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用于监视动力系统的系统

来源:老子有钱下载官网   发布时间:2019-11-26   点击量:464

用于监视动力系统的系统

公开了用于使用小形状因子红外成像模块来监视动力系统方面的系统的技术。用于监视动力系统的系统可包括一个或多个红外成像模块、处理器、存储器、显示器、通信模块和控制动力系统的部件的模块。红外成像模块可安装在具有一个或多个动力系统部件的动力系统上,安装在具有一个或多个动力系统部件的动力系统中,或以其他方式与具有一个或多个动力系统部件的动力系统结合在一起。红外成像模块可配置为捕获动力系统的部分的热图像。可以对捕获的热图像执行各种热图像分析和性能分析,以确定动力系统的部分的工作状态和温度。可以基于所确定的状态和温度来产生监视信息,然后呈现给动力系统的用户。

在各种实施方式中,主机装置102和/或红外成像模块100的部件可实现为本地系统,或者实现为部件之间通过有线和/或无线网络进行通信的分布式系统。因此,可根据特定实施的需要,通过本地和/或远程部件来执行本公开所提及的各种操作。

可选地,在另一个实施方式中,无需提供快门(例如,快门105或者其他类型的外部或者内部快门),而是可使用无快门的技术进行NUC步骤或者其他类型的校正。在另一个实施方式中,使用无快门技术的NUC步骤或者其他类型的校正可与基于快门的技术结合进行。

红外成像模块1402a、1402b、1402c可被安装在动力系统1430四处,以使动力系统1430的部件的至少一部分在至少一个红外成像模块1402a、1402b、1402c的视野内。例如,正如将关于图16进一步描述的,红外成像模块1402a、1402b、1402c可被用在交通工具环境或其他环境中。更一般地,红外成像模块1402a、1402b、1402c可被安置/安装成观察动力系统1430的任何部件。例如,阻碍期望观察的动力系统部件可被移动、消除或装配有红外透射材料,以使来自动力系统1430期望部分的红外辐射到达特定的红外成像模块。

有利的是,通过利用模糊图像帧确定空间行和列的FPN,会降低将实际成像的场景中的垂直和水平物体误认为是行和列噪声的风险(例如,真实场景内容被模糊,而FPN保持不被模糊)。

几乎所有的现代技术都依赖于电动力系统和机械动力系统或直接由其支持。电动力系统生成、存储并分配驱动每天使用的很多不同种类电子器件的电。机械动力系统对从运输到草坪护理的每件事都利用它们的机械优势,且它们形成了几乎所有类型建筑的基础。

通信模块1414可被配置为促进系统1400的各个部件之间的通信和接口。例如,诸如红外成像模块1402a、1402b、1402c、显示器1416、控制模块1432、输入模块1434和/或其他监视系统部件1440的元件可以通过通信模块1414向处理器1410发送数据并从处理器1410接收数据,通信模块1414可管理各种部件之间的有线和/或无线连接(例如,通过专有RF链接、专有红外链接和/或标准的无线通信协议,比如IEEE802.llffiFi标准和蓝牙)。这样的无线连接使红外成像模块能够安装在不方便提供有线连接的地方,举例来说,比如安装在旋转或以其他方式移动的部件上。

可将红外传感器132捕获的图像帧提供给帧平均器804,所述帧平均器804求多个图像帧的积分以提供具有改进的信噪比的图像帧802。可通过红外传感器132、ROIC402以及实现为支持高图像捕获速率的红外传感器组件128的其他组件来有效地提供帧平均器804。例如,在一个实施方式中,红外传感器组件128可以以240Hz的帧速率(例如,每秒捕获240幅图像)来捕获红外图像帧。在该实施方式中,例如可通过使红外传感器组件128工作在相对较低的电压(例如,与移动电话的电压相兼容),以及通过使用相对较小的红外传感器132阵列(例如,在一个实施方式中,为64X64的红外传感器阵列),来实现这样高的帧速率。

在另一个实施方式中,可以通过比较由热图像得到的分布图与关于块1810-1812在上面描述的基线分布图来检测异常状态。由于基线分布图可以代表动力系统部件的正常工作分布图,所以与基线分布图的偏差(例如,不均匀的温度分布)可指示异常状态。例如,具有泄漏的废气门、在涡轮机上燃掉的油堆积或者太高增压压力的涡轮1514的温度分布和方差分布,可能会偏离代表光滑和均匀的温度分布和方差的基线分布图。

图2示出了根据本公开实施方式的装配后的红外成像模块。

在一个实施方式中,如曲线图表809所示,在块807确定的权重值可与平均增量值805c成反比,以使得当相邻像素803a和803b之间差别较大时,权重值迅速的降低到0。就这方面而言,相邻像素803a和803b之间较大差别可表示场景内已经发生了变化(例如,由于运动而发生的变化),并且在一个实施方式中,可对像素802a和802b进行适当的加权,以避免在遇到帧到帧的场景改变时引入模糊。权重值和平均增量值805c之间的其他关联可用于其他实施方式中。

在块571-573,可以可选地对更新的NUC项执行附加高通滤波和进一步的确定处理以消除空间相关的FPN,所述空间相关的FPN具有比先前由行和列FPN项消除的空间频率更低的空间频率。就这方面而言,红外传感器132或者红外成像模块100的其他部件的一些变化可产生空间相关的FPN噪声,不能容易地将所产生的空间相关的FPN噪声建模为行或者列噪声。这种空间相关的FPN可包括例如传感器组件或者红外传感器132组上的窗样缺损,所述红外传感器132组与相邻的红外传感器132相比,其响应不同的辐射度。在一个实施方式中,可使用偏移校正来减少这种空间相关的FPN。如果这种空间相关的FPN的数量很多,则也可在模糊图像帧中检测到噪声。由于这种类型的噪声可影响相邻像素,具有很小内核的高通滤波器可能不能检测到相邻像素中的FPN(例如,高通滤波器使用的全部值可从与受到影响的像素附近的像素中提取,从而所述全部值可被同种偏移误差影响)。例如,如果使用小的内核执行块565的高通滤波(例如,只考虑落入受到空间相关的FPN影响的像素的附近范围中的直接相邻的像素),则可能不能检测到广泛分布的空间相关的FPN。

在一个实施方式中,为了计算效率,可使用稀疏内核,从而仅使用NXN附近区域内的较少数量的相邻像素。对于任何给定的使用较远的相邻像素的高通滤波器操作(例如,具有大核的高通滤波器)来说,存在将实际的(可能模糊的)场景信息建模为空间相关的FPN的风险。因此,在一个实施方式中,可将用于在块573确定的更新的NUC项的时间衰减因子λ设置为接近1。

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