一种基于红外热成像技术的货车刹车温度测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于红外热成像技术的货车刹车温度测量方法，涉及红外热成像技术领域。本发明专利技术根据实验环境约束并测定热成像仪的一系列参数值，使用热成像仪获取货车车轮部分在刹车时的红外热像图；由于热成像仪收到的不仅仅是车轮本身的辐射，它还会收集来自周围的、通过物体表面反射的辐射，而这两种辐射在某种程度上会被测量路线中的大气削弱，在此过程中，大气本身成了第三种辐射源；通过所约束的热成像仪参数值分别求算出三种辐射源的辐射功率，以相关联的系数计算出总辐射功率；最后通过测量的红外热像图像素值、像素划分区间和测温通式，准确划分出货车车轮位置后，即可精确计算出货车车轮位置的最大温度和平均温度等情况。度等情况。度等情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外热成像技术的货车刹车温度测量方法


[0001]本专利技术属于红外热成像
，特别是涉及一种基于红外热成像技术的货车刹车温度测量方法，属于基于现有的红外热成像技术中的一种更优越更精确的技术。

技术介绍

[0002]现有的红外热成像测温技术利用来自物体的辐射能、辐射亮度、颜色等进行测温，温度敏感元件不与被测对象接触，因此使用该技术所测得的温度并不是物体的真实温度，而是辐射温度。例如CN202110764064.9一种高温流场环境下模型表面辐射率测量装置及方法，所公开的技术方案；辐射温度虽然经过了大气传输因子等的修正，但它与物体表面的真实温度之间仍存在一定的差异；使用该技术测温度时，容易受自身特性以及外界因素的影响，且目前主要还有辐射率(发射率)ε的问题，即被测目标物体表明的辐射率的数值准确性会严重影响精确测温的准确性。
[0003]在红外热成像技术的基础之上，通过精确确定参数后，建立对应关系来测量货车刹车温度的方法，在微电子、造纸业、汽车行业、塑料注塑成型和家电设计等领域都有广泛的应用。现有的红外热成像测温技术对于辐射率的测定和环境变换时的温度测量都存在一定的局限性，尚不能满足实际测量的需要。因此需要一种更为有效精确辐射率ε，并可适应各类环境下的温度测量方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于红外热成像技术的货车刹车温度测量方法，该方法仅仅从实时单帧图像流来进行货车刹车温度的验算，其中包括一组热成像图和相应的可见光图像；总体思想是：确定热像仪所使用的短波n值后，精确测出货车车轮(被测目标物体)的辐射率ε等参数数值后，进行测温计算，最终获取车轮位置图像，并计算车轮位置的最高温度和平均温度；与现有的红外热成像测温技术相比较，可精确测定辐射率ε等参数，并可与可见光图像相融合，进一步提高货车刹车位置的温度测量的准确性，解决了
技术介绍
中的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术的一种基于红外热成像技术的货车刹车温度测量方法，为精确测定货车刹车部位即目标物体辐射率ε或称发射率参数的方法，通过代入温度通式即可得出货车刹车部位即目标物体的温度数值，该方法主要步骤如下：
[0007]弄皱一大张铝箔后，展开铝箔将其贴在一块同样大小的硬纸板上。
[0008]将这块硬纸板放在要测量的对象前面，确保带有铝箔的一面对着热成像仪。默认设置辐射率为1.0，测量铝箔的表观温度并记录下来。
[0009]选择放置样本(货车车轮材质)的位置，根据前面的过程，确定并设置反射表观温度。
[0010]在样本(货车车轮材质)上放置一片已知辐射率(发射值)很高的绝缘胶带，再将样
本的温度至少加热到高于室温20℃，保持加热均匀。
[0011]聚焦并自动调整热成像仪，冻结热成像仪中的图像，再调整电平和温宽，获取最佳的图像亮度和对比度；设置绝缘胶带的辐射值即发射值，通常为0.97。
[0012]使用以下热成像仪的测量功能之一测量胶带的温度：
①
等温线(用于确定温度和样本加热的均匀程度)；
②
点(简单直接)；
③
方框平均，即适用于表面发射值不同的各种表面；记下温度。
[0013]最后，将测量功能移至样本(货车车轮材质)，更改辐射率设置，直至读出与前面测量温度相同的值，记下此时的辐射率，即为货车车轮材质的辐射率ε。
[0014]为寻求进一步的精确设置，在获取到辐射率之后，还可继续设置相对湿度、热成像仪离货车车轮距离等参数值。此外，在短距离和正常湿度的情况下，相对湿度通常可保持为50％的默认值。
[0015]本专利技术相对于现有技术包括有以下有益效果：
[0016](1)本专利技术通过独特的精确测量货车刹车车轮处的辐射率的方法，以及设定不同环境下的相对湿度、距离等实验参数值，可使得温度通式计算结果更加精确；
[0017](2)本专利技术相较于现有的热成像原理测温技术，本专利技术所提供的基于红外热成像技术的货车刹车温度测量方法，能平均获得更高的准确性，且能精确有效地获取温度数值；
