据相关联的多个像素当中的每个像素的第一温度；基于所述探头温度数据，确定气体温度数据，其中所述气体温度数据包括针对与所述第一IR图像数据相关联的所述多个像素当中的每个像素的第二温度；基于所述背景温度数据与所述气体温度数据之间的比较，确定每个像素的热对比度；以及根据每个像素的所述热对比度，确定每个像素的检测极限。2.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述温度探头位于所述第一IR成像设备的所述视场内。3.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述成像系统包括所述温度探头，并且所述温度探头被附接到支承所述第一IR成像设备的外壳上。4.根据权利要求1所述的成像系统，所述成像系统还包括第二IR成像设备，所述第二IR成像设备被配置为生成所述第二IR成像设备的视场的第二IR图像数据并且与所述计算设备可操作地连接，其中所述计算设备被进一步配置为基于所述第二IR图像数据，确定所述背景温度数据。5.一种计算机实现的方法，所述计算机实现的方法包括：从温度探头接收探头温度数据，其中所述探头温度数据指示成像系统的外部环境；从第一红外(IR)成像设备接收所述第一IR成像设备的视场的第一IR图像数据；基于所述第一IR图像数据，确定背景温度数据，其中所述背景温度数据包括针对与所述第一IR图像数据相关联的多个像素当中的每个像素的第一温度；基于所述探头温度数据，确定气体温度数据，其中所述气体温度数据包括针对与所述第一IR图像数据相关联的所述多个像素当...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵川，P，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：