[0018](3)本专利技术能与可见光图像相融合后进行车轮区域划分，进一步提高测温的准确性；
[0019](4)本专利技术也不需要用户交互。
[0020]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术一种基于红外热成像技术的货车刹车温度测量方法的整体流程图；
[0023]图2为本专利技术具体实施例中精确模拟测定辐射率ε的模型原理图；
[0024]图3为本专利技术具体实施例中计算总辐射功率W的模型原理图；
[0025]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0026]1‑
周围环境，2
‑
物体，3
‑
大气，4
‑
热成像仪。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术旨在提出一种改进后的红外热成像技术，以更为有效地精确测定辐射率ε，用来解决对货车刹车温度的测定。在本专利技术中，精确测定辐射率ε的过程可适应各类环境。
随后，在计算温度数值的过程中，可实时单独获取货车刹车车轮部位热像图(提前设置热像图显示模式为灰度热像图显示)，以获取车轮处的最高温度、平均温度等数值，避免了货车其他区域(如车身)对车轮处温度造成误差影响的问题。最后，本专利技术可与相应的可见光图像相结合，进一步精确测定货车刹车车轮位置的温度数值，同时也可实现温控预警功能，有效降低交通事故的发生。
[0029]下面结合附图对本专利技术的方案作进一步的描述：
[0030]如图1所示，本专利技术提供了一种基于红外热成像技术的货车刹车温度测量方法，该方法主要步骤如下：
[0031]S1、所构造的精确测定辐射率ε方法的总体思想是:以已知辐射率的绝缘胶带等价模拟测定样本(货车刹车车辆)的辐射率ε。
[0032]1)准备一大张铝箔，并弄皱后，展开铝箔将其贴在一块同样大小的硬纸板上。
[0033]2)如图2所示，将该硬纸板放在要测量的对象前面，确保带有铝箔的一面对着热成像仪(附图标记4)。默认设置辐射率为1.0，测量铝箔的表观温度并记录下来。
[0034]3)选择放置样本(与货车车轮材质相同的样本材料)的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于红外热成像技术的货车刹车温度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、约束设定并精确测定热成像仪的一系列参数值，并进行对货车刹车车轮部位的图像分析；S2、通过所约束的热成像仪参数值分别求算出三种辐射源的辐射功率，以相关联的系数计算出总辐射功率w；三种辐射源为目标物体、周围环境(附图标号1)、大气；S3、根据S2步骤得到的总辐射功率w，由史蒂芬
‑
玻尔兹曼定律，代入玻尔兹曼常数σ，经过等式变形得到货车刹车温度的测量值；S4、通过热成像仪温度图和可见光图像相融合，准确划分出车轮位置图像情况，计算车轮位置的最高温度和平均温度的数值，进行示警温度阈值比较。2.根据权利要求1所述的一种基于红外热成像技术的货车刹车温度测量方法，其特征在于，所述S1步骤包括如下分步骤：S11、将热成像仪设备插上电源并通过网线连接电脑，打开设备网页客户端，根据实际场景准确测定货车车轮辐射率ε，并设置相对湿度、离货车车轮距离、货车车轮周围有效温度和大气温度的一系列参数值参数；S12、参数设置完成后，调整好热成像仪角度与画面呈现情况；在货车即将经过前，开始对目标物体的录像；在货车离开后，停止对货车车轮的录像；S13、重复S12步骤，进行不同货车刹车车轮处的热像仪图像和可见光图像保存分析。3.根据权利要求1所述的一种基于红外热成像技术的货车刹车温度测量方法，其特征在于，所述S2步骤中计算总辐射功率w包括如下分步骤：S21、来自短距离内的黑体温度缘T
source
与产生的热像仪输出信号U
source
中属于功率输入的一部分有线性关系，线性关系为：U
source
＝CW(T
source
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式I用一个简单的注释表示，即U
source
＝CW
source
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式II其中，C是一个常数；如果辐射源是一个辐射会提ε，则收到的辐射率为εW
source
；S22、来自货车车轮即目标物体的辐射率＝ετW
obj
，其中τ是大气的传输率；设定目标物体的温度为T
obj
；S23、来自周围辐射源的反射辐射率＝(1
‑
ε)τW
refl
，其中(1
‑
ε)是物体的反射壁；设定周围辐射源温度为T
refl
；S24、来自大气的辐射＝(1
‑
τ)τW
...

【专利技术属性】
技术研发人员：骞志彦，张斌，
申请(专利权)人：视缘上海交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：